浙江省温州市第十四高级中学 325000
摘 要：高中老师和学生在进行物理教学任务前，脑海里并不是一片空白，而是根据以往的教学活动和日常生活体验，已经积累了一些感性和理性的认识。本文通过了解高中物理前概念的定义，前概念形成的原因和特点的研究，探讨了如何利用物理前概念使物理课堂教学更有效。在新一轮的课改促进有效教学的研究中，使我的研究和讨论起到小小的作用。
关键词：高中物理 前概念 有效教学
很多老师反复的跟学生说这样的话，“这个问题我们都说了不下十遍了，你们还是不会；这类题目我们从高一开始讲到高三；你们还是错。”我反复思考这种现象的成因，是归根于学生没认真学、没学透彻、没懂实质，还是其他原因呢？
某一天我看到一则童话故事，这样描述：“有一条鱼，它很想了解陆地上发生的事，却因为只能在水中呼吸而无法实现。它与一个小蝌蚪交了朋友。在小蝌蚪长成青蛙之后，便跳到陆地上。几周后青蛙回到了池塘，向鱼汇报它所看到的。青蛙描述了陆地上的各种东西：鸟、牛、人。鱼根据青蛙说的做出想象，对每一样东西的描述作了图画表征：每一样东西都带有鱼的形状，只是根据青蛙的描述稍作调整——人被想象为用鱼尾巴走路的鱼、鸟是长着翅膀的鱼、奶牛是长着乳房的鱼。”我一下子恍然大悟了，我们老师就是那只青蛙，给学生们按着我们的观点给学生讲各种规律观点，而学生们就是那条鱼，他们按照自己物理前概念加工老师给的物理知识规律，于是就出现了说了十遍还是错的这样的现象。
一、高中物理前概念的定义
从我们睁眼开始，就在认识这个世界，建立自己的认识规律，并且按照自己总结的规律来认识新事物。老师和学生在进行教学任务前，脑海里并不是一片空白，而是根据以往的教学活动和日常生活，已经积累了一些感性和理性的认识。
自十九世纪七十年代开始国外就有专家从认知论的角度开始研究前概念的影响，也有很多人对前概念做了一些定义。
1.80年代称“前概念”为“相异构想”：
在学习科学概念之前，儿童靠自己的感性认识得出的对科学现象和科学概念的一些理解和想法，与科学概念不一致。
2.物理前概念：
学生在长期的社会生活中，通过电视、广播、书籍等途径获取的对物理的粗浅的理解，有些前概念甚至是会与真实的知识是相悖的。
3.高中物理前概念：
通过小学、初中时期的学习，获得的一些较为粗浅的物理知识和规律，甚至有部分是片面的非本质的认识。
二、高中物理前概念的形成原因及特点
1.长期生活形成的经验。
学生在学习高中物理之前已经有了很多年的生活经验和各种基本的物理现象的学习。学生脑海中的前概念是非常丰富而大量的，但是这些凭主观生活经验得到的东西不一定是准确的。如：重的物体比轻的物体下落的快。小学学习的速度等于路程除以时间。物体要受力才运动，不受力就不运动等。这种前概念的影响是非常顽固的，即使我们在高中阶段纠正了，以后的生活中他们还是会重复这样的错误，因为生活的表象还存在。
2.不严谨的外界宣传途径导致的。
现在的学生能大量地接触互联网、广播、电视、报刊等渠道。这些途径使他们获得了大量的物理知识。但是如果不是专门为解决物理问题而表达的物理知识往往是通俗并且不严谨的，有时甚至是错误的。
3.知识的负迁移。
物理学史通过物理学的进化告诉我们数学知识是学习和研究物理学的重要工具，数学的发展促进了物理学的发展，隐含的物理规律可能就在数学推理后面。在高中阶段能否恰当运用数学工具解决物理问题也是衡量学生能力高低的重要方面。但是物理学又不同于数学，因为物理还看重物理事实、本质和物理关系。学生从小开始的数学学习使得学生在思考物理问题时常常有“数学惯性”，以数学关系来理解物理概念。
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在学习功率时我们讲到p=FVcosθ的应用的时候，先讲到了平抛的情况：
从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率？
计算为：P=mgvcosθ=mgvy=mggt。
由于竖直方向为自由落体运动，重力方向是竖直向下的，所以功率可以如上求。
后面讲到物体从斜面上下滑的问题：
一个质量为1kg的物体，沿倾角为37°的光滑斜面由静止开始下滑，当它下滑4s时重力的瞬时功率为多大？
学生解题：P=mgvcosθ=mgvy=mggt。
正确解答：a=gsinθ v=at p=mgvsinθ。
学生错解的原因是：第一题的合运动和分运动的解法，将求重力的功率只看竖直方向的。结果学生在解决第二题时，只考虑了数学上的相似性，认为竖直方向上也可以当成自由落体来处理。在迁移时却忘了考虑第二次的物理情景中的区别，这是数学惯性的前概念造成的错误。
4.语言经验造成的理解。
物理概念是用一定的文字来对感性材料进行抽象与概括，揭示物理现象的本质属性和共同特征的。学生常用在生活中形成的对词语的理解来理解物理概念，由此对物理概念造成了曲解。
三、高中物理中前概念对教学的影响
1.积极的影响。
正确的物理前概念是物理学习的良好的基础。它的正作用是可以成为下一阶段物理学习的情景导入和新的概念学习的提升起点。可以使学生更加快速地掌握概念和知识结构。
2.消极的影响。
一些对物理现象、过程、材料的片面和错误的理解而产生的前概念，将会成为学生学习物理的障碍。如学生长久的认为重的东西下落的快，无论怎么纠正，还是会重复犯错。还有学生认为静摩擦力是不会做功的，因为认为静就是没有位移。
四、如何有效利用物理前概念教学
1.预知学生的前概念。
通过以往的教学经验，记录学生可能的前概念。跟学生交谈，面对面倾听学生自己的想法。只有充分了解学生已有的前概念，才能有的放矢地设计教学，建立认知矛盾。有时候也能做导学案，通过一些提问去深入了解学生前概念的情况，学生只有知道自己的问题才能有意识去改变。
2.采用矛盾教学法。
学生往往对自己的前概念有近乎顽固性的影响。例如：有力作用在物体上，物体才能运动，没有力作用在物体上，物体将停止运动的错误前概念。我们如果采用矛盾教学法，学生的认识将会很深刻。比如：在相对粗糙的地面上推动冰壶，冰壶很快停止，满足学生的生活经验。在光滑的冰面上推动冰壶，则冰壶可以滑动很久也不停下来。学生就会更深层次地去思考原因了。人们在生活中普遍认为“重物体比轻物体下落得快”，针对这一点可以用一张信纸和一光盘从同一高度同时下落，结果毫无疑问；但当教师把信纸紧紧地揉成一团，并让它和光盘再次从同一高度同时下落，大家会发现结果并不是预期的那样，它们几乎同时落地。再用牛顿管试验来做实验，同时落地。利用实验现象引起的这一认知冲突否定了头脑中的前概念“重物体一定比轻物体下落快”。
3.开展探究合作学习。
通过合作学习，老师提供学习任务，让组员进行分工分方向探究问题。学生与学生之间通过合作、交流与讨论，使他们超越自己原来狭隘的认识，了解彼此的见解，了解那些不同观点的基础。有些观念是自相矛盾的，在激烈的争论和积极的思考中，常常会促使他们认识到自己原有认识的片面性和不合理之处并萌发一些新的猜想，这些猜想往往已经走进真理的边缘。
参考文献
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[3]楚云 学生的前概念和物理教学[EB／OL]。
[4]程年平 物理教学中前概念的转变策略探讨[EB／OL]。
论文作者:刘瑞华
论文发表刊物:《中小学教育》2017年3月第271期
论文发表时间:2017/3/15
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