高中物理“加速度”概念教学中的错误前概念及其应对策略

来源:用户上传      作者: 陈晓乐

　　摘要:认知心理学家认为,新材料的获得往往是建立在原有的认知结构上的,因此,在引入新概念时应该特别关注学生已有的“前概念”,本文以“加速度的概念”为主题,设计了一份调查问卷,分析了中学生对“加速度”产生错误前概念的来源,提出了应采取的对策。跟踪迹调查表明,对“加速度”内容的教学取得了较好的教学效果。
　　关键词:加速度 前概念 策略
　　
　　一、 不容忽视的“前概念”
　　
　　当代著名认知心理学家代表人物之一奥苏•贝尔提出了意义接受学习说,其中他特别强调了已有知识经验的作用。认知学派认为学习就是认知结构即原有的知识经验对其组合的组织和重新组织。学习者常在原有有关概念理解的基础上用概念同化的方式获得新概念。奥苏•贝尔的理论提醒教育工作者关注学生的已有想法,并用以理解日常生活遇到的各种现象。这些想法有时和科学的概念并无冲突,但许多时候却是不相容的。国外研究者们称之为“前概念”或“相异构想”。比如说,学生把“物体的质量为1千克”理解为“物体重量1千克”;又比如,学生认为“用手举物体一段时间,手对物体的作用虽然没有位移,但人对物体做了功”(希腊哲学家亚里士多德认为:力是维持物体运动所不可缺少的,没有力作用,物体就会停下来。这个认识一直延续了2000多年);再比如说,学生从原来的生活经验中得出“手握酒瓶,握得越紧用力越大,那么手对瓶子的摩擦力越大”(这样酒瓶不容易落在地上砸碎,而且很多长辈就是这样教导孩子的)。这些都是错误的前概念。对于不足以和学生认知结构冲突的新概念,授入的主要任务就是引导学生规范、正确地建立起新概念。而对于已经在学生认知结构中先入为主而且根深蒂固的错误前概念或者说相异构想,他们和新概念冲突、矛盾,因而这种情况下引入的新的物理概念必然会受到前概念极大的障碍和阻挠。授入新概念的主要任务则变为首先是消除障碍,纠正学生认知结构中的错误前概念,然后才是转向对新概念的重建。
　　学生头脑中这些不同于科学概念的错误前概念如果得不到及时纠正,则会影响新材料的同化和顺应,甚至歪曲新材料的意义。再者,即使是重新建立起的科学概念,由于时间的推移、新的刺激的痕迹逐渐淡化和社会生活中错误概念的反复冲击和诱导,学生中原有的错误概念又会死灰复燃,潜移默化地占据正确概念的位置,这就是错误前概念的特征之一:顽固性。
　　
　　二、 对加速度前概念的调查分析
　　
　　今年教高一,要给学生讲“加速度”有关的章节内容。之前的教学觉察到,学生在学习“加速度”的时候,遇到一些困难,一部分原因是,学生在已有的“速度”概念和“加”概念的基础上,以字面的形式理解了“加速度”,认为加速度就是“加”“速度“。因此,我感到有必要对学生关于加速度概念的掌握情况进行调查,然后在调查的基础上纠正错误概念,引入正确。考虑到加速度的特点,因此,我设计了如下的问卷。
　　
　　 关于加速度概念的调查问卷
　　1、 在此之前,你听到过速度这概念吗?
　　A 有B 没有
　　2、在此之前你听到过“加速度”这个概念吗?
　　A 有B 没有 C不清楚
　　3、在此之前,你是否是以“加”“速度”来理解“加速度”这个概念的?如果不是,你又是如何理解?
　　4、通过学习,你认为正确理解“加速度”的关键在什么?
　　问卷调查情况和分析结果:
　　问卷总共发放102份(高一(6)班,高一(7)班),收回有效问卷98份,调查结果如下:
　　第一题:选A98人,选B0人
　　第二题:选A27人,选B52人,选C19人
　　第三题:绝大多数同学认为加速度就是“加”“速度”,也有极少数学生知道“加速度”是个物理量,但是概念模糊。
　　第四题:几乎所有的同学都明确了加速度是个矢量,它是有方向的,是加速还是减速取决于加速度的方向与初速度方向之间的关系。
　　
　　三、 应采取的相应措施和对策
　　
　　根据问卷调查情况和分析结果,可以看出部分学生在学习加速度概念之前,已从生活中接受了“加”、“速度”的概念,大部分学生都有错误理解加速度概念的趋势,这些前概念和科学概念冲突,因此,加速度概念引入存在很大的障碍。这一障碍,源于学生自然地、自主地、错误地将加速度看作是加和速度的组合,认为有加速度,就一定是速度越来越大。因此,要上好这节课,得首先把重点放在纠正学生原有的错误前概念上,强调“加”与“加速度”并没有必然联系。由于对学生的前概念情况预测准确,这节课很好地突破了难点,让学生明白了,加速度做为一个物理量,是一个矢量,不仅有大小,而且有方向;当加速度和初速度方向相同时,物体做加速运动,当加速度和初速度方向相反时,物体做减速运动。根据跟踪调查,学生的掌握情况相当好。

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