物理学习中的前概念及其转变山东省成武一中 张如光学牛.对物理现象的直观认识在他们接受正规的物理课程学习之前就己 经存在了，并在这些认识的基础上形成了他们自己的思维体系这种在学生系统 地学习科学知识之前所具有的想法被人们称之为“前概念”需要指出的是，这 里所指的“概念”和心理学中的一般狭义概念理解不同，它是指关于某一对象的 观点或看法，如“地球绕着太阳转”便是一个概念在这些“前概念”中，有些 与科学概念有相通之处，但是学生对这种概念的理解大多还是停留在表面上的， 更多的则是与科学概念相悖的，因此“前概念” 乂常被称为“错误概念”木文 将对有关“前概念”的三个问题做探讨：一、错误概念的来源及其心理学归因自70年代中期以来，学术界涌现出大量有关学生错误前概念的研究 芬德等(Pfundt & Duit,1991)的文献目录中列出了 1100多个这类研究，其 中物理学方面的错误概念占总数的70%,这些错误概念从何而来呢？研宄者发现， 每个学生头脑中形成的先入错误都有它的客观条件，但从宏观分析也有一般的共 性，这些共性主要体现在以下两方面：1. 直观感觉带来的错误学生在日常生活中，从大量的物理现象中获得了不少物理方面的感性知 识，这些凭直观感觉学习到的东丙不一定正确；相反，它很容易成为错误的根源，如铁比棉花重；冬天室外的铁块比木块温度低等。
2. 知识迁移的负面效应这主要是由于数学工具运用不当所引起的如初学者看到电阻的定义式 R = U/I,往往理所当然地认为电阻的大小与电压成正比，与电流成反比等这些“前概念”的核心特点是：①是学生头脑中强烈具有的一种稳定的 认知结构；②不同于专家的概念；③会对学生如何理解自然现象并做出科学的解 释产生重要影响；④必须克服、避免和消除，以使学生接受科学的理解二、 错误概念向科学概念转变的条件早在1982年，Posner等人针对概念转变发生的条件提出了概念转变模 型，他们认为一个人原来的概念要发生顺应需要满足四个条件：(1) 对原有概念的不满让个体处于某种情境，让他用自己的原有概 念来解释一些现实问题只冇个体感到自己原冇的某个概念在解决实际问题吋失 去了作用，从而引发认知冲突，他才有可能改变原有概念2) 新概念的可理解性学4者需懂得新概念的真正含义，而不仅仅 是字面的理解，他需要把各个片段联系起来，建立整体一致的表征3) 新概念的合理性个体需要看到新概念是合理的，而这需要新概 念与个体所接受的其他概念、信念相互一致，而不是相互冲突，它们可以一起被 重新整合这种一致性包括：与自己的认识论信念一致；与自己的其他理论知识 或知识一致；与自己的经验一致；与自己的直觉一致等。
4) 新概念的有效性个体应看到新概念对自己的价值，它能解决原 有概念无法解决的问题，并II能向个体展现出新方向，具冇启发意义冇效性意 味着个体把它看作是解释某问题的更好的途径概念的可理解性、合理性、冇效性之间密切相关，其严格程度逐级上升， 人对概念有一定的理解是看到概念的合理性的前提，而看到概念的合理性又是意 识到其有效性的前提Posner把概念的可理解性、合理性和奋效性称为概念的状 态，而II提出不仅新概念的状态会对概念转变产生影响，原冇概念的状态也会对 概念转变产生影响，两者之间存在交互作用三、 对教学的启示根据概念突出的顽固性特点和概念转变发生的条件，在教学过程中，教 师如果草率地用所谓的正确的观点去覆盖学生原有的想法，那么艽教学效果就可 想而知了科学的教学过程应该是正确观点和错误观点发生交互作用，根据两者 的优势及局限性进行相互协调的过程因此，在进行科学的概念教学之前，首先 要清楚学生原有的对某一概念的认知水平情况，并采用科学的教学手段，使学生 有效地转变错误的物理前概念，从而进行有意义的学d1. 进行教学前测学生头脑中的图式是在潜移默化中形成的，具奋隐蔽性，一般不会清晰 地呈现在脑海里。
因此，教师在教授新知识之前，应采用诊断性测试等方式，了 解学生的原有认知结构这样做，对教师的“教”和学生的“学”都冇重要意义 对“教”的意义可用奥苏扪尔的一句名言来概括，“如果我不得不把全部教育心 理学还原为一条原理的话，我将会说，影响学的唯一的最重要的因素是了解学 习者己经知道了什么的确，在教授新概念之前，教师只有充分了解学生己有 的认知情况，尤其是与新概念奋密切关系的已奋概念和原理的认识，才能选择奋 效的教学策略和方法进行教学对“学”的意义在于，一方面通过教学前测或者 提问，能激活学生的经验图式，让它从隐蔽之处呈现出来，这样就为学生的重新 建构提供了基础框架，学生可以根据自己原奋的认知结构进行冋化和顺应来获得 新概念的学习另一方面进行教学前测并及时反馈，能够有效激发学生的学习动 机；学生习惯于用原有图式进行问题解决，当教师给予错误答案的反馈信息时, 会沉重打击学生的原有认知图式2. 组织情境教学让学生在与实际情况相类似的教学情境中修正错误想法，是帮助学生获 得科学概念的最佳途径学生头脑中的前概念大多是在生活的具体情境中建立起 来的，用学生获得前概念的真实问题作为实例，会产生真实感和亲切感。
实践证 明，教学中用以下的思路来解决真实性任务能冇效地转变前概念：选择真实性任 务或创设类似的情境；让学生根据自己的理解，预测实验或问题的结果；让学生 用自己的前概念对现象进行解释，并为自己的前概念进行辩护，从而引起思维结 构发生冲突，并强烈意识到前概念的存在，教师在适当吋机进行参与，并逐步引 导学生用正确的物理概念来解释问题3. 开展合作学习每个学生进入课堂时都带着自己对世界或者自然现象的看法，他们仅在 己经存在的东西与新的知识和信念发生联系吋才能够发展新的理解合作学旨 在挑战学生己有的概念并引导学生在必要吋修正他们的前概念每个人都在以自 己的经验为背景建构自己对事物和现象的理解，因此只能理解到事物的某些方面, 不存在唯一正确的全面的理解合作学AI可以克服个体知觉系统的局限性，学生 与学生之间通过合作、交流与讨论，使学生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而且在合作学习中每个学生都是积极的参与 者，在自由平等、相互信任的气氛中最适宜表达各种荒谬的观念，这些荒谬的观 念有些是自相矛盾的，在激烈的争论和积极的思考中，常常会促使学生认识到自 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。
4. 重视探究与体验概念的形成和发展过程对于每个学生来说都是不一样的，因此在教学过 程中要尽可能地让每个学生依据自己独特的发展方式进行科学概念的学4探究 式教学为每个学生提供了通过各种途径形成概念的条件，满足了每个学生自主学 >J、探究问题的天性学生可以从所要探究的概念出发，通过阅读教材或查阅冇 关资料或与同学、教师之间的相互交流，收集有关材料，通过自己对材料的分析 提出主观猜想，并亲自动手设计实验来进行验证在探究过程中，通过丰富的体 验和感悟逐步纠正一些错误观念，为获得科学概念提供了有力的心理支柱。