彭伟达

摘要在学习物理物理概念和规律前,生活中存在的大量物理现象,经过学生的主观感受形成的生活观念,称之为前概念,前概念具有隐蔽性、主观性、广泛性、顽固性。学生在思考和分析物理问题时,易于用“生活观念”代替“物理概念”,出现了学习物理的“先入为主”现象,成为学生迈向物理知识宝殿的绊脚石。针对这种情况,教师应如何引导学生不能只跟“感觉”走,不断克服和纠正这类错误观念,此文粗浅地介绍几种做法,供大家分享。

关键词前概念 先入为主 干扰 引导感悟

中图分类号:G633.7文献标识码:A

生活中存在的大量物理现象,经过他们的主观感受形成了许多生活中的物理观念(生活观念)。由于狭隘的感知范围及浅薄的认识水平的局限,学生错误地将表象的东西当作本质的东西,形成一些与科学知识不一致的物理观念。学生到了八年级开始学习物理了,开始逐渐建立反映事物本质特征的科学而严格的物理概念和规律。在思考和分析物理问题时易于用生活观念代替物理概念,并不能很好地纳入以概念、规律为依据的物理学思维轨道,成为学习物理的绊脚石。这种“先入为主”的学习,结合具体案例,浅析如下:

典型案例:

力学:在初中力学中,问学生“踢出去的足球在水平地面滚动过程中受到几个力的作用?”,学生往往会回答:“重力、支持力、阻力和向前的冲力”。如果没有“力”,物体一定不动,必须有“力”,物体才能运动。“力是维持物体运动状态的原因”,“力是使物体运动的原因”。力越大,物体运动越快,许多学生认为“力”就是力气,夯举得越高,“力”越大(势能大);自行车骑得越快,“力”越大(动能大);扛一袋大米上三楼比上二楼用的“力”大(做功多);公共汽车刹车时为什么人向前倒,是因为受到一个“惯性力”, “速度大则惯性就大” ;“铁比木头重”,“自行车刹车后,使车停下来的力是闸和瓦圈间的摩擦力”等等。

热学:热传递中,高温物体把“温度”传递给低温物体;水壶中的水烧开后冒的“白气”,多数学生误认为是水蒸气。

光学:平面镜成像特点中顽固存在“物近像大”;把“红外线”当成“红光”,“紫外线”当成“紫光”。

声学: “声音高则响度大”, “超声波比声波传得快”。

类似 “先入为主”的前概念主要表现在:(1)多数属于由于认识水平的局限而形成的片面的、甚至是错误的概念。(2)在学习某些概念时张冠李戴。例如对“做功”与日常生活中的“做工”混淆不清;将“机械效率”与日常生活中的“工作效率”混为一谈。(3)知识的负迁移。例如,受测量中求平均值方法的影响,在求平均速度和合金的密度时,也用求平均值的方法来计算。

成因分析:学生在学习物理之前,已经从生活中接触了大量的物理现象,积累了一定的生活经验。这些经验的积累大多数是自然形成的,是缺乏引导的,有些生活经验是正确的,对学习有积极的促进作用,是我们赖以建立正确物理概念的基础。然而初中学生还处于直接思维到抽象思维的过渡阶段,他们早已按照自己的思维方式,自己脑子中所形成的物理概念来接触这个世界,处理问题大部分还停留在对感性材料的不完全归纳上,在不少问题上用直觉思维和自己经验得出他们的结论。这样形成的前概念是片面的,甚至是错误的,往往影响对物理概念的正确构建。

策略探究:作为教师,首先充分了解学生在学习中存在哪些对教学干扰严重的前概念。了解的方法可以靠对自己学习过程的回忆,对物理学史的学习,更重要的是靠教学中学生的反馈信息和教学经验的积累。由于前概念的隐蔽性,教师必须善于创造一种课堂气氛,使学生积极参加教学活动,勇于暴露思想,甚至可以故意造成“误区”让学生上当,进行热烈争论,将争论结果与科学的物理知识形成鲜明对比,让学生正视自己的错误认识。其次必须针对它形成的具体范围,向学生进行充分的说理,引起学生的思想交锋。最后针对刚刚建立起的科学概念,解决一些实际问题,彻底抛弃原有错误认识。

对症下药:先入为主的生活观念、错误经验对学生的影响是很大的,往往驱使学生做出想当然的错误判断。针对这种情况,不能“只跟感觉走”,教师应引导学生善于观察生活和用实验探究,不断克服和纠正这类错误观念,可采取如下几种做法:

(1)重视物理基本概念和规律的形成过程。在概念、规律的教学中,应展开充分的分析、讨论和实验,抓住其本质特征,明确其形成过程,以达到对概念内涵的准确理解和掌握。新的课程改革提出了“改变课程过于注重知识传授的倾向”、“从单纯注重传授知识转变为引导学生学会学习” 的要求,强调要让学生观察物理现象,关注物理知识的形成过程,通过物理基础知识的学习养成良好的思维习惯,把知识的学习作为培养能力的途径和载体。在学习中应充分借助生活中的物理情境、借助课本的图、表和实验数据(现象),丰富学生的体验,帮助学生重温建立和形成物理概念、规律的过程。

例如,在建立“密度”概念的教学中,通过实验探究物质的质量和体积之比的关系时,应用多组实验数据分析,引导学生感悟密度是物质自身固有的一种性质,只取决于组成物体的物质,而和物体的大小、形状均无关系。另外,对“牛顿第一定律”的教学,如在学习时有充分的演示实验和学生实验,让学生有直接的实验现象的感知体验,通过自己的思考和教师的分析,学生的理解一定会更透彻。

(2)增设必要的验证实验,对碰“前概念”。这样的实验给学生以更强烈地刺激,形成鲜明的对比,说明原有观念的错误所在,使原有观念发生动摇,直至清除。例如,学生在学习力的物理知识以前,会错误地认为必须接触才会产生力,这时教师只要用磁铁对铁块的吸引就能澄清这一错误。用“称重法”的实验,就可轻松证明“下沉”的物体同样受到液体的浮力作用,并且所受浮力的大小,不一定比在液中“上浮”的小。

再如,针对学生原有的“眼睛看到的东西一定是真实存在的”错误认识,为了使学生建立起“虚像是由光线反向延长线的相交而成的,看起来是‘实实在在,其实不存在”的新认识,采取以下验证实验:把一块玻璃垂直立在水平桌面上,玻璃前面放一点燃的蜡烛,在对称的玻璃后面放一大玻璃杯,从前向玻璃看去,竟看到蜡烛在水中燃烧!这样,实验看到的现象与“思维定势”形成矛盾,这就有力地打坏了学生原有的错误认识,建立“虚像”的正确认识。

(3)巧设“陷阱”,死路逃生。教师针对学生易出现的此类思维障碍,先使学生误入“陷阱”,然后教师再“落阱下绳”,引导学生通过激烈的思维挣扎,沿“绳”出“阱”,认清错误的根源,获得正确的感悟。这样,在教学上便可获得事半功倍的效果。

例如,在进行密度概念教学时,先请学生列举“铁比木头重、铅比铝重”等感性认识,然后提出问题:“难道一只小铁钉比一根大木头还重吗?”从而使学生认识到“重”这个词不能说明问题,那么怎样描述物质的这一性质呢?在此基础上,再引导学生通过一系列的思维加工,结合实验,建立密度的概念。

(4)深入分析,拨乱反正。由于前概念的根深蒂固性,我们不要期望通过粉笔和说教的简单方式就可使学生把前概念转换成科学概念,也不要抱有经过一两次纠正,就可以使前概念销声匿迹的幻想。前概念向物理概念的转变是思维结构的转变,是在学生头脑中引发的一场革命,需要改变原有的认知结构,建立新的认知结构,需要克服旧模式的惯性,因而是一个充满艰辛的过程。通过深入细致的分析,能起到拨乱反正的作用。

例如,在平面镜成像特点的学习中,学生接受“像物等大”的特点时,好像觉得点勉强,学生还是会有“物离开平面镜越远,成像越小”的错觉,通过深入分析(结合作图),可以解决这个问题。这是由于人眼观察到的物体的大小,不仅仅与物体的真实大小有关,而且还与“视角”密切相关。从人眼向被观察物体的两端各引一条直线,这两条直线的夹角即为“视角”,如果视角大,就会觉得物体大,视角小,就会觉得物体小。当人向平面镜走近时,像与人的距离小了,人观察物体的视角也就增大了,因此所看到的像也就感觉变大了。这是一种视觉效果,但实际上像与人的大小始终是相等的。

参考文献

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