淺談物理教學(xué)中前概念問(wèn)題的成因及研究注意點(diǎn)

1、.淺談物理教學(xué)中前概念問(wèn)題的成因及研究注意點(diǎn)所謂前概念是指學(xué)生在承受科學(xué)概念之前，根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)歷形成的對(duì)事物的認(rèn)識(shí)。前概念和科學(xué)概念之間存在著一定的差距，甚至是完全對(duì)立的關(guān)系。它對(duì)人類形成科學(xué)概念會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的干擾作用。有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把一只跳蚤放在一個(gè)廣口瓶中，跳蚤一下子就跳了出來(lái)；但倘假設(shè)蓋上蓋子，讓跳蚤反復(fù)跳屢次后，拿走蓋子，那么跳蚤會(huì)跳不出來(lái)。這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，跳蚤只會(huì)跳到原來(lái)蓋子位置所對(duì)應(yīng)的高度。這個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)告訴我們：假如不注意條件的變化，一個(gè)人已有的一些經(jīng)歷、概念往往會(huì)成為其繼續(xù)學(xué)習(xí)的障礙。物理概念和規(guī)律都是在一定外部和內(nèi)部條件的共同限制下產(chǎn)生出來(lái)的，假如這些條件悄悄地發(fā)生了變化，那

2、么相應(yīng)的概念和規(guī)律也將隨之而發(fā)生變化。因此，仔細(xì)、科學(xué)地研究物理概念建構(gòu)過(guò)程中前概念的成因及變化特點(diǎn)，對(duì)開(kāi)展良好的概念教學(xué)活動(dòng)具有深遠(yuǎn)的歷史意義和重大的理論價(jià)值。下面，我就以“輕重物體誰(shuí)下落得更快為例，淺述前概念問(wèn)題的成因及變化，分析開(kāi)展前概念問(wèn)題研究的原那么與方法，企圖對(duì)整個(gè)中學(xué)物理的教學(xué)以點(diǎn)滴的啟示作用。一、前概念的成因的科學(xué)研究首先，輕重物體誰(shuí)下落得更快的問(wèn)題與物體在重力作用下什么時(shí)候?qū)⑾侣涞酶焓莾蓚€(gè)完全不同的問(wèn)題。地球外表某個(gè)物體下落的快慢與其輕重沒(méi)有固定不變的關(guān)系。假如物體受到的阻力作用的影響相對(duì)其受到的重力作用的影響大，那么該物體會(huì)下落得慢一些，即所謂的加速度將比較??；假如物體受

3、到的空氣阻力相對(duì)其受到的重力可以忽略不計(jì)，那么同一地點(diǎn)的所有物體包括重的物體與輕的物體下落得將是一樣快，即加速度一樣。其次，假如你拿這個(gè)問(wèn)題去問(wèn)一個(gè)初中以上的學(xué)生，毫無(wú)疑問(wèn)，得到的答案是“一樣快。因?yàn)樗隙?tīng)人講過(guò)或從書(shū)本上看過(guò)伽利略的著名的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)。所以，研究輕重物體誰(shuí)先落地問(wèn)題的前概念成因和變化，假如選擇初中以上的學(xué)生為研究對(duì)象，勢(shì)必會(huì)使問(wèn)題研究不夠全面深化，也不夠真實(shí)有效。所以本問(wèn)題研究中，我把研究對(duì)象確定在小學(xué)二至四年級(jí)的學(xué)生。這個(gè)年齡層次的學(xué)生一般不會(huì)知道比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，但他們卻已經(jīng)具備了一定的表達(dá)自己想法的才能。下面是我就這個(gè)問(wèn)題和三組學(xué)生交流的情境:情境1：路上遇到兩個(gè)小女孩。

4、我特別親切地問(wèn)她們：“小朋友，你們幾年級(jí)啊? 兩聲幼雛的聲音答復(fù)我：“三年級(jí)。我面帶笑容而顯得特別真誠(chéng)地問(wèn)：“叔叔有個(gè)小問(wèn)題，想請(qǐng)教你們，你們?cè)敢獯饛?fù)嗎？女孩甲很有興趣地說(shuō)：“你說(shuō)吧？我趕忙說(shuō)：“你們覺(jué)得重的物體和輕的物體誰(shuí)下落得更快??？小女孩甲立即表示：“一樣快?！盀槭裁茨?？我追問(wèn)?！拔以谝槐緯?shū)上看到過(guò) 女孩甲急著表白?！澳隳?？我轉(zhuǎn)問(wèn)女孩乙。另一個(gè)小女孩想了想，說(shuō)：“我覺(jué)得應(yīng)該是重的物體下落得更快一些?！澳悄阒罏槭裁磫?？我很想知道結(jié)果似地追問(wèn)?！拔矣X(jué)得重的物體是一下子就能到達(dá)地面，而輕的物體總是飄著到地面的?！澳鞘裁床攀侵氐奈矬w，什么才是輕的物體呢“鐵塊，大石頭是重的，棉花，羽毛樹(shù)葉是輕的

5、?！昂芎?，小朋友，可叔叔有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)搞不懂，我一邊問(wèn)，一邊從口袋里拿出一張小紙片和一枚硬幣，然后讓它們從同一高度下落的過(guò)程。接著我把小紙片團(tuán)成一個(gè)很小的紙團(tuán)，再讓他們觀察下落過(guò)程，我演示了7、8次，直到她們確信紙團(tuán)和硬幣幾乎是同時(shí)下落的為止。然后，我問(wèn)：“小朋友，你能幫我解釋剛剛的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？“我覺(jué)得假如物體聚成一個(gè)點(diǎn)，它下落得就會(huì)快了。女孩甲沉思著說(shuō)，過(guò)一會(huì)，她想了想補(bǔ)充道：“我覺(jué)得可能和物體的面積有關(guān)系，假如物體的面積小，下落得就會(huì)快?！澳哪阌X(jué)得大蘋(píng)果和小蘋(píng)果誰(shuí)下落得更快呢？女孩乙搶著說(shuō)：“大蘋(píng)果快，不，小蘋(píng)果快，她急著改正情境2：兩個(gè)稍大一點(diǎn)的女孩子，在買冰水喝，五六年級(jí)的樣子。我問(wèn)她們同

6、樣的問(wèn)題，兩個(gè)小女孩表示不愿意答復(fù)并且意欲走開(kāi)。我還是很有耐心地走過(guò)去，顯出真誠(chéng)的神態(tài)。還不錯(cuò)，其中一個(gè)小女孩停了下來(lái)。我說(shuō)：“誰(shuí)快呢？女孩丙說(shuō)：“覺(jué)得重的物體下落得更快。因?yàn)橹氐奈矬w很重，一下子就能到達(dá)地面，而輕的物體太輕了，所以到達(dá)地面要慢一些?！澳哪阏J(rèn)為什么是重，什么是輕呢？“不知道，另一個(gè)小女孩補(bǔ)充說(shuō)，“我覺(jué)得一下子落下來(lái)的東西很重，在空中飄的東西是輕的。然后我重復(fù)了上面的實(shí)驗(yàn)。小女孩解釋說(shuō)：“我覺(jué)得團(tuán)成一個(gè)點(diǎn)紙變重了。所以下落得快些了情境3：一個(gè)小男孩正在上坡的臺(tái)階上走，我問(wèn)他同樣的問(wèn)題，他當(dāng)即說(shuō)：“當(dāng)然是一樣快，我在一本書(shū)上看到過(guò)，有個(gè)斜塔的實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)鐵球是一塊到達(dá)地面的。而且他還

7、跟我說(shuō)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。我追問(wèn)他，沒(méi)看書(shū)之前，你是怎么想的呢，他說(shuō)他原來(lái)也覺(jué)得是重的物體下落得快，原因是輕的物體受到風(fēng)的影響比較大這是我得到的第一手資料，我覺(jué)得這些學(xué)生的答復(fù)得都非常好，非常地真實(shí)而有意思。這也引起了我新的一些考慮，我在此總結(jié)一些他們之所以形成這個(gè)問(wèn)題的前概念的原因。和大家來(lái)共同商討。1、小學(xué)生對(duì)“輕、“重這兩個(gè)概念的認(rèn)識(shí)大多是比較模糊的，這樣的認(rèn)識(shí)與物理學(xué)中的“輕、“重的定義有不一致的地方，小孩們往往認(rèn)為“飄的物體是輕的，一下子到達(dá)地面的物體是重的，“羽毛、樹(shù)葉、紙片是輕的，而鐵塊是重的，他們更習(xí)慣于把“輕、“重與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、密度、體積等聯(lián)絡(luò)起來(lái)，而不是一個(gè)抽象了的物理概

8、念。2、人們生活的環(huán)境是詳細(xì)的豐富而復(fù)雜的，它不完全象抽象了的物理實(shí)驗(yàn)情境。人們平時(shí)看到更多的是“飄飛的羽毛、樹(shù)葉，快速下落的石塊，冰雹，當(dāng)然偶爾也會(huì)有人看到大小蘋(píng)果從同一高度同時(shí)落地的例子，但這些偶見(jiàn)常常會(huì)被一些更常見(jiàn)的現(xiàn)象所掩蓋，從而總難引起人們的注意，引發(fā)人們的考慮。我們生活中常常見(jiàn)到輕的物體下落總會(huì)受到阻力的明顯的影響，因此產(chǎn)生“當(dāng)然輕的物體下落得要慢一些的錯(cuò)誤的前概念。3、思維定勢(shì)也會(huì)對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生干擾作用。有時(shí)，即使是一個(gè)物理老師，也不例外。例如，你問(wèn)輕重物體同時(shí)下落，誰(shuí)快？他們?nèi)匀缓苡锌赡艽鸪觥耙粯涌斓腻e(cuò)誤結(jié)論。這種前概念的形成是由于我們看了一些有關(guān)這個(gè)概念的知識(shí)，但又沒(méi)有

9、真正去理解產(chǎn)生正確概念的各種條件，從而在對(duì)詳細(xì)的問(wèn)題的判斷過(guò)程中，失去了思維的獨(dú)立性。當(dāng)然，對(duì)低年齡的學(xué)生來(lái)說(shuō)，給出一些初級(jí)的概念總是利大于弊。二、前概念與科學(xué)概念的辨證關(guān)系前概念對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念會(huì)有一些不利的影響。但前概念和學(xué)習(xí)科學(xué)概念的關(guān)系應(yīng)該是一種辨證關(guān)系。一方面，由于小學(xué)生的思維程度還停留在前運(yùn)算階段，所以，他們通常只能根據(jù)一些詳細(xì)的顯見(jiàn)的現(xiàn)象來(lái)作出問(wèn)題的判斷。但因?yàn)橐粋€(gè)人的認(rèn)知過(guò)程是有順序并且這個(gè)順序是不可能改變的，因此，我們不能也無(wú)法去超越正常的認(rèn)知過(guò)程。這樣，一些概念的直覺(jué)經(jīng)歷雖然可能成為進(jìn)一步學(xué)習(xí)的干擾因素，但應(yīng)該鼓勵(lì)適時(shí)地去科學(xué)建構(gòu)。這些前概念肯定都將是繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué)概念的物

10、質(zhì)根底，并且，隨著科學(xué)概念建構(gòu)的逐漸完善，人們利用概念去分析和解決身邊這個(gè)紛繁復(fù)雜的自然界中的相關(guān)問(wèn)題就會(huì)越來(lái)越準(zhǔn)確而有效。另一方面，有些前概念對(duì)科學(xué)概念的建構(gòu)是有促進(jìn)作用的。比方，情境中的小女孩覺(jué)得“物體縮成一個(gè)點(diǎn)會(huì)下落快、“下落速度與物體的面積有關(guān)，小男孩認(rèn)為“下落的快慢和風(fēng)力有關(guān)等等，這些前概念對(duì)于物理學(xué)中的合力概念、質(zhì)點(diǎn)概念的建構(gòu)都有很好的促進(jìn)作用的。因此，在詳細(xì)的物理概念的教學(xué)中，老師們似乎更應(yīng)該考慮怎樣更好地利用學(xué)生的前概念，遷移也好，引起認(rèn)知沖突也好，進(jìn)展有針對(duì)性的教學(xué)設(shè)計(jì)，使得科學(xué)概念的建構(gòu)得更快、更準(zhǔn)確。三、研究前概念的成因應(yīng)持有科學(xué)態(tài)度1、科學(xué)研究必需要有科學(xué)態(tài)度，進(jìn)展前概

11、念的研究，要有實(shí)證主義的科學(xué)態(tài)度這方面的問(wèn)題，哪怕是很微缺乏道的一個(gè)小問(wèn)題，都必須嘗試親自理論，親自實(shí)地考察，親自安排學(xué)生探究等。前概念不是老師們憑想象出來(lái)的，實(shí)地去做一做，作個(gè)調(diào)查，做個(gè)實(shí)驗(yàn)，才能得到最真實(shí)、最可靠的資料。例如，本文情境中的幾位小朋友的答復(fù)就非常真實(shí)，他們的語(yǔ)言也是鮮活生動(dòng)的。從中我們可以看到，如今有些孩子其實(shí)很聰明，知識(shí)面也很廣，可能已經(jīng)超過(guò)了老師憑空猜測(cè)的前概念層次，老師們只有準(zhǔn)確地把握學(xué)生前概念的情況和程度，才能真正做到，有的放失，因材施教。2、研究對(duì)象的選取與情境的創(chuàng)設(shè)科學(xué)研究對(duì)象的選取一定要準(zhǔn)確，要注重研究過(guò)程的信度和效度。就本文所涉及到的問(wèn)題上，假如我們選擇初中或

12、高中學(xué)生來(lái)研究，不言而寓，最終得到的結(jié)論可能會(huì)受到研究對(duì)象的實(shí)際經(jīng)歷的重大影響。為開(kāi)展對(duì)前概念問(wèn)題的科學(xué)研究，老師們應(yīng)該盡量創(chuàng)設(shè)一種輕松的、誠(chéng)信的氣氛。研究者應(yīng)該讓研究者盡可能說(shuō)出他們自己的真實(shí)的理解和思想。在對(duì)本文所述的前概念的研究過(guò)程中，我從對(duì)象的隨機(jī)選擇，到設(shè)問(wèn)時(shí)的語(yǔ)氣、笑容和身體協(xié)配等都刻意去追求沒(méi)有壓力但充滿思維負(fù)荷的問(wèn)題研究情境。這些，有時(shí)在班級(jí)教學(xué)特別是大班教學(xué)中，難以做到。例如有的老師聲威很高，很多學(xué)生便都不敢說(shuō)出自己對(duì)問(wèn)題的真實(shí)的看法，這樣，老師也就無(wú)法知道學(xué)生們的準(zhǔn)確的前概念，當(dāng)然也就談不上在準(zhǔn)確的根底上進(jìn)展科學(xué)概念的建構(gòu)。3、合作研究的力量是個(gè)體研究的力量所無(wú)法比較的一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題研究往往不是靠一、二個(gè)人就能研究出來(lái)的。合作研究能使研究工作取長(zhǎng)補(bǔ)短，互為補(bǔ)充，她能使研究群體在迸發(fā)出美麗的火花的根底獲得最