初中生对物理概念的认知障碍与解决策略分析

【摘要】物理是初中阶段的重难点学科，而概念作为物理学科的基础知识，其重要性不言而喻。但是初中物理概念较为抽象，对于初次接触物理知识的初中学生而言，无疑面临着较大的学习挑战，可能会产生诸多认知障碍。基于此，本文结合初中物理概念教学的特点，分析学生所面临的认知障碍，并提出针对性的解决途径，以期提升学生的认知能力与学习能力，提升物理教学效果。

【关键词】初中物理;物理概念;认知障碍

作者简介：梁辉（1974—），男，甘肃省庆阳第三中学，一级教师。

引言

物理概念是对物理现象以及过程的特征属性的概括和描述，是学生探索物理知识的基础，在初中物理教学体系中有着举足轻重的地位。学生对物理概念的认知过程也是内化物理知识、探寻物理方法、形成物理思维能力的过程，关乎自身的物理综合素养的发展。但是就目前而言，抽象、复杂的初中物理概念与初中学生较为薄弱的理解能力及思维能力存在矛盾，致使初中物理概念教学出现教之有难、学之不易的问题。如何帮助学生克服认知障碍、准确理解物理概念是教师需要探究的重要课题。

一、初中物理概念教学的重要地位

对初中物理概念的学习是探索物理学科知识的基础阶段，其重要性不言而喻。第一，就初中物理学科特性而言，在学生学习物理的起始阶段，教材在介绍物理知识时大多以定性分析为主，而对定量层面的研究鲜有涉及，对知识应用的讲解也停留在较浅的层面。因此，学生在初中阶段的物理学习更应该倾向于对物理基础知识的认知，但是在实际情况中，对高度概括的、抽象的物理概念的教学常常被教师放在首位，这不仅影响学生对物理知识的理解，而且会影响学生对物理学科的总体与宏观的认知、对物理思维的形成以及对物理学习方法的掌握。第二，就初中生的物理学习而言，严谨的物理概念是将物理现象、物理过程以及物理思维抽象化之后形成的载体，是帮助学生探寻物理规律、建立物理方法的体系的重要窗口。初中生若无法准确地理解物理概念，则不利于探究问题，解析物理现象，难以实现高效的物理学习。由此可见，物理概念教学是初中物理教学中不可或缺的环节，加强对概念的解析是教师激发学生的兴趣、改善物理学习方法、降低学习难度的有效手段。

二、初中生对物理概念的认知障碍

（一）初中生的认知方式对物理概念学习的影响

初中生的认知方式虽然没有优劣之分，但是他们在认知方式上的差异从一定程度上决定了自己对物理概念的学习效果的好坏。第一，从认知能力的角度来看，当前大部分初中生对知识的再加工仍然需要依赖教师的引导，欠缺独立判断和自主认知的能力，对物理概念的理解需要借助外部信息的支持。从思维能力的角度来看，初中阶段的学生正处于由具象思维向抽象思维的模式转变的关键时期，对物理概念的思考较为单一、片面，并且极易受到一些信息节点或外界因素的干扰，产生认知的偏差。初中生在认知能力上的局限性导致学生在学习物理概念时常常感到力不从心。第二，受到应试教育的影响，初中生在学习物理概念的过程中，通常采用死记硬背的方式，盲目进行记忆而缺乏思考，导致学生对物理概念的认知仍然停留在表面上，对概念的内涵的理解不到位，缺乏融会贯通的能力。在此情况下，学生对物理概念的认知无法触及其本质，只能对具象化、单一化的物理问题进行分析，而很难解决综合化、抽象化的思维加工类的问题，甚至会因为记忆、理解不清等而出现误用方法的情况，影响自身物理综合能力的提升。

（二）初中生的认知结构对物理概念学习的影响

就目前来看，初中生在物理认知方面存在的局限性是影响其物理概念学习的一个重要因素，具体而言，主要表现在以下方面：第一，对物理的认知呈现碎片化与分散化。物理作为在初中阶段才开始学习的新科目，学生接触物理知识的时间较短，知识储备不足，对物理学科的特点的了解不够全面。学生在学习物理概念时，仅仅是在头脑中将知识点进行堆砌，而未能形成系统化的知识网络，致使学生在遇到物理问题时难以联想到相关的物理概念，这不利于提升学生提炼关键信息的能力以及解决问题的能力。第二，物理认知的方式过于单一。物理认知涵盖描述性认知、程序性认知以及策略性认知三个层次。由于初中生的思维能力较为薄弱，对物理概念的理解不到位，所形成的物理认知主要体现在对物理现象、物理规律以及具体的解题步骤与方法等的理解，而缺乏对物理思维能力等方面的认知。

（三）初中生的认知心理对物理概念学习的影响

对物理概念的学习一般会受到心理认知与思维方式的影响。第一，畏难心理的影响。初中生大多通过感性思维认知事物，情感与态度是决定他们学习的主动性的重要因素。然而物理作为初中生刚接触不久的综合性科目，属于教育的初级阶段，学生在对未知世界充满好奇的同时，或多或少会存在一定的畏难心理。初中物理知识的抽象性、综合性较强，对于以形象思维为主的初中生而言在理解上具有一定的难度，一些学生难以掌握学习的方法，随着知识内容的不断拓展，学生的学习压力与日俱增，他们甚至会产生抵触或恐惧心理，进而影响学习效果。第二，前概念的消极影响。虽然前概念可以構建学生的认知支架，但是它也容易让学生出现认知上的误区，在对物理新知识的学习中，这种消极影响尤为显著。比如，学生根据生活经验形成了“油比水轻、铁比木头重”的前概念认知，在学习过程中，会不自觉地形成先入为主的思想，而忽视了“在比较物体的质量时需要保证体积相同”的基本前提。又如，在生活常识的作用之下，学生形成了“力是维持运动或产生运动的原因”这一错误的认知，这会对学生理解物理概念造成阻碍。综上所述，如何立足于学生的认知特点，帮助学生克服心理障碍，纠正误解，建立系统的认知结构，是物理概念教学的关键点。

三、引导初中生克服概念认知障碍的教学策略

（一）借助物理学科特性强化概念认知

对于初中生而言，对物理概念的认知往往以感知活动为起始点，以逻辑性的结构认知为落脚点。因此，物理概念认知离不开与之相契合的物理技能以及物理方法。教师应该根据初中物理概念教学的特点，秉持由简至繁、由低阶到高阶发展的教学理念，组织物理概念教学活动，让学生从感性认知上升为对知识表象的认知，进而形成深刻的概念认知。以“力”的概念教学为例，这一概念为初中物理学习的难点。教师可以开展体验活动，让学生将一袋米搬到指定位置，并谈谈自己有什么感觉。教师由此引申出“力是一种作用，搬运大米是人对大米的作用”，从而帮助学生对“力”的物理概念形成初步认知。然后，教师让学生进一步思考：“是不是只有人才能对物体施加作用呢？一个物体能否产生力的作用呢？”以此激发学生的好奇心。此时，教师借助多媒体教学设备展示起重机吊运货物、压路机整平路面等实例，让学生分析其中蕴含的力的作用，进一步加深学生对“力”的物理概念的理解。教师通过立足物理学科特性，采取分析式教学的方式，可以优化学生对物理概念的认知过程，帮助学生准确地理解概念。

（二）借助学生认知特点强化概念认知

在核心素养视域下，教学要注重学生的主体性，教师应该结合初中阶段的学生的认知特点，立足对知识的理解、巩固与应用三个环节，形成结构化的教学体系，帮助学生对物理概念进行学习，对概念形成更深层次的认知，使其学会灵活运用。以“力”的概念教学为例，首先，教师在引入概念的环节，可以借助具体的物理现象，让学生对物理概念形成初步的感知。比如，教师借助日常生活中的坐沙发、鼓掌、提重物等常见动作，渗透“力”的相关概念。教师应该立足学生的最近發展区，将其作为引入物理概念的起始点，会更容易被学生接受。其次，在巩固概念的环节，教师可从典型的易错案例着手，对概念进行深入解读与分析。比如，对于“汽车速度越快，刹车所需要的距离越远”的生活现象，学生普遍认为物体的惯性与速度有关，或认为惯性只存在于静止或匀速运动的状态下，而运动中的物体是不存在惯性的。鉴于此，教师可以借助学生认知的误区对概念进行反向解读，利用牛顿第一定律中的“一切物体”“固有属性”等关键词对这一现象进行分析，以此说明惯性是物体的属性，与外界因素无关，但惯性会对外界产生影响。教师通过这一个反向教学的活动，加深了学生对物理概念的理解，同时也培养了学生的逆向思维能力。

（三）借助多元实验强化概念认知

实验教学是初中物理教学中的重要内容，对于初中物理概念教学而言，实验同样具有辅助作用。因此，教师应该充分发挥实验教学的优势，帮助学生形成对于物理概念的准确认知。以“密度”的概念教学为例，教师可让学生通过实验探究物体质量与体积之间的关系，强化其对概念的认知。首先，在开展实验之前，教师提出问题，如具有相同体积的物体，其质量是否一定相同？引导学生以生活常识及固有知识为基础，发表自己的看法，提出合理的物理猜想。然后，教师组织学生通过科学实验的方式验证自己的猜想，如提供铜、铝、水和煤油等实验材料，让学生通过天平测量的方式，分别在体积相同以及体积不同的前提条件下，比较几种不同物质的质量;并且在实验记录清单上进行数据的汇总与归纳，进而得出科学的物理实验结论，从而形成对“单位体积的质量大小与物质的种类有关”的初步认知。教师借助实验操作，可以转变学生死记硬背的概念学习方式，通过质疑、探索、思考、交流等一系列活动，完成对物理概念的教学，让学生在理解的基础上达到强化记忆的目的。

（四）借助知识正迁移强化概念认知

初中物理知识并不是独立存在的，各种概念之间存在着一定的联系。基于此，教师借助知识之间的关联性以及知识的正迁移，引出新的概念，这样既可以帮助学生快速领会新知识的内涵，又可以突出物理知识的内在关联性，帮助学生形成结构化的概念体系，对提升学生的物理综合素养具有积极的作用。首先，教师可采取概念对比的方法，引导学生学会梳理与归纳物理知识，有意识地挖掘物理概念之间的联系。如对于“速度”与“功率”这两个相关联的物理概念，教师可以引导学生制作概念对比的图表，从概念定义、物理意义、探究问题的方向以及探究问题的方法等方面进行总结归纳。学生通过对比分析，能够明确不同物理概念的特性，避免在应用时出现混淆。然后，教师可采用比值定义法，将抽象化的物理概念以学生所熟知的比值关系的形式呈现出来，如“速度是路程与时间的比值，压强是压力与受力面积的比值，而功率则是功与时间的比值”，以此将晦涩难懂的物理概念用直白的方式表达出来，降低学生理解的难度。最后，教师可以从物质的特性或属性的角度对物理概念进行解析。如“密度”和“比热容”都是反映物质的某种特性的物理概念，学生对二者的共通之处以及区别进行分析，实现知识的迁移，借助固有的知识经验将未知的物理概念内化，能更深刻地理解物理概念。

（五）借助巩固练习强化概念认知

正所谓熟能生巧，对于抽象性、综合性较强的初中物理学科而言，精准、高效的反复巩固练习是加深对概念的理解、反映认知矛盾、提升应用能力的有力手段。因此，教师应该根据学生的认知需求，坚持由浅入深的原则，设置必要的物理概念的专项练习题。以“电压电阻”的教学为例，教师可以根据由准确理解到灵活运用的认知次序设计题目，促使学生实现对物理概念的融会贯通，学会解决物理实际问题。首先，教师可借助比较简单的解读类题目了解学生对物理概念表面的理解是否到位。如电压与电流存在怎样的关系？影响电阻大小的因素有哪些？然后在此基础上，教师可对易混淆或易考查的知识点进行针对性的强化训练，如“有电压一定有电流，有电流一定有电压”的说法是否正确？为什么？如何判断电压表的测量对象？“电阻与电压成正比，与电流成反比”的说法是否正确？为什么？教师通过问答式的练习，打破学生死记硬背的概念学习方式，让学生在理解中加强记忆，为后续深入探究奠定基础。最后，教师可以综合型题目引导学生突破知识的表象，做到学以致用。教师借助贴近生活的问题激发学生的兴趣，可以让学生在分析问题的过程中掌握物理概念，实现教学主体与客体的融合。

结语

总而言之，初中物理概念教学作为重要的教学环节，是打开物理世界大门的钥匙。但是学生在实际的学习过程中，对物理概念的学习由于受到自身的认知方式以及认知结构等因素的影响，面临诸多阻碍，因此，教师应该立足于学生的成长特性以及物理概念认知规律，适时调整教学方式，帮助学生冲破层层阻碍，准确理解物理概念。

【参考文献】

[1]郑宏志.初中物理概念教学课堂导入方法的研究[J].科学咨询：教育科研，2020（04）：201.

[2]陈懋.基于理性思维的初中物理概念教学[J].物理教师，2020，41（05）：37-39，42.

[3]崔北元.中学物理教学中概念的教学策略研究[J].科教文汇（中旬刊），2018（03）：121-122.

[4]陈宗成.初中物理概念建构思维可视化策略：以浮力概念的建构为例[J].教学与管理，2019（31）：72-75.