物理教学中转化学生前概念的策略研究
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日常教学中，我们经常听到老师抱怨：“这学生真笨，这么简单的问题，我解释得那么清楚，居然还错.” 其实学生心里也满肚子的委屈：“老师，我已经很用心在学了，我也是有思想的人！”那到底是学生真笨还是老师真没讲解清楚呢？要揭示其中的谜底还得从了解学生构建物理概念的具体过程入手.美国当代著名认知心理学家奥苏伯尔在他所著的《教育心理学》扉页上，有一句被广泛引用的话：“如果我不得不把全部教育心理学简约为一条原理的话，我将会说，影响学习的最重要的因素是学生已经知道了什么，并据此进行相应的教学.”他强调了学生原有知识的重要性.建构主义理论认为，学生不是空着脑袋进入教室的.因为个体从出生就开始了探索环境、顺应环境的活动，在这种活动中，对事物形成了丰富的经验，并建构了个体特定的认知图式.即使有些问题他们从没有触及过，还没有现成的可以借鉴的经验，但是一旦新问题出现在他们面前时，个体往往可以基于过去的经验，依据他们的认知能力，对新问题给以解释或提出假设，建构起新的认知图式.建构主义者把个体在没有接受正式的科学概念教育之前，通过长期的经验积累与辨别式学习而形成的对事物的非本质的认识叫前概念.事实证明，前概念一旦形成，对学习者将会有根深蒂固的影响.其中的一些前概念是非科学的，如果不能有效地打破原有的认知结构，就无法有效地组建科学的物理概念，学生就会处于一种长期的模糊状态.因此，了解学生的前概念情况，并设法改造和重组学生的认知结构就成了教师进行有效教学的必然要求.下面，我结合自己的实践，谈谈教师了解和转化学生前概念的具体策略.
1 前概念对物理学习的影响
1.1 消极影响
苏霍姆林斯基指出：“在学生的意识中，不明确的、模糊的、肤浅的表象越少，压在他肩上的负担就越轻，他的思想对于学习新知识的准备就越充分，他在课堂上的脑力劳动的效果就越好.”可见前概念对科学概念的学习很多起消极影响.所以，对物理现象的片面或错误理解而产生的前概念，将会成为学生学习物理的障碍，这些错误的前概念如果得不到及时纠正，学生就会觉得物理很难学.例如，学生的生活经验告诉他们，力是使物体运动的原因，物体运动一定是受到力的作用，所以他们会认为在空中运动的足球仍然受到脚的踢力.平时照镜子的经验告诉他们，当他远离镜子时，自已的像看起来变小了，所以学习平面镜成像特点时他们对像与物大小相等的结论深感怀疑.生活中他们认为铁比木块重，铁放入水中会下沉而木块放入水中会漂浮，所以认为重的物体受到的浮力小而轻的物体受到的浮力大.这些片面的甚至错误的前概念已经对科学概念的学习制造了许多障碍，要让学生牢固掌握科学的物理概念，就必须打破这些不正确的认知图像.
1.2 积极影响
教学实践也证明，学生头脑中的不少前概念有助于科学概念的建构与掌握，对教师和学生来说都是一种资源. 我们应把这种“资源”作为让学生理解新知识的“生长点”，引导学生从原有的前概念中生长出新的科学概念.例如“铁比木头重”是密度的前概念；“冬天，室外的铁块比木块的温度低”是热的良导体的前概念；“平面镜成的像看起来随距离的变大而变小”是视角的前概念.教师应抓住这一契机，帮助学生建构正确的物理概念.还有一些前概念本身已经很接近科学概念，只要稍作深化就能整理出科学概念.例如，学生通过推箱子的经验可以得出影响摩擦力大小的因素，通过坐车看见树木往后退得出运动的相对性原理.
2 物理前概念的成因及常见前概念举例
建构主义理论认为，个体的学习过程，是个体自己主动建构知识的过程.在这过程中，个体通过已有的认知结构对输入的新信息主动地进行选择、加工和编码，从而建构自己对新信息的理解.由于个体经验背景的差异，在特定的学习情境下，个体只能理解到事物的某些方面，没有全面、标准的理解.中学物理学习中，学生形成前概念的途径很多，常见的有以下几种.
2.1 日常生活经验
学生在日常生活中，已从大量的物理现象中获得了不少物理方面的感性知识，积累了许多生活经验，但这些凭直观感觉学习到的东西不一定都是正确的.例如，用力推桌子，桌子就运动，停止用力桌子马上停止运动，所以学生认为物体要运动就一定要受力，认为踢出去的足球能继续在草地上运动是因为足球一直受到脚的踢力；认为推物体不动是因为推力小于摩擦力；推物体时摩擦力阻碍前进，所以认为摩擦力总是与物体运动方向相反等等.
2.2 其他学科知识的负迁移
数学知识是学习和研究物理学的重要工具，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.但物理学不同于数学，物理学更重要的是物理事实、物理本质和物理关系.学生由于从小就接受数学教育，在思考物理问题时常常有“数学惯性”，用数学思维来理解物理概念.比如对公式R=U/I的理解，学生用数学思维，就认为电阻与电压成正比，与电流成反比，却忽视了电阻是导体的一种物理属性，与电压和电流没有成正比和反比的关系.类似的理解还有密度，速度，比热容，热值等.
2.3 进行不恰当类比
类比是推理的一种重要方式，是人们认识新事物或做出新发现的重要思维形式.但类比的结果是否正确，还需要经过实践检验.学生在学习一些物理概念时，运用类比思维可得到很大帮助，但有时用其它概念来类比推理一些物理概念时，会导致错误的结论.例如把电流比作水流，把电荷的移动比作水的流动，以为电荷像水一样在电路中不停地快速移动.
2.4 对词语的曲解
实践告诉我们，学生常用在生活中形成的对语词的理解来学习物理概念，并由此产生对物理概念的曲解.例如凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用.学生从字面上理解会聚就是折射光线相交，发散就是折射光线不能相交；看到烧开水时壶嘴冒“白气”，学生就认为那是水蒸气；物理学里的重力，学生容易理解为体检时测量出来的“体重”.
3 物理前概念的转化策略
有人就前概念的影响作了个比喻.把人的大脑比喻成一个瓶子，把前概念比喻成装在瓶子里的水，把科学概念比喻成可乐，瓶子里几乎装满了水，如果直接把可乐倒入瓶子，大部分可乐都会溢出，只有很少的灌了进去，但瓶子里的水已呈浅棕色，再尝一口，味道还是与水差不多，但可乐的颜色给原来的水伪装上了一种色彩.这就好像一个装满了前概念的大脑，如果不把它打破，强行给他灌输科学概念，到时候学生除了记住几个物理专业术语之外，并没有掌握物理知识的真谛.因此，物理教学中教师一定要帮助学生打破前概念的束缚，重新组建科学概念.