学生认知前概念的转变教学策略分析

孙英杰+肖娜

摘要：在中学物理教学中，教师们经常会遇到这样的困惑，有些物理概念学生学习后还是不扎实，反复出错；笔者分析是教师在教学中对学生的认知前概念关注不够，应在充分揭示学生认知前概念的基础上，确定教学的起点，再采取相应的教学策略来转变学生认知前概念，即引发认知冲突，打破原来的认知平衡，从而建构起科学概念.

关键词：前概念；转变教学策略

在中学物理课堂教学实施中，教师们常常遇到这样的困惑：有些物理概念学生即使学过，也会在测试中反复出错，而且根深蒂固，难于转变.如果深究其根源，笔者认为是在教学中，教师对学生的认知前概念关注不够，没有采取相应的教学策略来转变学生认知前概念，使学生对物理概念的认知还停留在原来的水平上，没有实现认知水平的有效迁移，所以不能形成科学概念.要解决这个问题，教师在教学设计实施时就要有意识地采取基于学生前概念转变的教学策略.

奥苏贝尔在《教育心理学：认知观点》一书中说：“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么我将一言以蔽之：影响学习的唯一最重要因素，就是学习者已经知道了什么，要探明这一点，并应据此进行教学.”[1] 国内外多项研究表明：我们对前概念了解得越多，对思维结构转变的过程认识越深，就越能成功地把它们转变为物理概念，也就能更有效地避免错误概念的生成.

实施有效教学活动时，应合理运用教学策略全面揭示学生的认知前概念，再通过设计教学活动，让学生产生认知冲突，导致认知失衡，从而自发地产生调整认知结构的内驱力，通过主动建构新知识结构来完成物理概念的学习.本文通过课例来诠释如何运用教学策略将学生的认知前概念转变为物理概念.

1全面呈现学生前概念的教学策略

11课前了解学生前概念的教学策略

111访谈和调查

教师应在课前通过访谈了解学生关于某些物理概念的前认知情况，从而明确教学设计的起点，来设计有针对性的教学活动.比如，学习初中物理时，对于“白雾是气态还是液态，物体的运动是否需要力来维持，在液体中下沉的物体是否受到浮力，平面镜成像时像是否近大远小”等认识，是学生在生活经验中经常会形成错误观念的问题.教师可通过谈话和调查，把握学生头脑中典型的错误前概念.

112课堂小测验和调查小问卷

在了解部分学生的认知前概念后，教师要深入了解全班同学前概念认知的整体情况，应实施课堂教学测验或者调查问卷，设计有针对性的问题来检测全班学生对具体问题的原有认知水平，才是科学可行的.

12课堂教学中揭示学生的认知前概念

121递进问题的设计策略

教师在教学实施中应基于已调查或了解的学生前概念，设计有针对性的教学问题揭示学生的前概念，并以此为教学起点，实施后面的有效教学活动.

在黑龙江省初中物理课例研究的专题教研活动中，哈尔滨市风华中学王善丽老师实施了教科版教科书初中物理八年级上册第五章第1节《物态变化与温度》一课的课例研究.

为了揭示学生的“水雾是气态的”错误前概念，教师提出了系列递进的两个问题：一是让学生列举自然界和生活中的不同物态的水，教师用图片来全面补充呈现；二是请学生对教师呈现的自然界和生活中不同的水图片按物态进行分类.

提出问题后，很多学生都认为：第8幅图片中蒸屉上的白雾是气态的，第9幅图片中冬天我们在户外呼出的白雾也是气态的.这个环节的实施达到了完全揭示学生错误的认知前概念的教学目的，这时教师再明确提出：水蒸气是看不见的，并把这句话写在板书上，问题的破解就会水到渠成，顺理成章.

如果只是在教学过程中，随时发现学生回答问题出现的错误，而没有设计揭示学生认知前概念的这个环节，学生没有产生认知冲突的基础，就不会形成正确的科学概念.多数学生还可能把“白雾是水蒸气”的错误前概念迁移到后面物态转化的教学环节中去，把生成白雾的过程错误地认为是气化的过程.

122揭示前概念的游戏设计策略

2015年我省推送全国中学物理教学创新展示交流大赛的哈尔滨市第四十七中学潘坤老师的《科学探究：平面镜成像》，为揭示学生认知错误的前概念“平面镜成像是近大远小”设计了小游戏（图1）：根据你的生活经验，找出你认为的镜中的像.通过这个游戏实施，引导学生展示对平面镜成像较典型的错误前概念认知，确定平面镜成像一课的教学起点，引出后面针对错误概念的转化教学实施.

123揭示前概念的情景设计策略

哈尔滨市风华中学的王善丽老师在《浮力》一课区级展示课中，为提示学生对下沉的物体是否受到浮力的前概念认知情况，用课件展示并提出问题：观察图片，猜想下沉的物体是否受到浮力的作用？

2课堂教学中转化前概念的教学策略

21设计有效问题，引发认知冲突

在《物态变化与温度》一课中，王善丽老师为使学生形成与前面呈现的学生前概念相矛盾的认知冲突，在学生错误回答后，提出问题：常态下的水蒸气，我们能不能看见？这个问题引发了学生的认知冲突，常态下的空气是含有水蒸气的，可是我们都没有看到过，那么水蒸气到底能不能看见，如果说白雾是水蒸气，那么水蒸气应该是可以看见的.这时教师再提出：水蒸气是看不见的，看见的就是液态水.在引发冲突时，打破了学生原来的认知平衡.如技术条件允许，还可以拿出一张较高分辨率的白雾照片，放大若干倍后，还能看到微小的液态水，更能形象地引发学生的认知冲突，建立新的认知平衡.

22设计探究性实验，引发认知冲突

在《科学探究：平面镜成像》一课中，潘坤老师采取实施实验探究的策略，来引发认知冲突，建立学生新的认知平衡.教师准备分组实验器材，课前准备的材料：镀膜玻璃板（背面贴有不透光的纸），相同的文教用品若干组，白纸，刻度尺（图2）.请学生自己设计实验探究平面镜成的像与物的大小关系.

学生在设计实施两个实验方案过程中，破解了原来错误的前概念，即平面镜成像是近大远小的，选择与原物大小完全相同的另一个物体与像重合，既能证明像与物大小完全相等，方案二中直接验证了当物距不同时，像与物也大小相等.这一实验现象与学生原来错误前概念形成了认知冲突，使学生用观察到的实验现象打破了原有认知平衡，形成科学的物理概念，认识了像与物在任何条件下都大小相等.

23设计体验性活动，引发认知冲突

在王善丽老师的《浮力》一课中，教师设计了体验活动（图3）：用手直接提一瓶水，然后再把这瓶水放入一个容器的水中后的感受；又设计了定量测量浮力大小的实验.

通过设计体验性活动，引发与学生原有下沉物体不受浮力作用的认知冲突，使学生既能定性感受下沉物体受到浮力作用，又能定量测量出浮力的大小，使学生打破原來认知平衡，形成科学概念.

实施初中物理教学时，为了帮助学生建构科学概念，应在课前运用策略了解和掌握学生的前概念认知的整体情况.教学设计和实施时，采取有效策略揭示学生的前概念认知情况，并以此为教学起点，运用教学策略引发认知冲突，打破学生头脑中原有的认知平衡，使学生构建起科学概念，形成科学认知.

参考文献：

[1]陈坚，高效物理课堂的教学起点策略[J].中学物理教学参考，201210，12-14.endprint