高中物理力学中典型的前概念及其转变的探究

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物理的学习是基于物理概念的认知，理解物理概念是同学们学习物理法则、构筑物理知识体系的关键。因此学习并掌握物理概念对同学们来说是一个十分关键的环节。但是目前有诸多同学对物理的印象还持有某种物理现象的相关概念，即所谓的“刻板印象”，这种“刻板印象”便是下面所要研究探讨的前概念。

一、前概念的相关理论

概念的定义一般分为三个类别：(1)相异构想(Alternative Frameworks)——从结构主义认识论的角度看，学习的过程并不是同学们进行单一化的“输入和记忆”教科书和教师提供信息的过程，而是主动对知识进行分析、批判、选择，在原有的知识结构重建过程中获得经验和新信息。同化和适应是同学们构筑知识体系的基本方法，当新知识与旧知识的结构和思考方式一致时，会被同化、吸收、保存，否则会被“修改”和“重组”后排除或吸收。一部分人认为“前概念在接受教育和研究前概念是错误的理解”，概念在接受科学知识之前是科学概念和不同同学的错误认知。(2)民俗概念——有些人称前概念为“民俗概念”，并认为其是错误的概念。实际上，这个类别与“相异构想”相似，指的是对某些事物或情况的错误理解。(3)首因效应(primacyeffect)——首因效应有两种解释，一是通过接收到的第一信息形成的初始印象构成头脑内的核心知识或存储模式，后续的输入信息仅被集成到该存储记忆中，即同化模式；二是接收到的第一个信息不受任何干扰而受到更多关注，并且信息处理良好，容易忽略跟踪信息。如此便有了“基于学习前的直接体验的理解和认识”这种前概念的形成，这种前概念不仅仅是含糊的错误的想法，也包括正确的经验和理解，这也是教育界通常认可对“前概念”的一种理解。

二、高中物理力学中的前概念的转变实践

(一)基于牛顿第一定律的学习

(1)学习思路：根据牛顿第一个法则的概念问题，一个概念的问题被揭露，即认知冲突是维持物体运动状态的原因，是由同学们本身所具备的知识造成的，被现实生活中的所存现象所误导。而被误导的原因是对知识本身的概念了解不足，且前概念根深蒂固，所以同学们在学习的过程中，仅仅记住概念是不够的，灵活运用才是学习的本质。

(2)学习方法：第一，在课前要充分理解教科书的内容，做好学习方案。第二，在学习过程中应把生活中的现象运用到学习中，正确认识现实的物理状况，纠正错误的前概念。当同学们遭遇困难时，要请求老师的帮助，树立本质上新的科学概念，用科学的概念来解释生活中所发生的现象。第三，在课后要通过课后作业的训练巩固所学知识，做到“温故而知新”。

(3)真正认知牛顿第一定律：同学们要认识惯性的概念，在探索惯性的大小时，可以按同样的力量推动不同质量的物体，通过观察物体的移动距离，思考与此类实践相似的例子。同学们之间还可以进行归纳、交换意见，最终得出“质量是惯性唯一的尺度”的结论。

(二)基于加速度的学习

(1)学习思路：关于加速度，同学们最大的误解是加速是速度的增加，虽然速度快和速度变化快之间没有差别，但是同学们必须明确加速概念的正确有效性。

(2)学习方法：在形成加速度概念的过程中，可采用类比、探究的学习方法，将加速度学习的重心放在速度变化上。同学们在学习加速度的相关内容时，可以找出相关问题，用调查的方法比较速度和变化之间的差异及关系，这样更有利于理解加速和加速度的概念。