初中物理教學中前概念的轉變策略

駱菡

一 、以創設情境為起點，認識學生前概念的錯誤本原

教學中的物理問題趨于理想化、模型化、抽象化，導致學生學習有一定的難度。學生前概念中的場景是學生在日常生活中積累起來的、與生活經驗相吻合的例子。學生在某些具體試題中，應用前概念似乎也能解決問題，但實則并不科學。因此教師創設的情境既要貼近學生實際，又要建立在認知沖突基礎上的。情境的創設，能使學生對一些現象所持的觀念明朗化，從中了解學生的前概念，針對概括化場景，為建立科學概念提供更為有效的教學起點。針對認知沖突而去嘗試的解決過程為學生隨后的學習提供了前提。比如“慣性”，在傳統的物理教學中，認為只要多講幾遍、多練幾遍就能達到教學目的，實踐證明幾乎是沒有效果的，因為在部分學生的頭腦中，早已有了與亞里士多德“力是維持運動的原因”等理論相類似的前概念，通過創設一個推粉筆盒的情境，用力推它才會動，撤掉推力就靜止，讓學生看到連自己都沒注意到的正在應用的前概念，再引導學生認識接觸與他們前概念不相符的情境，引發學生的認知沖突，讓學生主動解決沖突，建構自己的理解。比如，創設超市推購物車的情境，引導學生思考小車和粉筆盒的區別，循序漸進地展開“阻力對物體運動的影響”的討論，促使學生對前概念的質疑和開始新知識的重新建構。又如“平面鏡成像”這節課，如果把教學重點過多地放在實驗探究的過程和結論上，而對學生錯誤的前概念關注不夠的話，學生在解決實際問題中就會困難重重。如針對“物體離鏡子越遠，所成像越小”這一錯誤認識，可以用生活的有趣圖片——手托鐵塔來理解其錯誤成因。

二、以任務驅動學生的探究學習，交流討論中實現前概念轉變

學生激活的新知識和原有認知相互作用時，需要一定時間進行歸納總結，才能形成科學的認知結構。而傳統“滿堂灌”式的教學沒有給學生足夠的時間思考，學生對新知識的建立容易產生抵觸心理。比較有效的做法是：通過布置課前任務來驅動教學，給學生足夠的時間進行組內、組間交流，引發個體原本沒有的認知沖突。一方面，在探討和交流的過程中，每位小組成員能夠從中學習和補充原有觀點的不足，這樣也能對自己的錯誤概念持有懷疑的態度，能夠從更多的角度去深入分析原有的錯誤概念，更容易接受新概念，并能提高解決問題的能力。另一方面，在合作小組中，對新概念的充分討論和深入探討，使新概念更容易被理解，更容易被學生接受和重新建構。 而且在合作學習中，差生的參與度更高，能得到更多的幫助，而學習成績好的學習伙伴能比教師提供更容易理解的幫助。比如“平面鏡成像”中，針對課前提出的如何確定像的位置這一問題，有一組學生設計了如下方案：用刻度尺量出棋子到鏡面的距離，再用鏡中的尺量出像到鏡面的距離，得出距離相等。這正好暴露出學生對“像”的概念認識不足，并引出爭論——鏡中的尺與真正的尺是否一樣，激發學生的探究熱情。

三、以“隨機通達教學”深化科學概念

建構主義提出了在教師指導下的“以學生主動建構為中心”的教學思想，充分體現了學生主體性的課程基本理念。錯誤的前概念常常干擾學生的學習，盡管教師再三對某些現象作正面解釋，學生原來錯誤的前概念仍在不知不覺中影響學生，阻礙了科學概念的形成。比如，很多學生都有“電流被消耗”的前概念，認為燈泡消耗電流發光發熱，因此電池用久了總會用完，而且認為與串聯電路電流處處相等的結論是沒有沖突的。這些錯誤的前概念會阻礙電流電壓、電功等概念的形成。因此前概念向科學概念轉變不是一蹴而就的，而是在概念轉變和鞏固的過程中，需要學生自我修復、自我完善、循序漸進的過程?！半S機通達教學”認為，學習者可隨意通過不同途徑、不同方式進入同樣的內容學習，從而獲得對同一事物或同一問題的多方面的認識和理解。新建立的概念學生不可能一下就全面理解清楚，只有學生可以對該概念獲得多方面而深入的掌握，這樣建立起來的物理概念才能全面、深刻地停留在學生的頭腦中，實現概念的真正轉變。 現以“短路”為例說明“隨機通達教學法”在教學中的應用，教材中短路這個概念是以“連接電池兩極的導線絕不允許以任何方式直接相連，以免造成短路，損壞電源”這一操作注意點的方式引出的，學生對該短路的首個印象是會損壞電源；接下來在“電流表”一節中，教材中強調“絕不允許把電流表直接在電源兩極上”又一次間接地提到了短路，告訴學生電流表對電流阻礙很小，電流很大，會損壞電源；然后在教學“歐姆定律”中，就可以要求學生自己運用歐姆定律分析為什么先前在實驗中強調決不允許電流表直接在電源兩極上，使得學生對短路時電流過大的原因有了理論依據和定量認識，也深化了對短路本質的認識；最后在“家庭電路中電流過大的原因”一節中，教材配合實驗演示，對短路的概念、原理和危害作了較為深入的分析。學生通過觀察現象，進一步加深了對“短路”和“燒壞電源”現象的理解。由此可見，學生建立概念的過程也不可能是一步到位的，隨著教學的展開，逐漸將短路有關的知識整合到原有的電學系統當中，形成更完善的概念體系，促進概念的縱向遷移，達到熟練的再認和再現，使學生不定期地對概念進行反思。

四、 以教材的內在邏輯為主線，精準構建核心概念

物理教材的編排總有其內在的邏輯，教師應在備課時深入挖掘教材的編寫邏輯，以教材的邏輯聯系為主線，編排起有序的遞進式的概念教學，推動學生產生求知的好奇心，讓學生始終處于積極思考的狀態，從而精準有效地構建起一些物理的核心概念。

比如，歐姆定律最早是用來研究電阻的伏安特性的，其表達式是電阻等于電壓改變量與電流改變量之比，如果這樣建立電阻的概念，學生就難以理解電流、電壓和電阻三者的關系，我們更不能將三者的邏輯關系強加給學生。所以教材首先引入了電阻這一屬性，再通過介紹滑動變阻器，以及課后習題中出現的等效替代法測電阻讓學生深刻體會到串聯電路中電阻大小決定了電壓的分配，滑動變阻器的一大作用就是可以改變串聯電路中的電壓分配。這些都是為了接下來的歐姆定律的實驗設計做準備。在學習“電阻”這一節內容中，學生積累了改變電阻可以改變電流的認知；在滑動變阻器使用中知道了滑動變阻器可以改變與之串聯的定值電阻兩端的電壓這一知識點，這樣自然就能設計出如書本上的實驗方案了。所以教師在使用教材時，要把握教材的設計意圖，進行有重點的點撥，讓學生尋找到最佳的實驗方案。怪不得常聽專家們說“潛心閱讀、認真鉆研教材、實事求是，是使用好教材的唯一出路?！?

五、以變式練習鞏固科學概念

概念的生成是一個不斷強化的過程。對概念的學習不應該只是停留在記憶層面，因為概念學習的最終目的是能夠靈活運用。變式就是在逐漸引導學生認識事物本質屬性的過程中，通過不斷改變事例的呈現形式，使本質屬性不變，而非本質屬性不斷變化，從而達到學生能夠區分事物的本質屬性和非本質屬性的目的，并形成對事物的科學概念。變式練習是將理論知識具體運用的基本途徑。在概念轉變的教學完成的最初階段，教師需關注前概念的反復性這一特點。而要對學生的認知結構進行鞏固，只有通過一定的練習才能將其完全內化達到真正的穩定的理解。一方面，設置的問題要情境相似、保持統一性，考查學生掌握概念的穩定度。另一方面，選擇與最初階段有一定變化的練習，注意變式與原問題的比較，從而突出事物的本質屬性，并促使學生的思維不斷深化。變式練習通過由淺入深、由易到難、層層推進的變式題，把學生的思維逐步引向新的高度。一方面，學生在循序漸進式的變式練習中非常容易獲得成就感和滿足感，能大大增強他們學習的信心。另一方面，由于變式練習是圍繞某一問題的本質展開設置的，經過訓練學生很容易掌握問題的本質，就能夠觸類旁通、舉一反三，用同樣的物理思想方法去解決其他相關問題，進而活學活用，有利學生于學習成績的提高。

六、以和諧民主的課堂互動氛圍帶動前概念的轉變

初中生剛接觸物理不久，學習經驗明顯不足，而且學生長期處于“灌輸式”課堂模式下，課堂師生互動質量往往不高。為了更好地激發學生的主動學習意識，應首先營造一個和諧民主的課堂環境，使學生能感到自信，能夠公開地表達和討論自己的觀點。學習概念時死記硬背、思維定勢、邏輯混淆等都會影響學生前概念的轉變。學生討論、爭論、發言，能調動他們的積極性，有利于暴露學生的前概念問題，有利于前概念的轉變，為教學策略的確定提供方向，更重要的是有利于培養學生的創新精神、科學的態度和價值觀。比如在“凸透鏡成像規律”中，先請學生拿起凸透鏡自由地觀察遠近不同的多個物體，再討論凸透鏡可以成什么樣的像，所成像跟物體與凸透鏡間的距離有什么關系。通過這個活動，學生們發現物理問題的答案不是唯一的，可以是多種多樣的，自己的想法與別人不一樣，也得到了老師的肯定，這都大大提高了學生互動的熱情，培養起學生主動表達自己想法的良好習慣。與此同時，教師要認真傾聽從而理解學生使用的概念與邏輯，判斷學生錯誤的本原。

七、以逆向思維完成前概念向新概念的遷移

逆向思維是一種重要的思維方式，從問題的對立面深入探索，樹立新概念。我們研究問題時，往往受到外界因素和前概念的干擾，只有在排除這個干擾的時候，才能清楚了解問題的本質。例如，要研究力對物體的影響，就要在所有力都消失之后才能形成鮮明的感知，深刻體驗到力的作用。初中物理學習中，不乏很多逆向思維解決問題的案例，如牛頓第一定律的研究正是來源于亞里士多德對“力對物體運動的影響”的思考。又如無論外界氣溫多少，冰水混合物始終是零攝氏度這一類有難度的知識點，教師可以先按照學生的邏輯通過逆向思維假設外界溫度高，使冰水混合物的溫度高于了零攝氏度，若高于熔點，那么冰應該早已融化成水了；同理若低于零攝氏度，水應早已全部凝固成冰了，推出矛盾，從而正確地向科學概念遷移。所以，當學生習慣于沿著事物發展的正方向去思考問題、去尋求解決辦法時，進行逆向思考往往會有所新的發現。

初中物理課堂教學中，學生帶著前概念來到課堂上，如果教師死板地灌輸一些對學生來說毫無意義的概念， 這些知識很快會被遺忘， 物理課留給他們的不過是幾個專業術語而已。教學中若能采用如上策略，就能更好地培養學生分析、解決物理問題的方法，培養學生的探究意識，培養學生的質疑精神，真正實現向科學概念的轉變。

參考文獻：

[1]修紹虎，趙立竹.初中物理概念教學中轉化前科學概念負遷移的策略[J].現代中小學教育，2010（10）.

[2]蔡鐵權，姜旭英，胡 玫.概念轉變的科學教學[M].北京：教育科學出版社，2009.