利用物理实验纠正初中物理错误前概念

摘 要：错误的物理概念对学生学习物理知识有负迁移功能。有的错误物理前概念利用讲授方式纠正学生的前概念效果不明显，利用物理实验，过程直观，学生身心参与探究，可以更加有效地纠正学生的错误前概念。

关键词：错误前概念；物理实验；纠正

学生在学习物理知识之前，头脑里并不是如白纸一样空白，他们从小到大，通过生活的各种现象及亲身实践，或多或少对客观世界有自己想法，形成经验型概念，养成独有思维方式，并用这些来理解、解释生活中的自然现象和碰到的问题，这些生活中衍生的经验型概念及思维方式就是物理前概念。这些前概念，有些与正确的科学概念和思维方式不冲突，但有的却截然不同。学生头脑中有的物理前概念由于先入为主且根深蒂故，当和正确的物理科学概念和思维相违背时，很多时候仅凭教师讲授，灌输科学结论，要他们纠正并顺应接受新知识十分困难。本人经过多年的调查研究和教学实践，发现借助实验这一手段能有效纠正错误物理前概念。下面就运用物理实验纠正错误前概念的意义，利用实验纠正初中常见的错误前概念范围选取，如何运用实验有效纠正错误三方面进行论述。

1 利用物理实验纠正错误前概念的意义

“义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程。此阶段的物理课程应注意让学生经历科学探究过程，学习科学知识和科学探究方法，提高分析问题及解决问题的能力[1 ]。”物理实验教学是物理教学的重要组成部分，是培养学生的创新能力，提高科学素养、提高实践能力的重要方式。物理实验因有“过程”特点，所以在不同的教学情境，可充分激发学生兴趣，尤其是探究实验，它不仅关注学生是否得出正确的物理结论和物理规律，更关注学生自身在实验过程中学到的思维方法、分析解决问题的能力、实事求是的科学素养，让学生终身受益。在实验过程中，学生需要精心预设，细心地观察，体验感触，深入思考，只有这样，才能发现自己原有认知的不足，并自觉地改变原有认知，将科学概念纳入到自己的认知结构，深刻理解科学物理概念规律，为今后的物理学习奠定基础、提供动力。有人说：物理概念及规律是物理思维的基本单位和物理学科的基本要素，是整个物理知识体系的基石和精髓，建构科学的物理概念对物理学习非常重要[2 ]。若错误的前概念没能及时纠正，则会成为物理学习障碍，学生会觉得物理难学而逐渐丧失学习物理兴趣，因此利用物理实验纠正错误前概念有着十分重要的意义。

2 利用实验纠正错误前概念范围的选取

因不同学生经历不同，对已有知识理解差异性，因此形成的前概念也呈多样化。有的前概念通过教师讲授、分析及习题练习学生能很快转变，但有的因顽固、且反复性强，需学生亲身经历实验过程，深入分析归纳，最终转变前概念，建立科学物理概念。下面是根据本人在任教初中物理阶段，需利用实验纠正的常见初中物理错误前概念。

2.1 力学

①力有延时性、传递性

②作用力与反作用力大小不等

③力是物体维持运动的原因

④速度越大，惯性也一定越大

⑤推不动物体一定是阻力大于推力

⑥用吸管喝饮料是人的吸力作用

⑦流速大的地方压强大

⑧下沉的物体不受浮力

⑨浮力与物体重力、形状有关

⑩重的物体一定比轻的物体下落得快

2.2 光学

①人的眼睛能发光看见东西

②光不是沿直线传播，是成面散开的

③平面镜成像时，物距越远，成像越小

④凸透镜遮住一部分，就不会成像

2.3 电学、磁学

①离电源正极越近的用电器先工作

②电流流经每个用电器时，电流要损耗，会不断减小

③电流就象流水一样，流到断开的地方处会停下来

④同材质的灯泡，功率大的灯泡一定比功率小的灯泡亮

⑤磁体能吸引铁，但铁不能吸引磁体

2.4 热学

①“白气”是气态

②固体熔化一定是先变软，最后变成液态

③物体吸收热量，温度一定会升高

3 运用物理实验纠正错误前概念的具体策略

认知心理学认为，思维定势因前提效应引起的总印象会对后面的问题解决起迁移作用。错误的前概念如果得不到有效及时改正，会造成对知识点的负迁移，干扰对物理科学知识的同化和顺应，片面理解甚至歪曲新知识，形成错误的思维，达不到认知结构的平衡，造成学习物理困难，影响学习热情，有消极作用。如何运用物理实验抑制错误前概念消极作用，构建科学物理概念呢？

3.1 转抽象变直观

研究表明，大部分通过语言形成的科学概念表象不及由直接经验所形成的表象识记深入。初中生抽象逻辑思维虽逐渐加强，但仍需感性经验直接支持，属经验型思维，在纠正过程中，应尽可能通过图象，实验等增强视听效果，以形成持久、正确，生动有活力的表象，同时加强对物理概念规律的解读使用，达到表象的连贯，深刻理解内在的物理意义。相对于教师在课堂上运用讲授等教学方式纠正学生错误前概念，运用实验更具有直观性。俗话说，“眼见为实，耳听为虚”。对初中生而言，亲眼所见的事实要比任何想象的情境更具说服力，更易加深对科学概念的理解。例如：物理学中“物体间力的作用是相互的”，作用力与反作用力具有同时、等大等特点。学生会质疑，因为现实生活中，力气大的人打架更厉害，相互作用力不可能是等大的。力是无形、抽象的，教师可让学生用一对等同的弹簧测力计对拉，比较两测力计示数大小来直观展示，当然也可提高精确度，摒弃因仪器精确度不够及视觉因素导致误差比较大，造成学生将信将疑的结果，用力学传感器，让同学如图1将两物体对拉，就会出现如图2图象，即表明作用力与反作用力大小时时刻刻相等，同时产生，同时消失等，现象直观明了。又如在学生头脑中，“铁钉是不能吸引磁铁的”，只有磁铁会吸引铁钉。磁铁因磁性所以具有主动能力，而铁钉却没有这种功能，可以用直观演示，将一条形磁体用细绳挂起，当磁体静止时，用一较小的铁钉靠近，会发现竖直的细绳发生偏转。

3.2 创造冲突情景

教师在创设冲突情境过程中，应事先了解学生头脑中的前概念并仔细分析，并根据其前概念而设置问题及可能出现的答案，让新知识与学生的前概念相冲突，从而暴露出学生的错误，促使学生正确看待自己原有的认知，反思与科学物理知识不同的地方，找出矛盾关键所在，形成认知结构的不平衡，将不能同化的认知图式进行知识结构顺应，用科学的物理概念取代原来错误的物理前概念。如学生普遍认为60W的白灯泡一定比100W的暗，老师可以将60W的与100W的串联在电路中，让学生比较两灯的亮暗。当学习大气压强时，可问学生：在一装有矿泉水的瓶底开一小洞，水会不会流出来？大部分学生会认为水一定会留出来，即使不留出来也是因为洞太小，教师只要做对比实验，将正在流水的瓶的瓶盖拧紧，水马上停止流出，显然是大气压起了作用。在学习流体压强与流速关系时，在两张纸中间吹气，没吹之前学生会认为两张纸会分开，随堂实验中一实践，结果相反。

3.3 进行合作实验探究

学生在合作探究过程中，与物理现象身心接触，可突破个人感知系统的局限。小组成员相互听取意见和建议，在清晰、开放的信息中，在竞争激烈又不乏热情、有氛围下，通过归纳、演绎、类比、分析、综合、抽象等方法选择、 形成相关的感性经验，建立稳定的印象，纠正错误前概念，形成新的科学概念。例如：在探究平面镜成像特点时，大多学生猜想物体在镜中像的大小与物体到镜面的距离有关，得出这个结论原因是生活中照镜子，人与镜子越远，人的像越小。在实验合作探究过程中，相互之间讨论设计，要验证猜想，需要什么器材，为什么要这个器材，怎么将镜中的象实实在在的体现出来，而不是看得到摸不着。实验器材中选取两个相同的蜡烛，操作时，将玻璃板垂直放在白纸上，在玻璃板的其中一侧立一支点燃的蜡烛，透过玻璃板观察另一侧所成的像，并选取另一支相同的蜡烛在进行比对，观察像与物体大小的关系，并确定像的位置（如图3所示），取不同的物距，做多次实验，发现虽然物距不同，但每次蜡烛所成的像大小都恰好与蜡烛大小重合，从而得出物体在平面镜中所成像的大小与物距远近是无关的，像与物体总是等大。生活中看到的像大小因距离发生改变是视觉范围不同造成的误差，同时分析数据得出像到平面镜的距离与物到平面镜的距离总是相等，这也纠正了天上的月亮在湖中的倒影到水面最多只有湖底深那么远的错误观点。 由此可见，合作探究实验是纠正学生错误前概念的有效天然手段。

错误前概念属于“物质”类别范畴，正确的科学概念是“过程”类别范畴，物理实验能很好地切合这一差异性，将物理现象所表达的物理内在含义具体展现出来，有效纠正错误物理前概念，构建科学物理概念。

参考文献：

[1]中华人民教育部.义务教育物理新课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版，2011.

[2]赖小琴.物理前概念及纠正错误前概念的策略[J]. 广西师范学院报（自然科学版），2002（9）：89.

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