对消除物理“前概念”不利影响的建议

薛实军

摘要：物理前概念对学生形成与掌握科学的物理概念有极大的影响。要消除前概念影响因素，物理教学要注重概念的建构过程，要突出概念的形成与同化过程。

关键词：前概念；影响；建议

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）15-0095

一、物理“前概念”释疑

如果按照最简单的“正确与否”来区分，一类是对教学有积极的作用的正确的物理前概念。另一类是对教学有负面影响错误的前概念。下面主要是研究错误的前概念對教学的影响。

如果从产生的原因分析，大致可以分为两种形式。一种是由学前经验形成的前概念。例如，从日常生活、小学常识课到初中自然，都只提到磁铁能吸引铁磁性物质，而从未提到铁磁性物质可以反过来吸引磁铁。另一种是有些前概念在物理教学中，还不会轻易地让位于科学概念，学习过程呈新旧知识相互作用的过程，比如，自由落体运动这一内容的学习，教师应该把这节新课的重点放在哪里呢？其实，大多数学生对于“匀变速直线运动”的概念已经烂熟于心，有些教师把侧重点放在自由落体运动特点上，忽视了学习的实质是新知识与学生认知结构中已有的适当观念建立非人为的和实质性的联系，而本节课的实质性联系就是“自由落体运动从属于匀变速直线运动”，这就是这个问题的“痛点”，如果教师打通了这点，再引导学生分析“初速度为零的匀加速直线运动”“加速度为重力加速度g”，学生就能很快地掌握自由落体运动规律。

二、消除“前概念”不利影响的建议

1.加强实物演示，有利于消除错误前概念

如果问“太阳暴晒下的金属块的温度比木块的温度要高”这句话是否正确，很多学生认为正确。教师当着学生的面现场在太阳底下测试，是不是比任何苍白的讲解有用的多？两个摆长相同摆球质量不同的单摆，哪个周期大呢？教师若解释说一样大，与摆球质量无关，则有些学生会始终持怀疑态度，如果通过实验，让学生亲自做，由他们自己得出结论，情况就大不一样了。在“自由落体”一节教学中，学生对“同一高度不同物体做自由落体运动从竖直落下时是不是同时落地”很是怀疑，教师实验有时确实不成功，主要是没有考虑到空气阻力这个因素。如果教师在牛顿管中做类似实验，学生现场观察到“在稀薄空气中”就很好地消除了“生活经验”“阻力”等的影响。

2.加大物理模型的应用，消除学生的思维障碍

教师要消除学习中的思维障碍，要通过参与结构模型的制作，把抽象的知识形象化，引导学生关注对物理建模过程的探究。研究物体的运动时，如果物体是平动的，而且物体运动的距离远远大于物体本身的大小，这个时候我们就将物体的大小和形状忽略而将物体看作一个有质量的点，这就是质点。质点这一模型的建立将运动的物体大大简化了，使我们在分析运动问题时更加注重问题的本质——运动而不是物体。在伽利略和牛顿以前，认为力是维持物体运动所不可缺少的，形成这个错误认识的主要原因是当时的人们对生活经验缺乏科学分析，也难怪亚里士多德提出了一个错误命题：必须有力作用在物体上物体才运动，没有力的作用，物体就会停下来。伽利略在前人的经验中，设想了一个“理想实验”，建立了一个没有摩擦的光滑轨道的物理模型，才非常巧妙地否定了错误概念并推导出正确的结论。

物理教学活动的一个重要过程就引导学生暴露物理学习中的思维过程，物理问题的起点是问题而不是概念。关于分子等微粒的认识，从初中开始，在物理和化学学科中都是难点。在“分子间的相互作用力”一节教学中，能不能通过宏观物体建立相应的物理模型来解释分子与分子之间的距离关系呢？教师完全可以利用物理的弹簧模型来引导学生克服学习中的思维障碍，让分子及分子力形象化、具体化。例如，在“洛仑兹力”教学中，学生对于公式F=qvB的推导，障碍在于“I=nqvs”，要是教师充分考虑到学习过程中的学生思维缺陷，充分运用或创造条件，搭建“导线中电流流动的微观图像的物理模型”，问题就变得简洁多了。

3.循序渐进，确立正确概念

很多物理教师对于物理概念的理解，要么“霸王硬上弓”让学生死记硬背，要么“绕路走”轻描淡写，甚至一笔带过，对物理现象的形成与发展的过程“斩头去尾烧中间”，实则忽视了物理教学的过程。每个物理模型都是对现实对象或过程的简化处理，但这种简化并没有破坏所研究对象和过程的主要因素。水压与电压，电场与重力场，磁场与电场，这组概念没有直接联系。有经验的物理教师常常通过速度变化率、磁通量的变化率比较来加深磁通量的变化率的理解，通过电场比较磁场、通过水压与电压的区别、通过重力场来强化磁场来克服相似相近“前概念”对“后概念”的不利影响。教师引导学生理顺这些关系，才能做到知识的融会贯通，使学生在学习中能收到事半功倍的效果。在教学中，教师发现由于学生对物理概念存在理解和表达上的错误的时候，多听学生对这个概念描述中的关键词，既不能急于求成，也不能强行纠正，以免适得其反。教师还要耐心、细致地引导学生用物理方法来分析问题，多倾听学生的争论，让学生把前概念和物理概念对照比较，引起冲突，让学生为自己的前概念辩护，让学生独立地寻找所学物理要领的主要特征和属性，再因势利导，意识到自己脑海里发生的转变，从而使他们真正明白课堂上所讲的内容。

物理规律常常是一条知识链，这条知识链反映的是物理概念之间的从属关系和来龙去脉，学概念、学规律是学会“建模”的过程，课堂练习中的物理习题把基本物理过程和基本物理现象组合包装而成，做题是去掉习题中非本质的内容，借助形象的工具，拆成独立的知识点，是“用模”的过程。这就要注重物理规律及概念的连锁分析，以提高知识网络程度，巩固课堂效果，做到各个击破，加深学生对物理概念的理解。

物理概念在学生头脑中不是凭空出现的，是逐步建构而形成的。带着前概念进入物理课堂，这是物理教学中的正常情况，尽管学生可能没有意识到这种前概念的存在，但这是建构科学概念的基础。只要我们从认识上认同提供问题情境来消除前概念的不利影响的重要性，再适当注重如何在物理教学设计中体现前概念的形成过程、概念的思辨点、概念的针对性应用等环节，就可以起到事半功倍的效果。

（作者单位：湖北省公安县车胤中学434300）