教学设计要重视学生的错误前概念

张步青 谭丽花

摘   要：前概念对于学生学习物理新概念有很大的影响，教学中只有关注学生错误的前概念，并在此基础上进行教学设计才能有效地突破难点，提高效率，成为好课。文章以“平面镜”为例，考虑学生错误前概念的影响，本节内容的教学难点有以下三个：像的位置;实验中平面镜的选择;物体远离平面镜，像的大小不变。本课例是通过巧设实验，在实验过程中促使学生前概念的转变，从而有效突破难点，提高学生的学习效率。

关键词：平面镜;前概念;难点突破

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2019）10-0009-3

学生并不是空着脑袋进入教室的，学生在学习新概念之前对所涉及的知识并不是“全新”和“毫无知觉”的，而是头脑中存在着前概念。前概念实质上是学生在正式学习有关物理知识之前，头脑中已存在着一定的原有认知和该认知赖以形成的思维方式，它很大程度上决定着学生对新知识的理解[1]。错误前概念一般与科学概念是不一致的，有些错误前概念往往根深蒂固，不易纠正。它会阻碍科学概念的建立，束缚学生的创造性思维，对物理概念的正确形成极为不利，是物理教学效率低的一个重要原因。因此，突破难点往往要先了解学生有哪些错误的前概念，而后基于此逐个突破，提高物理教学效率。

平面镜成像在生活中比较常见，学生已有丰富的感性认识，但是他们在认识上还有很多误区，对本课的学习造成较大的障碍[2]。如果教学中不关注学生错误的前概念，不仅不利于学生的学习，甚至连新课教学过程都难以顺利进行下去。例如，很多教师在上本节内容时都是通过“照镜子”的活动让学生猜想平面镜成像的特点[3]。在平时生活中每天都会照镜子，学生在脑海中已经形成了“像在镜子里面或者在镜子表面”的错误前概念，那么在课堂中只是再照一遍镜子，其观念也不会有太大的改变。学生仍然认为，像在镜子面上或者在镜子里。那么接下来的实验确定像的位置及比较像和物的大小等都将无从谈起。因此，本节课要解决的第一个难点就是：像究竟在何处。

1    难点之一：像的位置

有的教师是采用“实验+推理”的办法解决的，其原文如下[2]：

（1）将一个物体（如蜡烛）放在普通平面镜（背面有镀层，尽量薄些）前某个位置，让学生观察并描述出像的位置，暂时不对学生的观察作出评价。

（2）再换用特殊平面镜（半镀膜或玻璃板，尽量薄些）重新实验，保持镜子位置不变，问学生是否还能观察到像，在得到肯定答案后，使物体逐渐远离镜面，让学生观察到像也逐渐远离镜面。

（3）推理分析：如果像的位置是在镜子里面，那么镜子位置不变，物体远离镜面时，像的位置也应该不变，但是实际观察到的现象是像随着物体位置的改变而改变，所以像的位置是在平面镜后面的某个位置。

笔者的解决办法是：充分利用课本中的导入图片“浇不灭的蜡烛”（如图1）。

（1）让学生观察图片，学生发现水中蜡烛其实是像。

（2）提供器材给学生，尝试摆放出图中的效果。

（3）学生摆放好后，教师故意将玻璃杯移开一点，问“蜡烛”是否还在水中燃烧，学生观察后得出答案是否定的。

（4）追问学生要使“蜡烛”在水中燃烧，玻璃杯必须放在哪里？请用语言表述。学生容易答出玻璃杯应该放在“蜡烛”处，即像的位置。

这两种方法，都顺利地解决了像的位置这一教学难点。第一种解决方法在完成前两步后，大多数学生自己是不能推理得出像在镜后的结论的。因为初中学生的分析推理能力还不够，所以教师必须讲解推理的过程，学生才可能弄明白。但由于教师并没有给出像的确切位置，学生习惯用感性思维解决问题，会受眼见为实的思维支配，他并没有看到镜后有像，仍然不排除部分学生认为像在镜内、不可能出现在镜后。而笔者的解决方法是通过观察—摆放—挪开—追问这一系列有趣的活动，让学生直观地看到像的位置就在玻璃杯处。此过程不仅生动有趣，而且用到的理性思维也不多，难度大大降低。接下来就可以顺理成章地深入探究平面镜成像的特点了。另外，笔者认为猜想要有一定的依据，课本中的这个环节大概也正是提供了猜想像在镜后的一个依据。因此，在教学中我们应充分利用书本，挖掘其深意来为我们的教学服务。

2    难点之二：实验中平面镜的选择

在生活中我们会选择后面有镀层的镜子，这样像更清楚。有了这样的前概念，学生在实验时为何选茶色玻璃板的问题上易于形成难点。

实验时可以提供的实验器材有：茶色玻璃板1块，后有镀层的镜子1块，相同棋子2个。实验前先将一棋子A放在其中一个平面镜前，问学生是否能看到像，得到肯定的答案后让学生根据提供的器材思考并讨论：（1）怎样确定棋子A的像的位置？（2）实验应选择哪一块平面镜？（3）怎样比较像和物的大小？

汇报要求：（1）说出你选择哪一块平面镜做实验？理由是什么？（2）怎样确定像的位置？（3）怎样比较像和物的大小？

根据思考讨论的问题及汇报要求对学生进行思维引导，使其自行选择器材并尝试探索平面镜成像规律，逐步培养其自主探究及规范作答的能力。学生在动手比较及相互讨论的过程中不难发现应该使用茶色玻璃板做实验，原因并不是看得更清楚，而是可以看到鏡后的棋子B，便于利用棋子B确定镜前棋子A的像的位置，这样更易理解且印象深刻。而对于如何确定像的位置，在“浇不灭的蜡烛”摆放玻璃杯位置的活动中已经埋下伏笔，学生并不难想到用另一棋子确定像的位置的方法，接下来比较像和物的大小的问题也就迎刃而解了。

3    难点之三：物体远离平面镜，像的大小不变

学生认为“物体离平面镜越远，所成像就越小”主要来自生活经验，照镜子时，远离镜面看到的像越小，靠近镜面看到的像越大，从而形成错误的观点。要解决这个难点可以分作两步解决：

（1）第一步通过实验解决

在实验探究像和物到镜面距离是否相等的实验中，需要多次测量以便避免偶然性，便于寻找普遍规律，而每一次测量之前都要先利用镜后的棋子B来确定像的位置，那么我们不妨让学生在每次确定像的位置时顺便看看物像是否重合。表1是设计的数据记录表。

这样的表格设计，其实是在给学生一定的思维引导，促使其在测距离的过程中也能注意观察像和物的大小。在数据分析时不仅能得出像与物到镜面的距离相等的结论，还能得出像和物的大小始终相等且不随距离而改变，从而与学生的前概念“物体离平面镜越远，所成像就越小”产生思维冲突。

（2）第二步解释生活经验

学生此时定会产生疑惑，为什么平时的生活经验与实验结果不相符。这时，老师再给出解释：是视角的原因，而视角原理对于初中生来说有些复杂且不是本节课的重点不必作过多的解释，举一个实例即可。让学生在教室里用手丈量一下窗外远处的物体（如房屋），看起来有多大（如图2）。学生不难发现房屋看起来很小，而实际上并没有这么小。学生自然会懂得人眼会有近大远小的错觉，这样便能彻底否定这一前概念，接纳新概念。

4 结束语

奥苏贝尔有这样一句名言：“影响学习的唯一重要因素，就是学习者已经知道了什么，要探明这一点并应依据此进行教学。”教师在教学前应充分了解学生的前概念，备课时研读教材及教参，了解编写者的意图，最大限度地发挥教材、教参在教学中的作用，并在课堂中给学生适时、恰当地引导，并充分发挥学生的主体地位和教师的主导作用。这样便能在基于学生前概念的基础上有效地突破难点，提高教学效率。

参考文献：

[1]闫金铎，郭玉英.中学物理教学概论[M].北京：高等教育出版社，2009：12.

[2]陈翠玉.“平面镜成像”一课的教学难点及突破方法[J].中学物理，2017，35（2）：17-18.

[3]薛利芳.《平面镜》教学设计[J].中学物理，2017，35（2）：15-16.（栏目编辑    赵保钢）