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前概念的特征及物理教學(xué)對策
兒童第一次睜開眼睛，呈現(xiàn)在他面前的便是一個五彩繽紛、奇妙無比的陌生世界。由于多種物理現(xiàn)象對兒童感官的刺激，隨著年齡的增長，兒童大腦便逐漸形成了對各種事物的感知。因此，在學(xué)習(xí)物理之前，對多種物理現(xiàn)象便已有了自己的認(rèn)識，并形成了一些與科學(xué)知識相悖或不盡一致的觀念和規(guī)則，這就是前概念。例如：如果沒有力，物體一定不動；必須有力，物體才能運動等等。由于兒童大腦中已形成了這種前概念，因此在物理教學(xué)中，教師對此必須有明確的認(rèn)識，清楚其特征，注意其影響，采取有效的教學(xué)策略，以幫助學(xué)生完成心理轉(zhuǎn)變過程，實現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)。
一、對前概念的認(rèn)識
如何看待學(xué)生頭腦中業(yè)已形成的前概念呢？從人類認(rèn)識的發(fā)展角度來看，前概念的產(chǎn)生是正常的、必然的，因為在科學(xué)發(fā)展史上這種前概念也屢見不鮮。前概念的產(chǎn)生正體現(xiàn)了人類認(rèn)識發(fā)展的一般規(guī)律，我們應(yīng)該把它作為物理含義可被轉(zhuǎn)換的認(rèn)知結(jié)構(gòu)接受下來，這才是我們應(yīng)該持有的指導(dǎo)思想。
二、前概念的特征
１．廣泛性
由于兒童在初二學(xué)習(xí)物理之前已有了十多年的生活經(jīng)驗，接觸了許多形形色色的物理現(xiàn)象，因而他們頭腦中自發(fā)形成的前概念所涉及的范圍也是相當(dāng)廣泛的。當(dāng)然，這種廣泛性是相對的，他們對能看得見、摸得著、日常生活經(jīng)常接觸到的事物形成了較多的前概念，而對那些比較抽象的物理知識，則很少有前概念。如學(xué)生對力學(xué)、熱學(xué)和幾何光學(xué)均有著較多的前概念，而對電學(xué)則很少有前概念。
２．自發(fā)性
兒童大腦中的前概念，緣起于兒童長期、大量的對日常生活的觀察與感知，這些經(jīng)驗在其大腦中逐漸深化發(fā)展，經(jīng)過感覺、知覺、表象階段最終形成概念。兒童在其大腦里構(gòu)建前概念時，完全是自發(fā)性的，沒有人教他這個問題應(yīng)該是這樣、那個問題應(yīng)該是那樣，他完全是站在自己的立場上，憑自己的感性經(jīng)驗進(jìn)行構(gòu)建。因此，前概念是兒童自己的精神財富，而且這種精神財富是他們在現(xiàn)實生活中認(rèn)識事物的一個有價值的工具。
３．頑固性
由于前概念是兒童大腦中業(yè)已形成的模式，且在長期的生活經(jīng)驗累積中又強(qiáng)化了這些觀念，加之兒童的思維又具有自我中心性，因此兒童頭腦中的前概念是極其頑固的。一些研究表明，一旦學(xué)生對某些物理現(xiàn)象形成了前概念，要想加以轉(zhuǎn)變是相當(dāng)困難的。如有位教師在講清慣性概念之后，讓學(xué)生回答并解釋這樣一個問題：一個人站在作勻速直線運動的火車?yán)�，如果面向前豎直跳起，是落回車廂原處，還是落到原處的后面？全班學(xué)生皆回答落到原處后面。原因在于學(xué)生的生活經(jīng)驗中已有了“力是維持運動原因”的前概念，由此可見學(xué)生頭腦中的前概念是多么頑固。
４．隱蔽性
學(xué)生頭腦中的前概念還具有隱蔽性。由于學(xué)生大腦中的前概念是潛移默化形成的，因此它以潛在形式存在，平時并不表現(xiàn)出來。然而在物理教學(xué)中講授科學(xué)的物理概念時，兒童馬上就會聯(lián)想到他們頭腦中的前概念。當(dāng)讓學(xué)生用物理概念去解釋問題時，前概念就會馬上表現(xiàn)出來。
三、前概念對物理教學(xué)的影響
前概念和科學(xué)的物理概念同是來源于人的實踐活動，他們都是由認(rèn)識主體的認(rèn)識活動所產(chǎn)生。根據(jù)其是否易于轉(zhuǎn)換成科學(xué)的物理概念，可將其分成兩類，一類是雖然與科學(xué)的物理概念不一致，但在提供給學(xué)生一定的預(yù)備知識之后，再輔之以有關(guān)的實驗引導(dǎo)，便不難使學(xué)生形成正確的物理概念，例如從不同物質(zhì)輕重的概念轉(zhuǎn)換成密度的概念。從結(jié)構(gòu)上來說，這類概念在學(xué)生頭腦里的形成并不涉及認(rèn)知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，是屬于認(rèn)知同化過程。然而另一類前概念則與此大不一樣，在學(xué)生的原有經(jīng)驗中，這些前概念在兒童的頭腦中已經(jīng)有了相當(dāng)長的發(fā)展時間，且已形成了系統(tǒng)的卻并非科學(xué)的概念。比如，學(xué)生在日常生活中經(jīng)�？吹借F塊沉于水中的現(xiàn)象，于是就在頭腦中形成了鐵塊可以沉沒于任何液體中的前概念。當(dāng)講授阿基米德原理、演示鐵塊漂浮于水銀面上時，許多學(xué)生根本不相信，認(rèn)為這是教師在玩魔術(shù)。這就是前概念對物理概念教學(xué)的影響。在這種情況下，教師必須努力促使學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的解體和新認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建立，以實現(xiàn)認(rèn)知上的順應(yīng)。
四、針對前概念的教學(xué)策略
學(xué)生帶著先入為主的前概念進(jìn)入物理課堂，這是物理教學(xué)中的正常情況�；谇案拍畹奶卣骱陀绊�，關(guān)鍵是我們先要了解學(xué)生大腦中存在著哪些前科學(xué)概念，并努力把它們轉(zhuǎn)換成科學(xué)的物理概念，從而也就能更成功地避免錯誤概念的產(chǎn)生。為此，教師在開始教有關(guān)的物理內(nèi)容之前，應(yīng)通過一定的方式，如提問、問卷調(diào)查、試題測試等等，去深入了解學(xué)生大腦中前概念的存在情況。
知道了學(xué)生頭腦中存在著哪些前概念，那么如何使這些前概念轉(zhuǎn)換成科學(xué)的概念呢？首先，應(yīng)有針對性地選擇事例或現(xiàn)象，讓學(xué)生用自己的前概念去對事例或現(xiàn)象進(jìn)行解釋，使他們產(chǎn)生認(rèn)識上的沖突，即大腦中的原有概念與當(dāng)前面臨的現(xiàn)實產(chǎn)生無法調(diào)和的矛盾，從而感覺到有改變認(rèn)知結(jié)構(gòu)的需要。接著通過實驗事例把科學(xué)的物理概念告訴學(xué)生，并把科學(xué)的物理概念應(yīng)用到更為廣泛更為深刻的現(xiàn)象中去，當(dāng)學(xué)生在新的思維結(jié)構(gòu)下有更多成功的時候，他們就會接受科學(xué)的物理概念。具體到實踐中，可這樣來進(jìn)行教學(xué)：
（１）將小車輪子朝上放在桌上，問：“怎樣才能使小車運動？”把小車推動，問：“持續(xù)推動小車，小車將會處于什么狀態(tài)？”讓學(xué)生提出看法：你認(rèn)為物體運動的原因是什么？
（２）將小車正放在桌上，用手推動小車達(dá)到較大速度時，使手與小車脫離接觸，問：“小車為什么仍然運動？”使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)識上的矛盾。
（３）讓小車從斜面上同一位置滑下并進(jìn)入水平面，分別在水平面上墊粗毛巾、細(xì)棉布和玻璃板，觀察現(xiàn)象，問：“假定小車與支撐面間沒有任何阻力，小車將會處于什么狀態(tài)？你又能得出什么結(jié)論？”
（４）引導(dǎo)學(xué)生分析足球運動員踢足球，球由靜止變運動；守門員接球，球由運動變靜止；足球運動員頂球，改變球運動的方向，問：“這能說明些什么？”由于前概念的根深蒂固性，我們不要期望通過粉筆和說教的簡單方式就可使學(xué)生把前概念轉(zhuǎn)換成科學(xué)概念，也不要抱有經(jīng)過一兩次糾正就可以使前概念銷聲匿跡的幻想。前概念向物理概念的轉(zhuǎn)變是思維結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，是在學(xué)生頭腦中引發(fā)的一場革命，需要改變原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，需要克服舊模式的慣性，因而是一個充滿艱辛的過程。
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