理解前概念，助力物理课堂

陈学写

【摘要】学生在系统学习科学的物理概念之前，头脑并非空的，在成长的过程中依据观察实践、生活经验，形成了有自己“特色”的前概念。这种概念的产生符合认知规律，客观存在的。有些前概念是正确的，他能帮助学生快速了解世界;有些却也是错误的，主要是由于儿童、青少年思维比较依赖于感性材料，抽象思维欠发展，无法透过表象看本质，认知能力较低。因此前概念往往不可避免地出现一些错误或不完整，这对我们后续学习科学的物理概念以及物理规律会有很大的负面影响。物理学科核心素养中的“物理观念”是概念和规律等在头脑中的提炼和升华。所以在中学物理教学中，注重对学生前概念的分析研究并助其转化成科学概念，有助于核心素养的养成。

【关键词】前概念;建构;科学概念

婴儿呱呱坠地，便置身于奇妙的物理世界中，他开始观察、感受，启动思维，对信息进行加工，进而形成自己对这世界的认知，形成常识，并利用它们去理解物理现象，进而在头脑中形成了前概念。对于物理老师来说，前概念是指学生在系统地学习科学知识之前，头脑中对于该知识已经形成的概念、规律、思想方法、逻辑素质等的总和。实践中可认为是学生进入初二之前通过自己的观察、思考，形成的一种经验型概念。

一、前概念的特点

第一，普遍性。前概念是人类出生之始，自然而然就形成的，所以所有学生都有前概念，学生随着年龄的增长不断累积着前概念，所以前概念很多很普遍。又如物理学史中两个著名的论断“力是维持物体运动的原因”“重的物体下落快”，这其实是亚里士多德在那个远古年代观察不细致、科学抽象不成功所产生的一个前概念。这个前概念对人类有着深刻、普遍的影响。

第二，隐蔽性。前概念是人主动自发地认识世界的结果，前概念在不知不觉中产生，产生以后也在不知不觉中藏起来，不会轻易暴露，但在学习正确的科学概念时，有时忽然跳出来，成为一只“拦路虎”。例如，甲乙两队学生拔河比赛，甲队胜，学生总会以为甲队拉乙队的力大于乙队拉甲队的。然而，他们嘴里依然念叨着“作用力与反作用力总是大小相等”。显然，学生深陷于生活中“谁力大谁赢”的前概念错误而不自知。

第三，顽固性。一旦前概念形成，可谓根深蒂固，想要让它改变并建构起正确科学概念，那得费很大力气。例如：“对抛离手的小球受力分析”，初学者总会分析出“抛力”来;又如“对站在商场扶手电梯斜向上运动的乘客受力分析”，学生总会分析出“斜向上前进力”。由于学生在生活实践中已经建立起了“在运动的方向上必然有力的作用”的前概念，所以在实践中想帮学生跳过这个“坎”，都需要反复地付出努力。

二、如何减少前概念对高中物理教学的消极影响，发挥其正向作用

第一，明确把握好前概念是因材施教的前提。我们老师在教学过程中，总喜欢把知识系统地分析清楚、理顺，打包，然后试图把这个包装载在学生脑壳子上，这样学生就拥有老师的知识了，但事实上，在实践中是行不通的。我想首先每个学生学习之前就已经有了前概念了，而且每个学生的情况都不一样。教学过程一定不能直接绕过，而应重新去触碰，让新知识和前概念相互糅合。对于正确的前概念要给予肯定，错误的前概念要指出并引导其发挥主观能动性对前概念进行改造，建构正确的科学物理概念，创造自己独特的知识体系。每个学生的脑袋都是一个瓶子，里面装着代表自己味道的酒，老师就是调酒师，要品味得出每个学生的味道，才能创造出独一无二的鸡尾酒。

第二，课前预判学生可能存在的前概念问题，提前备好对策。教师作为课堂活动的主导者，在每开启一个新知识点之初，必须先预判相关的前概念问题，这是比较困难的事情。首先，要求教师要走进学生的生活、学习，多交流，弄清学生对事物各种已有的理解，并洞察这些看法和理解的由来。其次，课后多反思，勤累积。下面提供一些学生较普遍存在的前概念问题：（1）加速度越来越小，速度越来越小;（2）“力是维持物体运动的原因”;（3）摩擦力一定是阻力，并且与运动方向相反;（4）重的物体下落快;（5）速度大，惯性大;（6）力可以经一物传至另一物;（7）飞机空投物体，物体将落在投掷点正下方或靠后位置;（8）两个灯泡串联在电路中，功率大的亮;（9）两根有相同电流方向的平行导线相斥;（10）静止的电荷会受到磁场的作用。通过研究总结发现，前概念多数出现在力学，究其原因就是前概念的形成时期是在儿童少年时期，此时接触电现象较少。明确了可能存在的前概念，接下来就可以设计问题，将其暴露出来，然后通过小组讨论、强化练习等形式，帮学生建构新概念。

第三，理解好前概念与科学概念关系，正确处理学生的前概念错误。前概念的产生来源于学生个体对世界的观察与思考，但由于年纪尚小，抽象思维欠发达，无法透过现象看本质，这就不可避免导致前概念会有些错误。这些错误客观存在，但并非无法改正。建构主义学习理论一个最根本的观点是，人们总是基于他们已经知道的知识去建构新知识以及对新知识的理解。我们不妨借助前面建构主义观点处理前概念问题。教学中学生暴露了前概念问题，不要一下子就否定、打击学生，反而应当明白这是一个机会，认真帮学生分析其成因，认识错误，从而建构正确概念。例如，讲“简单连接体”问题时，题目是A、B两物体静止放置于光滑水平面上，用力F水平向右推A，则A对B作用多大？对这道题目，多年以来每一届高一学生都有很多学生认为答案就是F，而且态度坚定，更甚者，当用牛顿运动定律解析后，还是半信半疑。当深入学生间交流、研究后发现，学生从小就有使用木棍等“硬物”推东西的习惯，形成了力可以“传递”的概念，所以总认为力F通过A物传递给B物，因此A对B的作用力任何条件下都是F。再者，初中学习了“二力平衡”，学生刚升上高一，还习惯于从“平衡”出发考虑问题，认为B对A的作用力应与F大小相等。显然，前概念对学生理解这一题目造成巨大困扰。根据对这一前概念的研究分析，我分两个层次下手：首先，让学生自述A对B的作用力如何产生的。学生马上就意识到是A物产生弹性形变而来，也就是说B物是产生力的主体，并非“外物借道B”作用A，无所谓的“传递力”。虽然学生似乎明白了，但是心理层面上还是很难接受的，这也正是前概念顽固性的体现。所以，应该有意识地在后面的教学中设计类似的问题进行强化矫正。其次，我将题目加了一限制条件：B后有一墙。这样AB都无加速度了，那么F就是正解了。学生这时才明白：跟初中不一样了，整体有加速度了。在此基础上顺利地引導学生理解平衡状态是牛顿第二定律的特殊情况，将初中和高中的知识统一起来，完成了学生新知识体系的建构。

前概念是隐蔽而顽固，但只要我们认真思索，就能熟练地驾驭它，并顺利处理好它与物理教学的关系，将学生错误的或者不完整的前概念转化为科学概念，有效提高课堂效率。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2017：4.

[2]陈建华.“前概念”与物理教学[J].江苏教育学院学报，2006.