江 偉
(合肥市五十中學東校 安徽合肥 230001)
學生在未學習物理之前,通過生活中的接觸已經在頭腦中樹立了一些或正確或不正確的與物理有關的概念,這種粗淺的、從生活中直接得到的概念就叫前概念,這些前概念通常較難改變。形象地說,學生們就如同一個玻璃杯,前概念就像鹽水,物理教學就如同向玻璃杯中倒入糖水,結果必然很難使原有的咸味完全消失。本文以最近發展區理論為指導,對中學物理概念重構教學提出一些可在教學中運用的策略,從而幫助學生真正地理解正確的物理概念,避免走入前概念的誤區。
物理概念是物理學最重要的基石,要學好物理學,首先就得讓學生掌握物理概念。作為一線教師,筆者在教學中深刻認識到物理學概念不清、概念理解不透等現象普遍存在于中學生群體中,使物理成為難學的科目,癥結之一便是老師的物理概念教學存在問題。例如:①力臂概念,學生在畫力臂時錯誤率很高;②參 照物概念,學生學過后還對車開動時樹相對于車是運動的感到懷疑;③浮力概念,學生總認木塊比石頭受的浮力大……出現以上問題的原因首先是教師認為概念建立最簡單高效的方法就是灌輸,花時間去建立物理概念很低效,從而選擇短視的“功利模式”。當然也有部分教師客觀上可能缺乏建立概念的途徑和方法,不能對教材進行二次開發,只能依附于教材而教。其次是幾乎每個老師都存在著不同程度上的對概念教學的忽視,而是一味地讓學生多做練習。練習確實可以幫助學生理解概念,但老師不能將概念教學寄托于練習上而不注重讓其形成正確的物理概念。而在學生方面,很多學生只注重于通過背概念來應付概念性考題和通過背公式、做練習來解決技巧性題目,對概念的理解模糊不清,意蘊豐富的物理定義被囫圇吞棗地學過去,數學符號代替了物理意義,殊不知概念不清會讓學習進入瓶頸,無法真正學好物理。
盧梭曾說:“最重要的教育原則是不要愛惜時間,要浪費時間”。這句話在動不動就講“高效課堂”的今天來說,簡直是謬論。但是他的觀點其實是另一種高效?!袄速M”的時間其實是用于體驗和感受、思考和理解,這樣才能不受束縛地讓學生發展心智、提高能力。
物理概念教學應是指向“最近發展區”的教學。什么是最近發展區呢?關于這個詞的解釋我贊同維果斯基的敘述。學生其實是有兩種發展水平的,即現有的發展水平和在經過他人或老師的啟發幫助后可以解決更高深問題的水平,這兩種發展水平之間的差距便是“最近發展區”,即學生潛在的發展水平。因此,在他看來,教學其實是對學生發展的一種,通過把隱藏著的發展水平即最近發展區變成現實,并由此可將新的最近發展區創造出來以達到更高的教學目標。
但新的最近發展區的創造受到前概念的影響,因此教學應當據此教學,指向對正確的前概念的發展和對有誤的前概念的修正。概念的學習是對學生腦中概念的二次強化或修正,以期將其腦中由生活中直接感受到的模糊的概念轉化成精確、嚴謹、經過歷史無數修正的科學概念。
基于以上分析,我認為物理概念教學其實是對學生最近發展區的關注,對學生最近發展區的覆蓋與創造。教學中注意“浪費時間”,讓學生慢下來感受概念在科學的方法下的重構過程,思考概念在嚴謹的實驗與推理中的建立過程,從已有的知識或經驗中跳脫出來,提高認知發展水平,強化或修正其腦中原有的認知概念,即前概念,如此方為學生科學概念形成的必由之路,是學生對物理本質的探索,這樣才能使學習饒有興味。
前概念對學生新知識的學習產生的種種影響有促進也有干擾。教師在物理概念教學中,要對學生腦海中的前概念有所認識,才能尋找到精準的教學起點。
學生前概念影響教學的主要有以下幾種情況:第一,從生活經驗中得到的錯誤認識。如學生會認識到杠桿使用時動力作用點到支點的距離越遠越省力,從而形成力臂是支點到力的作用點的距離的錯誤認識。第二,從學過的知識中得到的不全面認識。如數學課已學過速度,學生認為速度就是路程除以時間,物理教師這時要了解學生的問題所在。第三,學習物理時理解不透導致概念混淆。如認為壓力大小等于重力大小,認為慣性是力、可以克服等。
人們的直觀感覺雖然是外界事物的真實反映,但它具有片面性和表面性,根據直接觀察所得到的結論常是不可靠的。物理學上這方面的例子,如一根直筷子浸入水中,看到的卻是彎折的。若要成功改變或轉化學生原有的概念,必須要滿足四個條件:①學生對原有概念產生不滿;②新概念易于理解;③新概念的合理性;④新概念的有效性。
我們可以采取以下策略來促使學生轉化原有概念,形成新概念:
1.通過嚴謹的實驗過程來完成概念的重構。首先在課堂上提出問題,讓學生感受生活中的物理學相關現象,使學生腦中原有的前概念暴露出來;緊接著通過精心設計的實驗讓學生感受到在物理學中嚴謹的概念,使其對原概念產生不滿與懷疑,并通過教師的引導和自己的思考來理解新概念,認識到新概念的合理與有效;在實驗之后通過自己、小組和教師的三方研討來逐步修正前概念,形成正確嚴謹的科學概念。
2.恰當運用類比法給學生一個認識概念的“階梯”。類比法是一種極具物理學特色的教學方法,在教學中恰當運用會收到意想不到的效果,可以減輕學生對一些較難概念理解的困難度,使學生通過類比推理將物理學拓展到更寬廣的方面,將理性的概念進行感性地認識,形成形象生動的物理學圖景,建構美麗精確的物理模型。
3.回歸生活,用實例進一步確認物理概念。改變學生的觀點,其實難度較大,必須允許學生有時間去進一步理解他們自己的觀點。在教學中,我們可以在概念建立之后再設置一個質疑確認的環節。這個環節就好比一個陷阱,就在科學觀念建立之后,給學生提供新的情景,即設立了一個物理學困境,讓學生在解決矛盾時更深一步地理解剛剛建立的概念,重新思考自己確認物理學的觀點。
比如在得出力和運動的關系之后,可以設置一個情境:實心球是體育考試的??柬椖浚谟檬滞苿訉嵭那蚝螅瑢嵭那蚶^續運動一段距離后停止下來。是什么原因讓實心球在沒有推力的情況下仍能向前運動,又是什么原因讓實心球由運動到靜止?學生們通過討論分析,最終確認力是改變物體狀態的原因。
總而言之,物理概念如果想成為融在學生血液中自覺的意識和行為,就需要經過學生的實際體驗,需要學生去自行建構,才能誕生屬于自己的觀點。在前概念的土壤上進行交流與質疑,在科學的實驗與數據下建構新的科學的概念,這才是經歷考驗之后融于自身的概念。物理教師在概念建構過程中應當發揮指導作用,了解每一個學生的最近發展區,進行精準的靶向教育,用學生喜聞樂見的方式來引導、交流和分享,才能真正完成物理概念的重構。