基于FCI調(diào)查的迷思概念的轉(zhuǎn)變研究

貢冰

◆摘? 要：物理概念的學習是高中物理教學的重要環(huán)節(jié)，正確地理解物理概念有助于學生建立正確的物理觀念。然而學生在學習過程中由于前認知等因素影響，導致存在著迷思概念，而這將嚴重影響學生的物理學習。筆者基于FCI測量量表制定了三階測量量表用以調(diào)查學生力學學習過程中存在的迷思概念，以實際課堂為載體，進行迷思概念的轉(zhuǎn)變。

◆關鍵詞：迷思概念;概念轉(zhuǎn)變;高中物理;教學策略

本次課題研究的調(diào)研對象為筆者所帶133位學生，其中男生74人，女生59人。針對力學迷思概念，筆者根據(jù)測試內(nèi)容結合FCI測量試題制定了兩個測量量表。一是三階測量量表（答案-信心-理由）用來較準確測試學生的學習中出現(xiàn)的迷思概念。之后筆者根據(jù)反饋情況，改變教學策略，從而輔助學生進行概念轉(zhuǎn)變。然后通過二階測量量表（答案-信心）檢測改善后的同學掌握情況。

一、力學迷思概念的診斷

（一）迷思概念的界定與成因分析

迷思概念源于“misconception”一詞。對于該概念的理解，部分學者認為是“前概念”，認為是學生接受科學正規(guī)學習訓練前就形成的錯誤的認知，被奧蘇伯爾稱為相異構想。從廣義上來說，識學生在正式教育前，對生活現(xiàn)象常識經(jīng)驗進行總結所得到的與科學概念不一樣的概念。

學生在物理學習中出現(xiàn)迷思概念有多方面原因。一是生活經(jīng)驗的影響。學生會運用觀察法并結合適當?shù)目偨Y從而得出結論，并沒有深入現(xiàn)象背后找到物理的本質(zhì)。比如生活中的推動物體需要力，從而得到力是維持物體運動的原因等。二是對書本定義的理解片面。比如重力是由于地球吸引而產(chǎn)生的，就把重力等同于吸引力，或者把兩者當成兩個力。三是課上教師對考點過分強調(diào)，而忽略基本知識構架，學生的知識遷移不準確。比如磁場中的帶電粒子過分強調(diào)圓周運動，以至于學生認為粒子在磁場中只能做圓周運動。四是對概念課不夠重視。現(xiàn)在的教學存在著針對考試的“刷題式”教學，忽略對物理概念的理解。學生在課堂上不夠重視教師對概念規(guī)律的分析講解，而是低頭記筆記，課后做題訓練上。

迷死概念廣泛存在于每個學生的學習生涯，在學生的腦海中深深扎根，很難根除。即使教師在課堂上反復強調(diào)，但是只要沒有引發(fā)概念轉(zhuǎn)變，過一段時間，就會反復再次存在于學生的腦海中。這些迷思概念的隱蔽性比較強，較難被教師直接發(fā)現(xiàn)。迷死概念對學生的學習有著嚴重地阻礙，檢測學生的迷思概念是必要的。

（二）測試量表及診斷結果

FCI力學測量量表是現(xiàn)在物理迷思概念鑒定的主要工具之一。筆者根據(jù)FCI制定了兩套測試量表。兩份測試量表測試，結合筆者的訪談及文獻調(diào)查結果，兩份調(diào)查量表包含動力學中常見且重要的概念，如重力、牛頓運動定律等。一份為開放式的三階量表，包括答案-信心-理由，用以調(diào)查學生學習過程中存在的迷思概念。其中答案加信心用以檢測學生存在的迷思概念，理由用以補充學生對概念的理解。第二份為二階測試量表，包括答案-信心，用以在檢測概念轉(zhuǎn)變后的成果。

本次研究樣本為筆者所教學的133位同學，其中男生74位，女生59位。對三階測量量表的結果進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)對于重力、位置和運動、加速度這些概念，大部分同學不存在迷思概念。然而在以下概念存在問題：運動的合成遵循代數(shù)計算，相互作用力相等需要條件，力消失后仍短時間有影響，力維持物體運動，力與加速度的瞬時作用。此外，結合理由階的補充，學生還存在這些問題：豎直面與水平面沒分清，沒有結合實際情景分析問題，大氣壓力的成因不清，參考系的選擇，大部分同學無法準確描述選擇答案的理由。

從調(diào)查結果來看，這些問題的出現(xiàn)，部分來自于學生的前概念如力維持運動，部分來自于教師的課堂，如豎直面與水平面的問題。此外從理由來看，學生能夠選擇出答案，但是無法給出準確的理由，缺乏一定的語言表達能力。

二、基于診斷結果的教學分析

（一）概念轉(zhuǎn)變

迷思概念不會隨著學生學習而消失，學生也不會自發(fā)地去處理迷思概念，學生也沒有能力去處理自身的迷思概念問題。教師就必須要為學生創(chuàng)造概念轉(zhuǎn)變的環(huán)境和條件。國際上由波斯納等人已提出成熟的“CCM”經(jīng)典概念轉(zhuǎn)變模式。根據(jù)該理論，要完成概念轉(zhuǎn)變，要滿足四個前提：一是不滿意，即學生對前概念不滿，發(fā)現(xiàn)原有概念存在的問題;二是理解性，即學生能夠從根本上理解新的物理概念，而非停留在表面;三是合理性，即新概念要能夠合理解釋現(xiàn)象，;四是有效性，即新概念能夠有效解決原來困難的問題。每一個條件是完成后一條件的前提，只有一步步完成四個條件，原有概念才能被新的科學概念所取代。

（二）概念轉(zhuǎn)變的教學策略

針對學生出現(xiàn)的問題，筆者結合CCM模式根據(jù)實際教學情況進行教學。基本構架如下：

一是制造認知沖突。在教學中制造原有概念無法解釋或者不合理的情景，主要以演示實驗、反例，引導學生思考對比，引發(fā)學生對前概念的不滿意。例如相互作用力的理解，筆者結合傳感器進行演示，在靜止、運動、加速運動等情景讓學生觀察到相互作用力總是等大。

二是在概念教學過程，重視學生對規(guī)律的理解，并適當運用類比和直覺經(jīng)驗教學來引導學生理解新概念，并能夠合理解釋現(xiàn)象。例如，在運動的合成分解中，結合力的合成分解，來進行教學，并且可以結合數(shù)學向量來理解其計算方法。

三是運用新的物理概念來解釋實際問題。例如對于力與瞬時問題中，筆者可以演示一玩具彈簧圈豎直靜止釋放時的慢放畫面，觀察期下端初始狀態(tài)沒用動，引導學生利用牛頓運動定律來討論，從而得到正確的答案。

四是利用概念圖或者思維導圖來進行教學輔助。引導學生完成概念圖或者思維導圖，課檢測學生對概念間聯(lián)系的認識，而教師以圖的形式來講解物理概念之間的聯(lián)系讓學生直觀感受到概念與概念的關系。

三、總結

從最后的檢測來看，基本完成了大部分同學迷思概念的概念轉(zhuǎn)變。筆者認為解決學生的迷思概念，一方面有效提高學生的物理素養(yǎng)，另一方面對于學生的考試也是有利的，能夠有效避免學生在考試中出現(xiàn)的“小錯誤”。筆者建議教師在概念教學時要重視學生存在的迷思概念。可以在檢測后，適當修改教學策略，完成概念轉(zhuǎn)變。

參考文獻

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