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前概念的特征及物理教學對策
前概念的特征及物理教學對策 兒童第一次睜開眼睛，呈現(xiàn)在他面前的便是一個五彩繽紛、奇妙無比的陌生世界。由于多種物理現(xiàn)象對兒童感官的刺激，隨著年齡的增長，兒童大腦便逐漸形成了對各種事物的感知。因此，在學習物理之前，對多種物理現(xiàn)象便已有了自己的認識，并形成了一些與科學知識相悖或不盡一致的觀念和規(guī)則，這就是前概念。例如：如果沒有力，物體一定不動；必須有力，物體才能運動等等。由于兒童大腦中已形成了這種前概念，因此在物理教學中，教師對此必須有明確的認識，清楚其特征，注意其影響，采取有效的教學策略，以幫助學生完成心理轉(zhuǎn)變過程，實現(xiàn)有意義的學習。 一、對前概念的認識如何看待學生頭腦中業(yè)已形成的前概念呢？從人類認識的發(fā)展角度來看，前概念的產(chǎn)生是正常的、必然的，因為在科學發(fā)展史上這種前概念也屢見不鮮。前概念的產(chǎn)生正體現(xiàn)了人類認識發(fā)展的一般規(guī)律，我們應該把它作為物理含義可被轉(zhuǎn)換的認知結(jié)構(gòu)接受下來，這才是我們應該持有的指導思想。 二、前概念的特征１．廣泛性 由于兒童在初二學習物理之前已有了十多年的生活經(jīng)驗，接觸了許多形形色色的物理現(xiàn)象，因而他們頭腦中自發(fā)形成的前概念所涉及的范圍也是相當廣泛的。當然，這種廣泛性是相對的，他們對能看得見、摸得著、日常生活經(jīng)常接觸到的事物形成了較多的前概念，而對那些比較抽象的物理知識，則很少有前概念。如學生對力學、熱學和幾何光學均有著較多的前概念，而對電學則很少有前概念。 ２．自發(fā)性 兒童大腦中的前概念，緣起于兒童長期、大量的對日常生活的觀察與感知，這些經(jīng)驗在其大腦中逐漸深化發(fā)展，經(jīng)過感覺、知覺、表象階段最終形成概念。兒童在其大腦里構(gòu)建前概念時，完全是自發(fā)性的，沒有人教他這個問題應該是這樣、那個問題應該是那樣，他完全是站在自己的立場上，憑自己的感性經(jīng)驗進行構(gòu)建。因此，前概念是兒童自己的精神財富，而且這種精神財富是他們在現(xiàn)實生活中認識事物的一個有價值的工具。 ３．頑固性 由于前概念是兒童大腦中業(yè)已形成的模式，且在長期的生活經(jīng)驗累積中又強化了這些觀念，加之兒童的思維又具有自我中心性，因此兒童頭腦中的前概念是極其頑固的。一些研究表明，一旦學生對某些物理現(xiàn)象形成了前概念，要想加以轉(zhuǎn)變是相當困難的。如有位教師在講清慣性概念之后，讓學生回答并解釋這樣一個問題：一個人站在作勻速直線運動的火車里，如果面向前豎直跳起，是落回車廂原處，還是落到原處的后面？全班學生皆回答落到原處后面。原因在于學生的生活經(jīng)驗中已有了“力是維持運動原因”的前概念，由此可見學生頭腦中的前概念是多么頑固。 ４．隱蔽性 學生頭腦中的前概念還具有隱蔽性。由于學生大腦中的前概念是潛移默化形成的，因此它以潛在形式存在，平時并不表現(xiàn)出來。然而在物理教學中講授科學的物理概念時，兒童馬上就會聯(lián)想到他們頭腦中的前概念。當讓學生用物理概念去解釋問題時，前概念就會馬上表現(xiàn)出來。 三、前概念對物理教學的影響前概念和科學的物理概念同是來源于人的實踐活動，他們都是由認識主體的認識活動所產(chǎn)生。根據(jù)其是否易于轉(zhuǎn)換成科學的物理概念，可將其分成兩類，一類是雖然與科學的物理概念不一致，但在提供給學生一定的預備知識之后，再輔之以有關的實驗引導，便不難使學生形成正確的物理概念，例如從不同物質(zhì)輕重的概念轉(zhuǎn)換成密度的概念。從結(jié)構(gòu)上來說，這類概念在學生頭腦里的形成并不涉及認知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，是屬于認知同化過程。然而另一類前概念則與此大不一樣，在學生的原有經(jīng)驗中，這些前概念在兒童的頭腦中已經(jīng)有了相當長的發(fā)展時間，且已形成了系統(tǒng)的卻并非科學的概念。比如，學生在日常生活中經(jīng)�？吹借F塊沉于水中的現(xiàn)象，于是就在頭腦中形成了鐵塊可以沉沒于任何液體中的前概念。當講授阿基米德原理、演示鐵塊漂浮于水銀面上時，許多學生根本不相信，認為這是教師在玩魔術。這就是前概念對物理概念教學的影響。在這種情況下，教師必須努力促使學生原有認知結(jié)構(gòu)的解體和新認知結(jié)構(gòu)的建立，以實現(xiàn)認知上的順應。 四、針對前概念的教學策略學生帶著先入為主的前概念進入物理課堂，這是物理教學中的正常情況�；谇案拍畹奶卣骱陀绊懀P鍵是我們先要了解學生大腦中存在著哪些前科學概念，并努力把它們轉(zhuǎn)換成科學的物理概念，從而也就能更成功地避免錯誤概念的產(chǎn)生。為此，教師在開始教有關的物理內(nèi)容之前，應通過一定的方式，如提問、問卷調(diào)查、試題測試等等，去深入了解學生大腦中前概念的存在情況。 知道了學生頭腦中存在著哪些前概念，那么如何使這些前概念轉(zhuǎn)換成科學的概念呢？首先，應有針對性地選擇事例或現(xiàn)象，讓學生用自己的前概念去對事例或現(xiàn)象進行解釋，使他們產(chǎn)生認識上的沖突，即大腦中的原有概念與當前面臨的現(xiàn)實產(chǎn)生無法調(diào)和的矛盾，從而感覺到有改變認知結(jié)構(gòu)的需要。接著通過實驗事例把科學的物理概念告訴學生，并把科學的物理概念應用到更為廣泛更為深刻的現(xiàn)象中去，當學生在新的思維結(jié)構(gòu)下有更多成功的時候，他們就會接受科學的物理概念。具體到實踐中，可這樣來進行教學： （１）將小車輪子朝上放在桌上，問：“怎樣才能使小車運動？”把小車推動，問：“持續(xù)推動小車，小車將會處于什么狀態(tài)？”讓學生提出看法：你認為物體運動的原因是什么？ （２）將小車正放在桌上，用手推動小車達到較大速度時，使手與小車脫離接觸，問：“小車為什么仍然運動？”使學生產(chǎn)生認識上的矛盾。 （３）讓小車從斜面上同一位置滑下并進入水平面，分別在水平面上墊粗毛巾、細棉布和玻璃板，觀察現(xiàn)象，問：“假定小車與支撐面間沒有任何阻力，小車將會處于什么狀態(tài)？你又能得出什么結(jié)論？” （４）引導學生分析足球運動員踢足球，球由靜止變運動；守門員接球，球由運動變靜止；足球運動員頂球，改變球運動的方向，問：“這能說明些什么？”由于前概念的根深蒂固性，我們不要期望通過粉筆和說教的簡單方式就可使學生把前概念轉(zhuǎn)換成科學概念，也不要抱有經(jīng)過一兩次糾正就可以使前概念銷聲匿跡的幻想。前概念向物理概念的轉(zhuǎn)變是思維結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，是在學生頭腦中引發(fā)的一場革命，需要改變原有的認知結(jié)構(gòu)，建立新的認知結(jié)構(gòu)，需要克服舊模式的慣性，因而是一個充滿艱辛的過程。
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