例谈在物理教学中促进前概念正迁移的策略

黄剑

有一则童话故事是这样描述：“有一条鱼，它很想了解陆地上发生的事，青蛙描述了陆地上的各种东西：鸟、牛、人.鱼根据青蛙说的做出想象，——人被想象为用鱼尾巴走路的鱼，鸟是长着翅膀的鱼，奶牛是长着乳房的鱼.”“鱼就是鱼”这个故事让笔者深受启发：学习总是建立在学习者原有的基础之上.

笔者从一线教师转到教研员后，由于工作性质的转变，听课较多. 在与老师们一起评课议课时，教师经常抱怨学生“不用心”、“记不住”、“屡教不改”等等.这个现象对笔者的震撼非常大.经过长时间的观课及思考发觉老师们在物理教学中对前概念的影响关注是不够的，学生长期身披两张皮，一张皮是老师在课堂中传授的知识，另一张皮是学生在日常生活中长期积累的观念、思维方式.因教师在教学中对前概念基本没有自觉的干预，造成在学生的头脑中经常会出现两种观念“和平共处”的情况，面对简单的问题，科学知识常常占据主导地位，前概念则隐蔽着.遇到稍复杂的问题，科学知识往往抵挡不住前概念，前概念会自然而然地涌现出来.这也是我国中学物理课程在国内的教育中一直是“投入与产出”不成比例的原因.为了解决这个问题，笔者申报了省级课题“在初中物理教学中从学生的前概念出发建构科学概念的实践研究”并已立项.在课题研究过程中，近一段时间笔者着重关注促进前概念正迁移的策略研究，并记录了听课中关于这类问题的点点滴滴.

1挖掘生活经验，顺势迁移

在教学中充分挖掘、利用身边的生活素材，把生活问题贯穿教学始末，将物理知识构建在学生的生活经验上，让物理知识在生活中得到升华，让物理知识走出课堂，走进大自然、走向社会，让物理回归生活，与生活交融.通过生活经验获得的知识，學生更容易接受.比如学生都知道用筷子夹菜灵活方便、撬瓶盖省力，但平时未深究原因，知其然不知其所以然，在学习杠杆的相关知识时，让学生自己用杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，进行讨论分析，用筷子夹菜，阻力臂比动力臂长，虽然费了力，但省距离，可以灵活方便地夹菜；用筷子撬瓶盖时：在阻力、阻力臂一定时，加长了动力臂可以减小动力，从而可以省力.顺势迁移，促进了运用杠杆平衡条件解决问题.再如，学生都知道在高山上呼吸较困难，是因为高山上空气少.这就可以用作教师讲解“海拔越高气压越低”这个知识的正迁移. 在初中物理概念教学中，教师要巧妙地运用学生在生活中感知过的经验，来促进概念的同化. 这样在引导学生独立学习的同时，既立足于生活，又有利于培养学生的创造性思维和发散性思维，也有利于培养和发展学生的独立解决问题的能力.这样做也实现了发挥学生主体作用的目的.这些利于正迁移的生活经验的挖掘和利用，正是契合了“从生活走向物理”的理念

2类比迁移，变抽象为具体

有意义学习必须以学习者原有的认知结构为基础.运用类比可以使学生对将要学习的新知识提供一个相近的表象，所以容易刺激学生回忆起头脑中已有的经验表象，以此为契机促进知识或经验的正迁移.通过合理的类比，能让初中学生看到许多深奥的物理规律其实与生活中的许多事物都是相似的，能让学生更深刻地记住并理解物理概念.比如类比固态、液态、气态物质的分子结构分别跟教室里座位上坐着的学生、课间教室里走动的学生、课间操场上跑动的学生类似，这样可以对分子间的作用力、距离等有个初步具体形象的认识，强化对这方面抽象概念的学习.在学习电阻时可以把导线比作道路，电流通过导线就好比人沿着道路行走.道路的长短、宽窄一样而路面状况不同，人在泥泞的路面上难走些，在沙石的路面上好走些，在水泥路面上更好走些.这好比“长度、横截面积相同，材料不同的导体”.路面状况及道路宽窄都相同时，道路越长人受阻的机会越多，通过就越困难.这好比“材料、横截面积相同，导体越长电阻越大”.其他条件相同，道路越宽行人越容易通过，这好比“长短、材料相同，导体横截面积越大电阻越小”.学生在学习的过程，首先会本能地用旧的认知方法和概念去理解新的知识和概念，如果新知识与旧知识有可类比性，不存在质的变化，知识同化过程就会非常顺利.所以在教学中应当充分了解和挖掘那些存在于学生头脑中与将学的新知识相似度高的原有知识与经验作为新知识学习的同化固定点.

3联想迁移，新知识的起点

可充分利用前科学概念进行广泛联想，帮助学生理解、掌握新概念，从而促进正迁移.比如，在学习用刻度尺测长度时，经过物理课堂学会正确地使用规则以及怎么读数、怎么减小误差后，在以后的电流表、电压表、天平标尺、弹簧测力计、量筒等测量工具的学习时，可以联想相同的知识点促进新知识的同化，即共性都是要先观察分度值、估读分度值的下一位、放置的方法、关注零刻度线是否磨损、量程、注意事项等，不但促进了新概念的学习，还巩固了这类概念.总之，知识不会无中生有地产生，只有在旧的知识基础和新的知识养分的结合和融通中形成.一个见多识广的学生在理解和掌握新知识时会特别快，一些孤陋寡闻的学生，由于他们大脑中的前概念不够丰富，所以许多新概念对他们而言不能使用同化方法理解和掌握，学习就会比较吃力.初中学生的前科学概念是一种资源，初中物理教师应该珍视学生的这个财富.充分利用前概念积极的一面，将它作为学习新知识的起点和台阶.

4实验迁移，意义建构

进行意义建构的过程好比是有机体生长的过程而并非是建造房屋般的填充过程.因此，教师应当是学生意义建构的帮助者，而非知识的提供者和灌输者.中国教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以难出大师.教师应给学生动手实验的机会，因实验不但使学生原知识经验的价值被肯定，而且加深了感性认识，扩展了经验，也在创设的问题情境中强化了概念的学习.

比如，认识浮力时让学生经历四个实验：一是感受浮力的存在（用手压水面上的空矿泉水瓶）；二是测量浮力的大小（用弹簧秤、装有水的烧杯、金属块）；三是确定浮力的方向（用自制的器材如图1所示）；四是通过实验研究浮力产生的原因（用自制的器材如图2所示）.

这样在学生动手体验和实验观察过程中由浅入深、层层递进地进行了浮力相关知识的意义建构.增加让学生自己动手做实验的机会，通过实验为学生提供必要的感性材料，只有当实验演示的情境与学生原有认知结构紧密相联，并相互作用，新实验所要观察的现象、探索的规律和验证的结论，才能牢牢地拴在原有认知结构的锚链上，才能转化为知识和能力.

5经验迁移，猜想的依据

在科学探究的学习过程中，猜想这一步骤有着举足轻重的地位，它是物理智慧中最活跃的成分，对学生猜想能力的培养，也是物理探究过程中的一个重要环节，而且猜想决定了科学探究的方向.因此，在物理教学的过程中，引导学生科学合理的猜想就显得格外重要.然而任何科学猜想都不是凭空产生的，它需要根据所观察到的现象，运用学过的知识和已有经验，对问题的可能答案做出假定， 特别应该注意要让学生说出猜想的理由和依据，要能举出相关的实例来证明没有一定的知识和经验，猜想恐怕只能是无本之木，无源之水.

比如依据平常坐板凳比坐圆木舒服，而坐软沙发比坐木凳更舒服的生活经验猜想压强跟受力面积有关，依据向墙壁按图钉需用力按压的生活经验猜想压强与压力有关；依据高速路上要限速以及对不同的车的限速不一样的经验，猜想动能可能与物体的质量和速度有关等等.

总之，学生在学习前，大脑中原有的知识对学生知识的建构起到的作用是促进而非阻碍，或者另一种可能是促进作用大于阻碍作用，所以前科学概念的正迁移作用是物理概念学习的优势基础和铺垫，充分利用它可以使学生尽快地掌握新概念从而扩充图示.对教师和学生来说，在知识建构过程中，学前概念是一种资源.我们应把这种“资源”作为让学生理解新知识的“生长点”，引导学生从学前概念中生长出新的科学概念.新课程倡导教师充分开发和利用校内外各种课程资源，每个学生都有强大的内存，蕴含着丰富的课程资源，物理前概念资源是源于学生的一种重要的课程资源，将其有效利用于课堂教学正是基于开发课程资源的实际需要.