初中生物理前概念調(diào)查

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上初中生物理前概念調(diào)查摘要：本研究通過訪談初一學(xué)生及中學(xué)物理教師發(fā)現(xiàn):學(xué)生頭腦中存在大量物理前概念;這些物理前概念的成因來自于多方面;在教學(xué)中，教師對學(xué)生的物理前概念有所認識，但是通常不能自覺地、正面地利用這些前概念開展科學(xué)概念的教學(xué)。 關(guān)鍵詞 初中生 前概念 前科學(xué)概念 錯誤概念一、問題的提出 概念是思維的細胞，是學(xué)科知識體系的基石和核心。正如奧蘇伯爾所言:“影響學(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)生已經(jīng)知道什么，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生前概念的狀況去進行教學(xué)?！痹诮虒W(xué)過程中，教師只有明確學(xué)生的前概念，才能采取有針對性的教學(xué)策略，幫助學(xué)生完善前科學(xué)概念，糾正錯誤概念，從而形成科學(xué)的概念。 本

2、研究重點考察初中物理前概念比較豐富的兩個知識點“摩擦力”和“慣性”。二、研究方法 (一)被試 本研究主要通過一系列的訪談來調(diào)查上述問題。訪談對象包括:從北京兩所中學(xué)隨機選取的24名初一學(xué)生(其中14人來自一所普通中學(xué)，10人來自一所重點中學(xué)),5名中學(xué)物理教師(2人來自北京一所普通中學(xué)，另外3人分別來自北京二所重點中學(xué))。 (二)研究程序 本研究歷時半年，具體的研究過程如下:首先，編制訪談提綱。為了編制對中學(xué)生的訪談提綱，研究者分別對部分中學(xué)物理教師以及北京師范大學(xué)物理專業(yè)4+2教育碩士進行了預(yù)訪談，了解中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念時是否會受到前概念的影響，以及常見的物理前概念及其可能的成因?；陬A(yù)訪

3、談的成果，確定了重點考察其中前概念比較豐富且不易改變的兩個知識點“摩擦力”和“慣J性”，并編制出對中學(xué)生的訪談提綱。其次，訪談初一學(xué)生。研究者于2004年10月9日、12月2日分別對北京兩所中學(xué)共24名初一學(xué)生進行了集體訪談。最后，訪談中學(xué)物理教師。依據(jù)對初一學(xué)生訪談內(nèi)容的分析整理，研究者對5名中學(xué)物理教師進行了訪談。三、研究結(jié)果與分析 (一)初中生的物理前概念 1.關(guān)于“摩擦力”的前概念。 訪談中，學(xué)生都能列舉生活中的事例來說明什么是摩擦力及其特點。比如學(xué)生提到:“頭發(fā)和毛衣摩擦?xí)痨o電”;“鋼尺在頭發(fā)上擦一下能吸起紙屑”;“節(jié)日里氣球在頭上擦一下可貼在墻上”。還有學(xué)生說:“走路時鞋底和地面

4、產(chǎn)生摩擦，鞋底可以產(chǎn)生抓地力，可以防止打滑?！庇袑W(xué)生明確指出了摩擦力的作用:“摩擦可以生熱，冬天如果手冷了，互相搓一下手可以取暖。”還有學(xué)生認為:“摩擦力既有利也有害。某些工業(yè)生產(chǎn)上增加摩擦力可以增產(chǎn)，交通上減少摩擦力可以使車子行駛得更快。”當(dāng)訪談?wù)哒垖W(xué)生對摩擦力下一個定義時，有學(xué)生說:“能讓某些物體拽住另一個物體使其停止或豁附在它身上的力?！边€有學(xué)生下的定義是:“在現(xiàn)有的科技水平下，物體不可能絕對光滑;兩個物體之間必然存在著力，就如萬有引力一樣?！?在回答摩擦力對物體運動有什么影響時，大多數(shù)學(xué)生表示:“我覺得摩擦力只能使物體靜止，不會使它運動?！焙芏鄬W(xué)生談到了摩擦力大小與速度的關(guān)系:“一個物

5、體快速運動時在另一個物體上會產(chǎn)生更大的摩擦力?！薄八俣仍酱?，就需要更大的摩擦力讓物體停下來。”可見，學(xué)生將摩擦力，大小與物體的運動速度錯誤地聯(lián)系起來。 但也有學(xué)生提到了摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系:“防滑的鞋底有花紋，比較粗糙，這種鞋底能夠和地面產(chǎn)生較大的摩擦力但達到這種理解的學(xué)生為數(shù)較少。 總之，通過訪談可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于“摩擦力”有比較豐富的前概念，其中有一些合理的成分。 2.關(guān)于“慣性”的前概念。 在訪談中，了解了初中生對于“J賡睦”的性質(zhì)特點、大小、存在及其與運動關(guān)系的基本認識。 關(guān)于什么是慣性及其特點，學(xué)生都能列舉出生活中的事例來說明。如，“汽車剎車時，雖然踩了剎車，但車還會往前行

6、駛一段，就是靠慣性。”“物體在快速旋轉(zhuǎn)時，比如電風(fēng)扇在急速旋轉(zhuǎn)時，不會馬上停下來。想讓停下來時，它也要慢慢的才會停止?！薄芭懿?jīng)_刺到終點時，不可能一下就停下來，還要再往前沖兩步”等等。當(dāng)討論慣性大小的問題時，有學(xué)生說:“過山車下坡時慣力很大，上坡時有慣力就能沖上去。下坡的坡度越大，慣力就越大?！睂@一說法，大部分學(xué)生表示同意。由此看來，學(xué)生不僅將物體的動能與慣性混為一談，而且還沒有真正理解“力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動的原因”，從而錯誤地將慣性視為慣性力。還有學(xué)生表示:“慣性也與高度有關(guān)。如果在桌子上攤開一本厚書，把一桿鉛筆放在上面，書越厚，筆滑下來的速度就越大，慣性就越大。

7、”當(dāng)詢問學(xué)生靜止的物體是否有慣性時，有學(xué)生說:“運動起來的物體才有慣性，如果物體是靜止的，就沒有慣性。”還有學(xué)生說:“比如剎車或是跑步，剛停下來時慣性還是很大，后來會慢慢變小。但還有運動的慣性，等到停下來的時間長了，以后慣性就完全消失了?！边@一說法也得到大多學(xué)生的贊同。 可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在慣性前概念中存在諸多錯誤，比如視慣性為“慣力”，將物體的慣性與物體的運動相聯(lián)系，從物體是否運動來判定慣性是否存在，而且認為慣性可以消失，認為慣性的大小與物體運動的速度或是物體所在的高度有關(guān)等。(二)物理教師對學(xué)生前概念的應(yīng)對情況 對于訪談所揭示的學(xué)生的物理前概念，教師表示:“看到學(xué)生的這些認識一點也不奇怪!因為

8、在教學(xué)中經(jīng)常要與它們打交道?！敝劣谠诮虒W(xué)中如何處理學(xué)生的前概念，教師主要的態(tài)度和應(yīng)對方式是漠然置之。概括地說，教師雖然認識到學(xué)生存在物理前概念，但在教學(xué)中仍然將其排除在外。在研究者介紹了前概念的相關(guān)理論，特別是前概念對科學(xué)概念學(xué)習(xí)的影響之后，教師感嘆:“難J怪將剛講過的問題稍微變化一下，看似聽明白的學(xué)生就又不會了，原來是他們頭腦中的錯誤認識還沒有轉(zhuǎn)變?？磥硪岣呶锢淼慕虒W(xué)效果，不能回避學(xué)生的前概念?！苯處熯€提出了一些干預(yù)學(xué)生前概念的設(shè)想。如，“可以通過一些有針對性的實驗來幫助學(xué)生改變自己的前概念。例如，在講授慣性時，可以用這個實驗:把重的秤陀和輕的筆放在同樣的紙上，用同樣大小的力抽出紙張;重的

9、秤花因為質(zhì)量大而不會隨著紙移動，而輕的筆則很可能隨紙張一起運動。這能很直觀地顯示慣性大小與質(zhì)量有關(guān)?！庇秩?，“可以在教學(xué)中使用從生活實際中錄制的、有助于轉(zhuǎn)變學(xué)生錯誤前概念的短片。對于初中學(xué)生來說，使用生活實踐中的實例來證實他們以往從生活中所獲得的前概念是錯誤的，才能讓他們信服。”再如，“可以針對學(xué)生已有的前概念來拍攝實際的場景，徹底改變學(xué)生頭腦中模棱兩可的印象。像針對學(xué)生摩擦力總是阻礙物體運動的前概念，拍攝生活中走路、冰面上的車子打滑、車子在爛泥里打滑等場景，然后再進行分析說明?！弊詈螅锢斫處焸兌纪?，在物理教學(xué)中應(yīng)當(dāng)增加對前概念的教學(xué)干預(yù)。四、討論 (一)初中生物理前概念的特點 通過訪談學(xué)

10、生和教師，本研究證實了，在正式學(xué)習(xí)科學(xué)的物理概念之前，學(xué)生頭腦中已經(jīng)存在大量前概念。這些前概念既有共性，又有不同之處，表現(xiàn)出豐富的多樣性。具體而言，初中生的物理前概念表現(xiàn)出如下特點: 一是復(fù)雜性。每個學(xué)生的生活環(huán)境是不同的，不同的生活經(jīng)驗使學(xué)生具有不同的知識經(jīng)驗和思維方式，相同年齡階段的學(xué)生對相同的物理問題有不同形式的前概念。在訪談中，學(xué)生的回答色彩紛呈，常常令人驚訝。二是頑固性。前概念是學(xué)生長期生活經(jīng)驗的積累結(jié)果，并在生活中不斷地被強化，可謂根深蒂固。在訪談中，即使研究者提出與學(xué)生前概念相矛盾的事例后，他們?nèi)匀粫ふ依碛蓙砭S護自己的觀點。三是自發(fā)性。心理學(xué)認為，個體學(xué)習(xí)概念的方式有兩種:一種

11、是從生活的體驗中自發(fā)歸納出一類事物的共同屬性，從而獲得概念，即概念形成;另一種是在課堂學(xué)習(xí)條件下，用定義的方式直接向?qū)W習(xí)者揭示概念的關(guān)鍵特征，學(xué)生利用認知結(jié)構(gòu)中原有的有關(guān)概念來同化新知識概念，從而掌握新概念，即概念同化。學(xué)生的前概念是通過概念形成的方式習(xí)得。也就是說，只要兒童有觀察、感知相關(guān)生活現(xiàn)象的機會，他就會自發(fā)形成概念，事實上，這些自發(fā)形成的前概念并非個別兒童所獨有，在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，甚至亞里士多德、伽利略等學(xué)者，也曾有過類似的錯誤認識。比如將物體的慣性視為'n性力。四是內(nèi)隱性。前概念是在學(xué)生頭腦中潛移默化形成的，平時并不表現(xiàn)出來。然而在學(xué)習(xí)時，這些前概念便會發(fā)生作用，并且干

12、擾學(xué)生建立科學(xué)概念。(二)初中生物理前概念的成因本研究還發(fā)現(xiàn)，學(xué)生物理前概念的成因來自于學(xué)生、教師以及教材等多方面。1.學(xué)生方面的原因。首先是以偏概全的思維方式。在訪談中，研究者明顯感到，學(xué)生經(jīng)常是根據(jù)生活中的個別例證得出結(jié)論。比如，很多學(xué)生認為，運動的物體才有慣性，是因為“我們在跑步時，想停下來，身體還是會往前沖”;“汽車剎車后，并不會馬上停下來”。但是，他們卻忽略了生活中同樣也存在表明靜止物體也具有慣性的其他事例。如汽車啟動時，我們的身體會后傾。其次是先人為主的生活經(jīng)驗或者說直觀印象。有研究表明，許多學(xué)生對于熱、運動、力、視覺等現(xiàn)象的前科學(xué)概念，在很大的程度上都是來自于直觀印象。2.教師方

13、面的原因。首先是教師自身的錯誤。本課題相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，由于缺乏很好的專業(yè)訓(xùn)練，教師自己也會持有一些錯誤概念，從而在教學(xué)中強化了學(xué)生的錯誤前概念。其次，由于教師對學(xué)生的前概念漠然置之，或打擊壓制，沒有真正觸動其頭腦中的前概念。z所以，盡管教師講授了科學(xué)概念，學(xué)生仍然不清楚為什么科學(xué)概念是正確的，與之矛盾的前概念不正確。如此，他們當(dāng)然不會自動放棄頭腦中根深蒂固的前概念。再次，教師講解科學(xué)概念的方式不當(dāng)，會導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生錯誤概念。 本研究通過老師和學(xué)生的訪談了解到，概念的教學(xué)并未得到應(yīng)有的重視，在教授概念時，很多教師只是把概念的定義告訴學(xué)生，并未深人分析概念所涉及的關(guān)鍵屬性;或者列舉的事例不夠全面，而且

14、通常是只有正例，沒有反例。這樣的教學(xué)，容易造成學(xué)生對概念的學(xué)習(xí)不求甚解，從而產(chǎn)生錯誤概念。 3.教材方面的原因。多數(shù)教材在呈現(xiàn)科學(xué)概念時，完全沒有涉及學(xué)生的前概念。同時，在介紹科學(xué)概念時，所列舉的例證往往比較片面，反而會強化學(xué)生的錯誤認識。比如，學(xué)生本來就傾向于認為摩擦力會阻礙物體運動，教材上雖然將摩擦力界定為“阻礙物體相對運動趨勢的力”，但是列舉的大多是摩擦力阻礙物體運動的例子。其實，為了幫助學(xué)生澄清認識，在教材中更多列舉、更多強調(diào)摩擦力促進物體運動的例子，才是更恰當(dāng)?shù)摹?三)本研究對概念教學(xué)的啟示 在多種因素作用下，學(xué)生對于物理現(xiàn)象形成了豐富的前概念。但是，物理教師通常沒有利用這些前概念開展教學(xué)。由于學(xué)生沒有機會充分思考和認識自己的“前概念”究竟存在