浅谈高中物理前概念教学

刘正斌

在高中物理课堂教学中，重视和加强概念教学，帮助形成清晰、理解正确、掌握深刻、运用灵活的物理概念，是贯彻义务教育物理教学大纲，强化素质教育，改进课堂教学的重要内容。高中物理教学中的基础知识，概括起来可分为物理现象、物理事实、物理概念和物理规律四大部分，而物理概念则是物理基础知识的核心内容之一。可以这样说，若没有一系列物理概念作基础，就无法形成物理学体系。所以，要使学生比较系统学习物理基础知识，首要的就是要掌握好物理概念。物理概念不仅是基础知识的重要内容，而且是除概念之外的其它一切基础知识的基础，因为定律、原理、公式和定则等基础知识都是以概念为“细胞”组成的。笔者结合自身教学实践，谈谈自己的几点看法。

一、高中物理前概念的形成原因

（一）先入为主的日常生活经验形成前物理概念。

学生在日常生活中，已从大量的物理现象中获得了不少物理方面的感性知识，积累了许多生活经验，但这些凭自观感觉学习到的东西不一定都是正确的。例如，轻小物体在空中下落比重物体下落的慢等。

（二）不正确的课外渠道形成前物理概念。

学生在日常生活中，通过广播、电视、报刊杂志等渠道，可以获取大量的物理知识，但其中不少是错误的。例如，万有引力和重力不分，重量、重力、质量不分等。

（三）对语词的曲解形成前物理概念。

物理教学中的概念通过词语说明和定义，使直观材料的特征更鲜明、更突出，揭示了事物之间的内部联系。但是学生常用在生活中形成的对词语的理解来理解物理概念，并由此产生对物理概念的曲解。例如，“加”就是总体上数量在变大，因而认为“加速度”就是描述“物体增加的速度”； “失重”就是指“重力消失了”； “合力”就是“几个力之和”。

（四）数学惯性形成前物理概念。

数学知识是学习和研究物理学的重要工具，但物理学不同于数学，物理学更重要的是物理事实、物理本质和物理关系。学生由于从小就接受数学教育，在思考物理问题时常常有“数学惯性”，以数学关系来理解物理概念。例如，由欧姆定律导出的公式R=U/I，学生认为R的大小与U成正比，与I成反比，忽视了三者之间相互不能割裂的物理关系。

二、高中物理前概念的策略

（一）进行实验感知。

实验感知的策略是指在人为条件下运用仪器、设备使研究的现象反复出现，通过人的知觉和感觉有目的地进行观测、研究，提炼出有效的程序、规则、方法、技巧及调控方式。实施实验感知策略的程序是：（1）、观察。观察是利用人的各种感觉器官及科学仪器，有计划、有目的地对自然状态和客观事物进行视、听、闻、尝、触、测，收集获取信息，从而把握研究对象的多种属性。观察要与思考相结合，观测是前奏。（2）、推测。推测是将收集的信息进行整理，由一个或几个已知判断引出新的判断，这是进行思维推理、发现规律的认识过程。（3）、实验。实验是在人为控制的条件下，应用各种科学仪器、设备使研究现象反复出现从而有目的地进行观测、研究的一种方法。它是科学概念形成的基础。

例如，建立“机械振动”这一概念时，我们可以让学生先观察风中的树枝的摆动、水中浮标的上下运动、钟摆的摆动等现象，让学生思考这些现象的共同运动特点；然后告诉学生这些都是机械振动，指导学生推理出机械振动的概念是“物体在平衡位置附近往复运动”；然后再演示弹簧振子和单摆实验，进一步让学生建立机械振动的科学概念，把握“平衡位置”和“往复运动”的本质特点。

（二）激发认知冲突。

针对前概念现象，在物理概念教学中，了解或设法去发现学生中可能存在的相关的各种“前概念”，将其显性化，然后从物理学研究问题的需要，针对学生中的前概念，引导学生思考与讨论，让学生自己发现已有经验的不足甚至错误，激发认知冲突，使学生自觉地对前概念修正、完善甚至放弃，并进一步转变为主动学习科学的物理概念的需求。这就要求教师精心创设前概念情境，将物理前概念显性化。教师可以采用设置形成认知冲突的问题情境而导入：一般应注重设置能充分暴露学生错误前概念的情境，针对性强，能通过学生的表达充分暴露其前概念的错误，也就是在学习科学概念之前，让学生清楚自己原来是怎么想的。当新奇、生动的现象出乎学生的意料之外时，好奇的心理驱使他们积极地思索。教师要及时地抓住学生闪现出的认知矛盾，调动学生的主观能动性，积极探究、解决问题。

（三）正确理解概念。

概念是用一定的语词来记载和标志的，借助语词可以对感性材料进行抽象与概括，揭露事物的本质属性和共同特征.物理教学中的概念（这里把物理教学中的概念，定理，定律等统称为物理概念）通过语词说明和定义，使直观材料的特征更鲜明，更突出，还可以弥补直观材料的不足，揭示事物之间的内部联系.但实践告诉我们，学生常用在生活中形成的对语词的理解来理解物理概念，并由此产生对物理概念的曲解.例如，“加”就是总体上数量在变大，因而认为“加速度”就是描述“物体增加的速度”；在匀速直线运动中，“匀速”指的就是“速度保持不变”，因而对匀速圆周运动中的“匀速”也理解为“速度保持不变”。

三、高中物理前概念的影响

前概念和科学的物理概念同是来源于人的实践活动，他们都是由认识主体的认识活动所产生。根据其是否易于轉换成科学的物理概念，可将其分成两类，一类是虽然与科学的物理概念不一致，但在提供给学生一定的预备知识之后，再辅之以有关的实验引导，便不难使学生形成正确的物理概念，例如从不同物质轻重的概念转换成密度的概念。从结构上来说，这类概念在学生头脑里的形成并不涉及认知结构的转变，是属于认知同化过程。然而另一类前概念则与此大不一样，在学生的原有经验中，这些前概念在儿童的头脑中已经有了相当长的发展时间，且已形成了系统的却并非科学的概念。

总之，对于物理前概念，并不能全盘否定，必须一分为二地分析对待。学生基本正确但不全面的前概念，可加以利用、生成新概念；错误的前概念，应转化为科学的概念。对高中物理教师来说，了解和研究学生已经具备的前概念，充分地挖掘、恰当地利用或转化这些前概念，教学工作将取得事半功倍的效果。