譚放晴

摘 要：“前概念”在物理學習中普遍存在，錯誤的前概念阻礙學生構建正確的物理概念，成為物理學習的障礙。在物理教學中可以在交流對話、作業(yè)和考試中發(fā)現(xiàn)學生的錯誤前概念，通過實驗、習題、列舉反例、深入分析學生錯因等策略糾正學生的錯誤前概念。

關鍵詞：錯誤前概念；先入為主；實驗；反例

一、錯誤前概念及對物理教學的影響

學習者在接受正式的科學教育之前，在日常生活中按照自己的習慣、經驗、思維方式而獲得的一些感性印象、積累的一些缺乏概括性和科學性的經驗，稱之為“前科學概念”，簡稱“前概念”。前概念有兩面性，有些前概念是正確的，對學生學習物理科學概念有正面促進作用，然而有些前概念是錯誤的，我們稱之為錯誤前概念，它會阻礙學生構建正確的物理概念，阻礙學生學習物理?！板e誤的物理前概念運用到物理學習中，會導致學生對物理現(xiàn)象的錯誤理解，得出錯誤的結論，影響科學物理概念的建構和物理學習。”在物理教學中，教師要了解學生的前概念，尤其要糾正學生錯誤的前概念，把正確的前概念轉化為科學的物理概念，發(fā)現(xiàn)并改正學生的錯誤前概念，為學生學習物理掃除障礙，從而實現(xiàn)物理課堂的有效性、高效性。

二、錯誤前概念產生的原因

學生錯誤前概念的產生主要有：先入為主的日常生活經驗；知識的負遷和舊有概念的局限；由語詞帶來的曲解；進行不當?shù)念惐鹊葞讉€方面的原因。先入為主的生活經驗中存在錯誤前概念，比如在落體運動的學習中學生根據(jù)生活經驗認為，越重的物體下落得越快；在牛頓第一定律的學習中學生根據(jù)生活經驗認為力是維持物體運動的原因；在牛頓第三定律的學習中學生認為馬能拉動車，是因為馬對車的拉力大于車拉馬的力；在摩擦力的學習中，學生認為運動的物體才受到滑動摩擦，靜止的物體才受到靜摩擦力，摩擦力是阻力做負功等等。知識的負遷中存在錯誤前概念，例如學生在學習豎直上拋時，有兩種分析方法分段處理和整體法，分段處理上升階段是勻速減速，下降階段是自由落體，而且通過例題學生知道了豎直上拋的對稱性，物體從拋出點到最高點的時間等于從最高點落回拋出點的時間，于是學生在分解豎直上拋時分解為：“向上的勻減速和向下自由落體”，還振振有詞“兩個分運動時間相等”；再比如，數(shù)學是知識的掌握是學習物理的基礎，但是完全從數(shù)學的角度理解物理就會經常出問題，在學習萬有引力時認為當兩個物體間距離趨于零時，不考慮萬有引力公式適用條件，從數(shù)學角度分析物體間的萬有引力趨于無窮大。由語詞帶來的曲解，比如加速度的概念，學生認為是增加的速度，還有學生認為加速度是描述勻加速直線運動速度變化快慢的，勻加速直線運動速度變化的快慢應該是“減速度”；還有，學生根據(jù)字面意思，認為勻速圓周運動是勻速運動。進行不當?shù)念惐?，比如物體的速度就是物體移動的速度，電荷定向移動的速度就是電流傳導的速度。另外有學生把電流與水流類比，“McDermott和Shaffer在研究中發(fā)現(xiàn)，學生對于電流概念的理解會受到‘流的影響，學生認為越靠近電源正極的元件其流過的電流越大，位于后方的元件得到的電流是前面元件用完剩下的，燈泡和其他的用電器，是讓電流“流進”并將電流消耗的終端設備，而并不只是讓電流‘流過?！?/p>

三、糾正錯誤前概念的艱巨性

錯誤前概念由學生長期根據(jù)生活經驗和一些感性材料積累而成，且多與日常生活中的一些表面現(xiàn)象相符合，所以前概念在學生頭腦中根深蒂固，要糾正學生錯誤前概念的任務十分艱巨，是一個復雜而長久的過程，不是一朝一夕之事，也非一勞永逸?！坝形惶丶壗處熢谥v到糾正學生前概念的困難時，打了一個比喻：一拳打去，它（指錯誤的前概念）動都不動；一腳踢去，它搖一搖；一棍打去，它退后一步；一刀刺去，它還不倒下；再來一刀，再補一刀?！薄斑@些物理前概念是學生從小時候開始，長期以來通過觀察、感悟形成的，在學生認知結構中先人為主而且根深蒂固，不容易被解構.如果教學中只是把正確的概念強加給學生，他們只能暫時接受，經過一段時間后，又會回到原有的前概念上去?！?/p>

四、糾正學生錯誤前概念的策略

要糾正學生的錯誤前概念，一般要經歷“暴、破、立”三個階段?！氨笔侵副┞秾W生的錯誤前概念，教師要發(fā)現(xiàn)、了解學生的錯誤前概念，還要讓學生意識到自己原來的認知是有錯的?！捌啤笔侵缸寣W生知道自己錯在哪兒，這需要教師為學生構建認知沖突的情景，并引導學生分析錯在哪里，為什么錯?！傲ⅰ笔侵敢龑W生建立正確的物理概念，知道怎樣才是正確的，自己原來為何出錯。

（一）暴露學生的前概念策略

1.交流對話中發(fā)現(xiàn)學生的錯誤前概念

課堂教學是師生交流對話的過程，是生生交流探討的過程。這些交流可以是課堂學生發(fā)言，可以是課堂上物理問題的討論，也可以是學生的提問，還可以是教師在對學生作業(yè)面批時的對話，在這些交流中教師可以發(fā)現(xiàn)學生的錯誤前概念，或者同學之間互相發(fā)現(xiàn)，甚至學生自己發(fā)現(xiàn)自己的錯誤前概念。

2.在學生作業(yè)和考試中發(fā)現(xiàn)學生的錯誤前概念

在對學生的作業(yè)批改中或者考試卷的批改中，教師可以通過學生答題情況，分析出學生的錯因，發(fā)現(xiàn)學生的錯誤前概念。

（二）糾正學生錯誤前概念的途徑

1.通過實驗糾正學生的錯誤前概念

實驗所呈現(xiàn)出來的直觀的現(xiàn)象往往給人造成深刻的影響，糾正學生錯誤前概念時，講解半天不如設計一個小實驗在學生面前呈現(xiàn)出來。

案例1：在學習自由落體運動時，有學生根據(jù)生活經驗得到與亞里士多德觀點一致的認識，即越重的物體下落得越快。用演示實驗來糾正學生的錯誤認識可以起到很好的教學效果。通過硬幣、紙片的實驗讓學生發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點是錯誤的，再根據(jù)牛頓管的演示后，經過教師引導，學生討論、分析最后得出結論：生活中我們看到越重的物體下落越快，是因為受到空氣阻力的影響。越重的物體，其受到的空氣阻力與其重力比越小得多，空氣阻力的影響越小，甚至小到可以忽略，然而輕的物體，空氣阻力與重力相比小不了太多，所以空氣阻力對輕的物體影響很大。從而糾正了學生錯誤前概念。endprint

2.利用習題教學情景

物理習題不僅可以鞏固物理知識，在物理教學中，教師還可以利用習題教學的情景和例子，來破除學生的錯誤前概念。

學習摩擦力后，很多學生認為“摩擦力與運動方向相反，是阻力”、“靜止的物體才能受到靜摩擦力”，雖然多次糾正但是效果不佳。要糾正學生的這一錯誤認知，還得在今后的教學中見縫插針式的滲透，尤其是在習題教學中要抓住每一次可以利用的機會。

案例2：如圖所示，光滑水平面上靜止放著長L=1.6m，質量為M=3kg的木塊（厚度不計），一個質量為m=1kg的小物體放在木板的最右端，m和M之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，今對木板施加一水平向右的拉力F，（g取10m/s2）（1）為使小物體不掉下去，F(xiàn)不能超過多少？（2）如果拉力F=10N恒定不變，求小物體所能獲得的最大動能？（3）如果拉力F=10N，要使小物體從木板上掉下去，拉力F作用的時間至少為多少？

本題第（1）問中，小物體與與木板一起向右加速運動，二者相對靜止，二者之間產生靜摩擦力。所以：運動的物體也可以受到靜摩擦力。本題的教學中可以引導學生分析受力，然后破除“只有靜止的物體才能受到靜摩擦力”這樣的錯誤認知。在第（1）問中，小物體受到的摩擦力向右是動力，做正功，木板受到的摩擦力向左是阻力，做負功。第（2）問中小物快和木板之間產生滑動摩擦力，小物體受到的滑動摩擦力做正功，木板受到的滑動摩擦力做負功。利用本題情景可以讓學生明白：靜摩擦力、滑動摩擦力既可以做正功也可以做負功。到此學生可能有疑問：摩擦力是否可以不做功呢？這一疑問要是能得到解決，學生對摩擦力做功的認識會更準確，有利于學生錯誤前概念的破除，正確認知的建立。這一疑問可以在學習圓周運動后案例3的情境中解決。

案例3：水平圓盤繞豎直中心軸勻速轉動，一小木塊放在圓盤上隨盤一起轉動，且木塊相對于圓盤保持靜止，如圖所示。以下各說法中正確的是（ ）

A.木塊做勻速圓周運動，運動中所受摩擦力方向與其線速度方向相反

B.木塊質量越大，就越不容易在圓盤上滑動

C.木塊到轉軸的距離越大，就越容易在盤上滑動

D.圓盤轉動的周期越小，木塊就越容易在盤上滑動

在圓周運動中，經常遇到例題2這樣的情景。小木塊隨圓盤一起做勻速圓周運動。圓盤對小木塊的摩擦力提供向心力，靜摩擦力不做功。

3.列舉反例

反例是指要說明一個命題是假命題，通?？梢耘e出一個例子，使之具備命題的條件，而不具有命題的結論，這種例子稱為反例。在糾正學生的錯誤前概念時，列舉反例可以很好地引起學生的認知沖突，從而破除前概念，構建正確認知。

案例4：在學習滑動摩擦力公式f=μFN，學生根據(jù)一些生活經驗和課后習題的經驗先入為主地認為：FN正壓力等于物體的重力。要糾正這一錯誤認識，可以列舉反例：（1）以拉力F斜向上拉物體在水平面上運動，傾角θ，物體與水平面正壓力為FN=mg-Fsinθmg；（3）擦黑板時，板擦與黑板之間的正壓力大小與重力沒有關系。

[參 考 文 獻]

[1]李燕.轉化“前概念”實施有效教學[J].化學教與學，2012.

[2]陳慶軍，吳能平.物理前概念研究，對構建科學概念的啟示[J].物理教師，2011.

[3]何賽君.牛頓第一定律教學的四點突破[J].物理通報，2011.

[4]周中森.淺談針對物理前概念的“對話式反思教學策略”[J].物理通報，2012.

（責任編輯：張華偉）