◎羅志強(qiáng)

每當(dāng)講到《運(yùn)動(dòng)和力》時(shí)，總有一個(gè)問(wèn)題不時(shí)困擾著我：有些知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在課堂上似乎聽(tīng)明白了，而在解題時(shí)，他們?nèi)匝赜梦磳W(xué)之前的原有觀念去理解并解答。這個(gè)問(wèn)題一直困擾著我，在2017年學(xué)校組織的北京大學(xué)進(jìn)修學(xué)習(xí)的過(guò)程中首次接觸到了“前概念”，困惑已久的問(wèn)題終于得到了指引，并用學(xué)到的知識(shí)在日常的教學(xué)實(shí)踐中摸索出了一些針對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤前概念的對(duì)策。

一、前概念概述

前概念的定義：影響物理學(xué)習(xí)的因素是多方面的，其中前概念是一個(gè)重要影響因素。前概念研究興起于20世紀(jì)70年代的西方科學(xué)教育領(lǐng)域，前概念即學(xué)生在接受正規(guī)的科學(xué)教育之前形成的概念、想法或信念等，這些常常與學(xué)生日常直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系，其中有些是對(duì)客觀世界的樸素觀念，有些則與科學(xué)概念相悖。

物理錯(cuò)誤前概念的成因：物理錯(cuò)誤前概念的產(chǎn)生的原因很多，如：先入為主的日常生活經(jīng)驗(yàn)；知識(shí)的負(fù)遷移和已有概念的局限；進(jìn)行不當(dāng)?shù)念惐鹊取Ｎ艺J(rèn)為最主要的原因是由于日常生活經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)概念之間的差異造成的?？茖W(xué)概念中，有一部分起初也是來(lái)自生活經(jīng)驗(yàn)，但科學(xué)概念的形成一般都經(jīng)過(guò)了歷史的考驗(yàn)，已經(jīng)形成了社會(huì)共識(shí)，并以固定的內(nèi)涵和外延確定下來(lái)。學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)只是個(gè)別經(jīng)驗(yàn)，并沒(méi)有經(jīng)過(guò)去偽存真、去表及里、總結(jié)概括等步驟的加工處理，所以生活經(jīng)驗(yàn)具有單一性、偶然性甚至是錯(cuò)覺(jué)，與科學(xué)概念相比存在差異，這種差異就是錯(cuò)誤前概念的成因之一。例如：在火車(chē)中如果我們只看對(duì)面一輛火車(chē)，就有可能會(huì)判斷我們乘坐的火車(chē)已經(jīng)開(kāi)動(dòng)了；但如果我們?cè)倏匆幌抡九_(tái)，就可能發(fā)現(xiàn)不是我們乘坐的火車(chē)開(kāi)動(dòng)了，而是對(duì)面的火車(chē)開(kāi)了，這就是由于視覺(jué)錯(cuò)誤造成的，這種錯(cuò)覺(jué)形成的生活經(jīng)驗(yàn)就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的前概念。

二、《運(yùn)動(dòng)和力》學(xué)生前概念分析與對(duì)策

1.前概念一：物體運(yùn)動(dòng)是由于受到了力的作用 成因分析：學(xué)生從出生開(kāi)始就與人和周?chē)h(huán)境發(fā)生作用，從與社會(huì)和環(huán)境的相互作用中經(jīng)過(guò)自己的體驗(yàn)形成了對(duì)周?chē)澜缰懈鞣N現(xiàn)象的認(rèn)知圖式。而這些在生活中所構(gòu)建的前概念的認(rèn)知往往要比接受正規(guī)的物理教育要早。學(xué)生在日常生活中體驗(yàn)到：當(dāng)用力推動(dòng)物體時(shí)，物體就運(yùn)動(dòng)；當(dāng)停止用力時(shí)，物體就停下來(lái)。因此，就得到了“物體運(yùn)動(dòng)是由于受到了力的作用”的結(jié)論。

所涉及的知識(shí)點(diǎn)：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變一定受到了力，但物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不需要力來(lái)維持。

對(duì)策：物理概念不同于直覺(jué)，它反映了事物的本質(zhì)和內(nèi)部聯(lián)系?？梢赃\(yùn)用物理學(xué)史，展示牛頓第一定律形成的前因后果、來(lái)龍去脈，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想方法，從而糾正學(xué)生這一前概念。

2.前概念二：物體受力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定發(fā)生改變 成因分析：在日常生活中，學(xué)生認(rèn)為只要給物體一個(gè)力，物體就會(huì)由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，或由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，從而認(rèn)為物體受力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定發(fā)生改變。

所涉及的知識(shí)點(diǎn)：物體受力不一定改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因?yàn)槭芰σ舶馨ㄊ芷胶饬?，此時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不會(huì)發(fā)生改變。

對(duì)策：可以運(yùn)用知識(shí)建模進(jìn)行糾正，引導(dǎo)學(xué)生將力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系和各個(gè)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)做成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)模型圖，這是一個(gè)知識(shí)間邏輯關(guān)系分析的過(guò)程，可以優(yōu)化學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)，便于知識(shí)的儲(chǔ)存和提取。

3.前概念三：物體速度越大，慣性越大 成因分析：學(xué)生在乘車(chē)時(shí)發(fā)現(xiàn)：高速行駛的汽車(chē)剎車(chē)后，要滑行很長(zhǎng)的距離才能停下來(lái)。造成此前概念的原因在于學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)概念仍處在分離的狀態(tài)。

所涉及的知識(shí)點(diǎn)：慣性大小和速度無(wú)關(guān)。慣性大小只跟質(zhì)量有關(guān)。

對(duì)策：可以運(yùn)用歸謬法進(jìn)行糾正。繼續(xù)按學(xué)生的思路進(jìn)行推理，速度越大慣性越大，那么，靜止的物體豈不是沒(méi)有慣性？這一結(jié)論與一切物體都具有慣性的知識(shí)相矛盾，從而引發(fā)學(xué)生思考，教師再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，進(jìn)而抽象概括出事物的本質(zhì)。

4.前概念四：桌子沒(méi)推動(dòng)是因?yàn)槟Σ亮μ?，大于人?duì)桌子的推力

成因分析：根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)想當(dāng)然得出結(jié)論，沒(méi)有用物理規(guī)律分析問(wèn)題。在學(xué)生看來(lái)，摩擦力是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力，故由于這種阻力太大，并大于人對(duì)桌子的推力，故沒(méi)有推動(dòng)桌子。

所涉及的知識(shí)點(diǎn)：水平推力推桌子，桌子沒(méi)有被推動(dòng)，此時(shí)的靜摩擦力摩擦力與推力是一對(duì)平衡力，大小相等。

對(duì)策：可以采用歸謬法，結(jié)合師生對(duì)話暴露學(xué)生認(rèn)知缺陷，使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)思維結(jié)構(gòu)。在學(xué)生得出桌子沒(méi)推動(dòng)是因?yàn)槟Σ亮Υ笥谕屏?，教師可以順著學(xué)生的思路，繼續(xù)追問(wèn)：既然摩擦力大于推力，根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系分析一下，桌子應(yīng)處于什么狀態(tài)？此時(shí)學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)推理與事實(shí)發(fā)生矛盾，就會(huì)嘗試摒棄原有的想當(dāng)然的結(jié)論，重新用相關(guān)的物理知識(shí)與方法解決問(wèn)題，使學(xué)生對(duì)靜摩擦力的認(rèn)識(shí)由經(jīng)驗(yàn)水平提升到科學(xué)概念水平。

三、針對(duì)學(xué)生前概念教學(xué)的作用

新課程要求教師不再是單純的教書(shū)匠，而是教育教學(xué)的研究者，教師應(yīng)該有收集和處理信息的能力，并且將所得到的信息科學(xué)地整合到教學(xué)中去。這就要求教師自己首先要認(rèn)識(shí)到前概念對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的影響，要在一切可能的條件下努力了解學(xué)生的前概念，要在教學(xué)中以學(xué)生原有的前概念為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)正確的前概念加以鞏固和提高，進(jìn)而使學(xué)生形成科學(xué)概念。本文僅總結(jié)了初中物理人教版教材第八章《運(yùn)動(dòng)和力》中主要知識(shí)點(diǎn)中涉及的前概念，分析了它們產(chǎn)生的原因，給出了如何引導(dǎo)到正確概念上的方法，這些具體的工作將有助于指導(dǎo)初中物理教學(xué)。隨著我國(guó)素質(zhì)教育改革的深入推進(jìn)，使得教師不得不采取新的教學(xué)策略來(lái)進(jìn)行教學(xué)；隨著前概念在物理學(xué)科中的應(yīng)用，前概念教學(xué)所展現(xiàn)出的正面作用，必將在以后的日子里對(duì)我國(guó)的物理教學(xué)產(chǎn)生重大的影響！

［1］嚴(yán)麗，韓寶玉，金毅，桑芝芳.國(guó)內(nèi)外“力與運(yùn)動(dòng)”前概念研究概述及對(duì)教學(xué)啟示［J］.物理教學(xué)，2014（03）：12—14