破繭與重塑：中學(xué)物理前概念轉(zhuǎn)化的多維探究一、引言1.1研究背景物理學(xué)作為一門基礎(chǔ)科學(xué)，在中學(xué)教育中占據(jù)著舉足輕重的地位。它不僅為學(xué)生提供了理解自然界運(yùn)作的基本原理，還為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，當(dāng)前中學(xué)物理教學(xué)面臨著一系列的挑戰(zhàn)和問題。從教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)置來看，中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容雖基于國家課程標(biāo)準(zhǔn)，但存在教材內(nèi)容陳舊、更新緩慢的問題，未能及時(shí)反映物理學(xué)最新的研究成果和應(yīng)用進(jìn)展。課程設(shè)置也較為僵化，難以滿足學(xué)生個(gè)性化和多樣化的學(xué)習(xí)需求。在教學(xué)方法與手段方面，傳統(tǒng)的講授法依舊是中學(xué)物理教學(xué)的主要方式，這種方式雖有助于系統(tǒng)知識的傳授，但卻忽視了學(xué)生的主體地位和探究式學(xué)習(xí)的重要性。并且，信息技術(shù)在物理教學(xué)中的應(yīng)用不夠充分，在一定程度上影響了教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐活動也存在問題，盡管實(shí)驗(yàn)教學(xué)在中學(xué)物理教學(xué)中至關(guān)重要，但由于資源限制和傳統(tǒng)教學(xué)觀念的束縛，實(shí)驗(yàn)教學(xué)常常流于形式，學(xué)生缺乏實(shí)際操作和探究的機(jī)會。而在評價(jià)體系與反饋機(jī)制上，目前中學(xué)物理教學(xué)的評價(jià)體系主要以考試成績?yōu)橹?，缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)過程和綜合能力的全面評價(jià)，評價(jià)結(jié)果的反饋機(jī)制也不夠完善，難以有效指導(dǎo)教學(xué)改進(jìn)和學(xué)生學(xué)習(xí)。在這樣的教學(xué)現(xiàn)狀下，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)往往面臨諸多困難。其中，前概念的存在是一個(gè)不可忽視的重要因素。前概念是指學(xué)生在接受正式的科學(xué)概念教育之前，通過日常生活中的觀察、體驗(yàn)與思考，對各種物理現(xiàn)象和物理過程形成的自己的理解和認(rèn)識。這些前概念有的與科學(xué)概念相符，能夠?yàn)閷W(xué)生的物理學(xué)習(xí)提供助力；而有的則與科學(xué)概念相?；虼嬖谄睿瑫W(xué)生正確理解和掌握物理知識造成阻礙。例如，在學(xué)習(xí)力學(xué)時(shí)，學(xué)生可能會根據(jù)日常生活中“車不拉不走”的經(jīng)驗(yàn)，形成“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一錯(cuò)誤的前概念，而這與牛頓第一定律所闡述的科學(xué)概念是相沖突的。又比如在學(xué)習(xí)浮力時(shí)，學(xué)生看到鐵塊在水中下沉，可能就會形成“所有物體在液體中都會下沉”的前概念，這顯然與阿基米德原理不符。這些錯(cuò)誤的前概念一旦形成，往往根深蒂固，難以糾正，會嚴(yán)重干擾學(xué)生對科學(xué)物理概念的構(gòu)建，導(dǎo)致學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中出現(xiàn)理解困難、錯(cuò)誤頻出等問題，進(jìn)而影響物理教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，深入研究中學(xué)物理前概念及其轉(zhuǎn)化策略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。它有助于教師更好地了解學(xué)生的認(rèn)知水平和思維方式，把握學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的困難和障礙，從而有針對性地調(diào)整教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)的有效性。通過幫助學(xué)生正確轉(zhuǎn)化前概念，能夠使學(xué)生更順利地構(gòu)建科學(xué)的物理知識體系，提升他們的物理學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)他們對物理學(xué)科的興趣和探索欲望，為他們未來在科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。1.2研究目的與意義本研究旨在深入剖析中學(xué)物理前概念，揭示其特點(diǎn)、形成機(jī)制、對物理學(xué)習(xí)的影響，并探索有效的轉(zhuǎn)化策略，為中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐提供有力的理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。具體目的如下：揭示中學(xué)物理前概念的特點(diǎn)與形成機(jī)制：全面調(diào)查和分析中學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中存在的前概念，探究其特點(diǎn)，包括前概念的表現(xiàn)形式、普遍性、穩(wěn)定性等。深入研究前概念的形成機(jī)制，分析影響前概念形成的因素，如日常生活經(jīng)驗(yàn)、直覺思維、先前知識的影響等，從而為后續(xù)的研究和教學(xué)實(shí)踐提供基礎(chǔ)。探究中學(xué)物理前概念對學(xué)習(xí)的影響：系統(tǒng)研究前概念對中學(xué)物理學(xué)習(xí)的影響，不僅關(guān)注錯(cuò)誤前概念對學(xué)生理解和掌握科學(xué)物理概念的阻礙作用，也探討正確或部分正確的前概念對物理學(xué)習(xí)的積極促進(jìn)作用。通過實(shí)證研究，分析前概念在學(xué)生物理知識構(gòu)建、問題解決、思維發(fā)展等方面產(chǎn)生的具體影響，為教學(xué)策略的制定提供依據(jù)。探索中學(xué)物理前概念的有效轉(zhuǎn)化策略：基于對前概念特點(diǎn)和影響的研究，結(jié)合教育心理學(xué)理論和教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探索能夠有效促進(jìn)中學(xué)物理前概念向科學(xué)概念轉(zhuǎn)化的教學(xué)策略。這些策略包括但不限于創(chuàng)設(shè)問題情境、開展實(shí)驗(yàn)探究、運(yùn)用類比和模型等方法，旨在幫助學(xué)生打破錯(cuò)誤前概念的束縛，構(gòu)建科學(xué)的物理知識體系。為中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐提供指導(dǎo)：將研究成果應(yīng)用于中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐，通過教學(xué)案例分析和教學(xué)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證轉(zhuǎn)化策略的有效性和可行性。為物理教師提供具體的教學(xué)建議和操作指南，幫助教師更好地了解學(xué)生的前概念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)和科學(xué)素養(yǎng)的提升。中學(xué)物理前概念及其轉(zhuǎn)化研究具有重要的理論與實(shí)踐意義，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：理論意義：豐富和完善物理教育領(lǐng)域的前概念研究。目前關(guān)于中學(xué)物理前概念的研究雖然取得了一定成果，但仍存在諸多不足，如對前概念形成機(jī)制的研究不夠深入，對轉(zhuǎn)化策略的有效性缺乏系統(tǒng)驗(yàn)證等。本研究通過深入調(diào)查和分析，有望揭示中學(xué)物理前概念的本質(zhì)特征和形成規(guī)律，為物理教育理論的發(fā)展提供新的視角和實(shí)證依據(jù)，進(jìn)一步豐富認(rèn)知心理學(xué)和教育心理學(xué)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用研究。實(shí)踐意義：有利于提高中學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量。了解學(xué)生的前概念并采取有效的轉(zhuǎn)化策略，能夠使教師的教學(xué)更具針對性，更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)困難，提高學(xué)習(xí)效果。有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。在轉(zhuǎn)化前概念的過程中，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究、邏輯推理等方式，對自己原有的觀念進(jìn)行反思和修正，能夠促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，培養(yǎng)他們的探究精神和創(chuàng)新能力。有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。當(dāng)學(xué)生能夠正確理解和掌握物理知識，解決實(shí)際問題時(shí)，會增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)自信心和成就感，從而激發(fā)他們對物理學(xué)科的興趣和熱愛，為他們未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。1.3研究方法本研究將綜合運(yùn)用多種研究方法，以確保研究的科學(xué)性、全面性和深入性，具體研究方法如下：文獻(xiàn)研究法：通過廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、研究報(bào)告、教育著作等，全面梳理中學(xué)物理前概念的研究現(xiàn)狀、理論基礎(chǔ)和相關(guān)研究成果。分析已有研究在中學(xué)物理前概念的特點(diǎn)、形成機(jī)制、影響因素以及轉(zhuǎn)化策略等方面的研究進(jìn)展和不足，為本研究提供堅(jiān)實(shí)的理論支撐和研究思路，明確研究的切入點(diǎn)和方向，避免重復(fù)性研究，確保研究的創(chuàng)新性和前沿性。調(diào)查研究法：設(shè)計(jì)科學(xué)合理的調(diào)查問卷和訪談提綱，選取不同地區(qū)、不同層次學(xué)校的中學(xué)生作為調(diào)查對象，了解他們在物理學(xué)習(xí)中存在的前概念。通過問卷調(diào)查，收集學(xué)生對物理概念的理解、認(rèn)識和相關(guān)觀點(diǎn)，進(jìn)行量化分析，以了解前概念的普遍性和分布情況。運(yùn)用訪談法，與學(xué)生進(jìn)行深入交流，進(jìn)一步挖掘他們形成前概念的原因、思維過程和影響因素，獲取更豐富、深入的質(zhì)性資料。通過對調(diào)查數(shù)據(jù)的分析，全面掌握中學(xué)物理前概念的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，為后續(xù)研究提供實(shí)證依據(jù)。案例分析法：選取中學(xué)物理教學(xué)中的典型案例，包括課堂教學(xué)案例、學(xué)生學(xué)習(xí)案例等，對這些案例進(jìn)行詳細(xì)分析。觀察教師在教學(xué)過程中對學(xué)生前概念的處理方式，以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中前概念的表現(xiàn)和對學(xué)習(xí)的影響。分析成功轉(zhuǎn)化前概念的案例，總結(jié)有效的教學(xué)策略和方法；剖析前概念轉(zhuǎn)化失敗的案例，找出存在的問題和原因。通過案例分析，探索中學(xué)物理前概念轉(zhuǎn)化的實(shí)際操作模式和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為教學(xué)實(shí)踐提供具體的參考和借鑒。二、中學(xué)物理前概念概述2.1前概念的定義與內(nèi)涵前概念，也被稱為前科學(xué)概念，是指學(xué)生在接受正式的科學(xué)教育之前，通過日常生活中的觀察、體驗(yàn)、思考以及與周圍環(huán)境的交互，對各種物理現(xiàn)象和物理過程所形成的自己獨(dú)特的理解和認(rèn)識。這些理解和認(rèn)識往往是基于他們有限的生活經(jīng)驗(yàn)、直覺感受以及尚未經(jīng)過系統(tǒng)科學(xué)訓(xùn)練的思維方式，因此可能與科學(xué)的物理概念存在一致、部分一致或完全相悖的情況。前概念與科學(xué)概念有著緊密的聯(lián)系，同時(shí)也存在顯著的區(qū)別。從聯(lián)系方面來看，前概念是科學(xué)概念形成的基礎(chǔ)和前提。學(xué)生在日常生活中積累的大量關(guān)于物理現(xiàn)象的感性認(rèn)識，為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)概念提供了豐富的素材和認(rèn)知起點(diǎn)。例如，學(xué)生在日常生活中觀察到物體下落的現(xiàn)象，從而形成了關(guān)于物體下落的前概念，這為他們后續(xù)學(xué)習(xí)重力、自由落體等科學(xué)概念奠定了一定的基礎(chǔ)。科學(xué)概念的學(xué)習(xí)也可以幫助學(xué)生修正和完善前概念，使其逐漸向科學(xué)的認(rèn)知方式轉(zhuǎn)變。然而，前概念與科學(xué)概念之間的區(qū)別也不容忽視?？茖W(xué)概念是經(jīng)過科學(xué)家長期的觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、歸納等科學(xué)研究方法，對物理現(xiàn)象和物理過程的本質(zhì)屬性進(jìn)行抽象和概括而形成的，具有嚴(yán)密的邏輯性、準(zhǔn)確性和普遍性。而前概念往往是學(xué)生基于表面的、局部的生活經(jīng)驗(yàn)，通過簡單的歸納和類比形成的，可能存在片面性、模糊性和主觀性。比如，在學(xué)習(xí)力學(xué)時(shí)，學(xué)生根據(jù)日常拉車的經(jīng)驗(yàn)，可能會認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動的原因，這一與科學(xué)概念相悖的前概念就體現(xiàn)了前概念的主觀性和片面性，而科學(xué)概念中的牛頓第一定律則明確指出，物體在不受外力作用時(shí)，會保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，這清晰地展現(xiàn)了科學(xué)概念的邏輯性和準(zhǔn)確性。2.2前概念的特點(diǎn)2.2.1廣泛性中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理課程之前，已經(jīng)積累了豐富的生活經(jīng)驗(yàn)，這使得他們在多個(gè)物理領(lǐng)域都形成了前概念。在力學(xué)方面，學(xué)生基于日常觀察，像推動箱子需要用力，箱子才會移動，從而形成“力是維持物體運(yùn)動的原因”的前概念，這與牛頓第一定律中關(guān)于物體運(yùn)動與力的關(guān)系的科學(xué)概念相違背。在學(xué)習(xí)摩擦力時(shí)，學(xué)生可能會覺得表面越光滑，摩擦力就一定越小，然而卻忽略了摩擦力還與物體間的壓力等因素有關(guān)。在熱學(xué)領(lǐng)域，學(xué)生在日常生活中接觸到燒開水時(shí)冒“白氣”的現(xiàn)象，可能會直觀地認(rèn)為“白氣”就是水蒸氣。但實(shí)際上，水蒸氣是氣態(tài)的水，是無色無味、肉眼看不見的，而我們看到的“白氣”是水蒸氣遇冷液化形成的小水滴。在學(xué)習(xí)物態(tài)變化時(shí)，部分學(xué)生還可能認(rèn)為只要給物體加熱，它就一定會熔化，卻沒有考慮到晶體有固定的熔點(diǎn)，且熔化過程需要滿足達(dá)到熔點(diǎn)并繼續(xù)吸熱的條件。在光學(xué)方面，學(xué)生通過觀察水中的筷子看起來是彎折的，會產(chǎn)生光在任何情況下都會發(fā)生彎折的前概念，但他們并不了解光的折射是有條件的，只有光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)才會發(fā)生明顯折射現(xiàn)象。還有學(xué)生認(rèn)為影子的形成僅僅是因?yàn)槲矬w擋住了光，卻不清楚影子的大小、形狀還與光源的位置、物體的形狀以及物體與光源的距離等因素有關(guān)。2.2.2自發(fā)性學(xué)生的前概念是在日常生活中，基于對各種物理現(xiàn)象的觀察、體驗(yàn)和思考，自發(fā)形成的。他們在沒有接受系統(tǒng)物理教育之前，就憑借自己的直覺和有限的經(jīng)驗(yàn)，對物理世界進(jìn)行認(rèn)知和理解。例如，當(dāng)看到汽車行駛時(shí)，他們會根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為汽車是因?yàn)榘l(fā)動機(jī)提供了力才能夠運(yùn)動，從而自發(fā)地形成“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一與科學(xué)概念不符的前概念。這一過程是學(xué)生基于自身的觀察和簡單的邏輯推理，沒有經(jīng)過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和理論推導(dǎo)。又如，學(xué)生在生活中看到用手推桌子，桌子就會移動，手離開桌子，桌子就停止運(yùn)動，于是自發(fā)地得出物體的運(yùn)動需要力來維持的結(jié)論。他們并沒有從牛頓第一定律所闡述的物體具有慣性以及力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因等科學(xué)角度去深入思考。這種自發(fā)性使得前概念往往帶有主觀性和片面性，學(xué)生只是根據(jù)表面現(xiàn)象進(jìn)行判斷，而沒有深入探究物理現(xiàn)象背后的本質(zhì)規(guī)律。2.2.3頑固性前概念一旦形成，就具有很強(qiáng)的頑固性，難以輕易改變。這是因?yàn)榍案拍钔ǔＪ菍W(xué)生在長期的生活經(jīng)驗(yàn)中逐漸積累形成的，已經(jīng)在他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中根深蒂固。例如，在學(xué)習(xí)牛頓第一定律之前，學(xué)生普遍存在“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一錯(cuò)誤前概念。即使在課堂上學(xué)習(xí)了牛頓第一定律，知道物體在不受外力作用時(shí)會保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，但在實(shí)際問題的理解和應(yīng)用中，仍然會不自覺地受到原有前概念的影響。有研究表明，在學(xué)習(xí)牛頓第一定律后，讓學(xué)生解釋汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后為什么還能繼續(xù)向前行駛一段距離，仍有相當(dāng)比例的學(xué)生回答是因?yàn)槠囀艿搅讼蚯暗牧Γ@充分體現(xiàn)了前概念的頑固性。又如，在學(xué)習(xí)浮力時(shí)，學(xué)生看到鐵塊在水中下沉，就形成了“重的物體在水中一定會下沉”的前概念。當(dāng)學(xué)習(xí)到阿基米德原理后，雖然知道物體在液體中的浮沉取決于物體所受浮力與重力的大小關(guān)系，但在遇到一些實(shí)際問題時(shí)，如判斷一艘萬噸巨輪為什么能漂浮在海面上，部分學(xué)生還是會受到原有前概念的干擾，難以正確理解和運(yùn)用科學(xué)概念進(jìn)行解釋。這說明前概念在學(xué)生的思維中已經(jīng)形成了一種固定的模式，要改變這種模式需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和思考。2.2.4隱蔽性前概念平時(shí)往往隱藏在學(xué)生的認(rèn)知深處，不易被察覺。學(xué)生在日常生活中運(yùn)用這些前概念來解釋一些物理現(xiàn)象時(shí)，可能并沒有意識到自己的理解與科學(xué)概念存在差異。只有在學(xué)習(xí)物理知識或解決物理問題時(shí)，當(dāng)需要運(yùn)用科學(xué)概念進(jìn)行分析和推理時(shí)，前概念才會顯現(xiàn)出來，與科學(xué)概念產(chǎn)生沖突。例如，在學(xué)習(xí)光的折射知識之前，學(xué)生在看到插入水中的筷子彎折這一現(xiàn)象時(shí)，可能只是簡單地接受了這一事實(shí)，并沒有深入思考其背后的原理，也沒有意識到自己對光的傳播規(guī)律存在錯(cuò)誤的前概念。而當(dāng)在課堂上學(xué)習(xí)光的折射知識，需要用科學(xué)概念來解釋這一現(xiàn)象時(shí)，他們頭腦中“光總是沿直線傳播”的前概念就會與光的折射概念產(chǎn)生沖突，從而暴露出來。又如，在學(xué)習(xí)電功率概念之前，學(xué)生可能會根據(jù)日常生活中燈泡亮暗的直觀感受，認(rèn)為燈泡越亮，其功率就一定越大。但在學(xué)習(xí)了電功率的定義和計(jì)算公式后，當(dāng)遇到需要計(jì)算不同規(guī)格燈泡的實(shí)際功率并比較亮暗的問題時(shí)，他們才會發(fā)現(xiàn)自己原有的前概念存在片面性，僅僅根據(jù)燈泡亮暗來判斷功率大小是不準(zhǔn)確的，還需要考慮燈泡的額定功率、實(shí)際電壓等因素。這種隱蔽性使得教師在教學(xué)過程中難以提前了解學(xué)生的前概念，增加了教學(xué)的難度和針對性。2.3前概念的形成來源2.3.1日常生活經(jīng)驗(yàn)學(xué)生在日常生活中，通過對各種物理現(xiàn)象的觀察和體驗(yàn)，逐漸形成了一些關(guān)于物理世界的認(rèn)知，這些認(rèn)知構(gòu)成了他們物理前概念的重要來源。比如在物體下落現(xiàn)象方面，學(xué)生在生活中經(jīng)?？吹教O果、樹葉等物體從高處落下，且蘋果下落速度往往比樹葉快，基于這樣的觀察，他們很容易形成“重的物體下落速度比輕的物體快”這一錯(cuò)誤前概念。然而，根據(jù)科學(xué)的物理知識，在忽略空氣阻力的情況下，所有物體下落的加速度都是相同的，下落速度只與下落時(shí)間和初速度有關(guān)。這種錯(cuò)誤前概念的形成，主要是因?yàn)閷W(xué)生在觀察物體下落時(shí)，沒有考慮到空氣阻力對不同物體下落速度的影響，僅僅根據(jù)表面現(xiàn)象進(jìn)行了簡單的歸納和判斷。在摩擦力方面，學(xué)生在推動桌子時(shí)，會發(fā)現(xiàn)桌子表面越光滑，推動起來就越省力，于是便形成了“摩擦力只與接觸面的光滑程度有關(guān)，接觸面越光滑，摩擦力越小”的前概念。但實(shí)際上，摩擦力的大小不僅與接觸面的粗糙程度有關(guān)，還與物體間的壓力大小有關(guān)。學(xué)生之所以形成這樣的錯(cuò)誤前概念，是因?yàn)樗麄冊谌粘Ｉ钪袑δΣ亮Φ捏w驗(yàn)和觀察比較片面，沒有認(rèn)識到壓力這一關(guān)鍵因素對摩擦力大小的影響。在熱現(xiàn)象方面，學(xué)生在燒開水時(shí)，看到壺嘴冒出“白氣”，就會認(rèn)為“白氣”就是水蒸氣。但從科學(xué)概念來講，水蒸氣是無色無味的氣態(tài)水，肉眼無法看見，我們看到的“白氣”其實(shí)是水蒸氣遇冷液化形成的小水滴。學(xué)生出現(xiàn)這種錯(cuò)誤認(rèn)知，是由于對物質(zhì)的物態(tài)變化缺乏深入了解，僅從表面現(xiàn)象就對“白氣”的本質(zhì)做出了錯(cuò)誤判斷。2.3.2媒體信息與科普知識隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)生獲取信息的渠道日益多元化，媒體信息和科普知識在學(xué)生前概念的形成過程中發(fā)揮著重要作用。科普節(jié)目作為傳播科學(xué)知識的重要載體，以生動有趣的形式向?qū)W生展示各種物理現(xiàn)象和原理。然而，部分科普節(jié)目為了追求趣味性和觀賞性，可能會對物理知識進(jìn)行簡化或夸張?zhí)幚?，?dǎo)致學(xué)生形成不準(zhǔn)確的前概念。比如一些科普節(jié)目在介紹光的傳播時(shí)，為了讓觀眾更直觀地理解，可能會過度強(qiáng)調(diào)光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播這一特性，而忽略了光在某些特殊情況下會發(fā)生折射、反射等現(xiàn)象。這使得學(xué)生在觀看節(jié)目后，容易形成“光在任何情況下都沿直線傳播”的錯(cuò)誤前概念。科普書籍也是學(xué)生獲取物理知識的重要來源。但市面上的科普書籍質(zhì)量參差不齊，有些書籍在內(nèi)容編寫上存在錯(cuò)誤或表述不清的問題。若學(xué)生閱讀了這類書籍，就可能受到誤導(dǎo)，形成錯(cuò)誤的前概念。例如，某些科普書籍在介紹浮力時(shí)，對阿基米德原理的解釋不夠準(zhǔn)確，使得學(xué)生對物體在液體中受到的浮力大小與哪些因素有關(guān)產(chǎn)生誤解，從而形成錯(cuò)誤的前概念。除了科普節(jié)目和書籍，網(wǎng)絡(luò)信息、影視作品等也會對學(xué)生的前概念產(chǎn)生影響。在一些科幻影視作品中，為了增強(qiáng)視覺效果和故事的吸引力，常常會出現(xiàn)違背物理規(guī)律的場景。比如在太空中，人物可以直接聽到對方說話，這與科學(xué)事實(shí)相悖，因?yàn)槁曇舻膫鞑バ枰橘|(zhì)，而太空是近乎真空的環(huán)境，聲音無法在其中傳播。學(xué)生在觀看這些影視作品后，可能會在無意識中接受這些錯(cuò)誤信息，進(jìn)而形成與科學(xué)概念不符的前概念。2.3.3先前學(xué)習(xí)知識的遷移在中學(xué)階段，學(xué)生的知識體系逐漸豐富，先前學(xué)習(xí)的知識在物理學(xué)習(xí)中會產(chǎn)生遷移現(xiàn)象，這種遷移既可能對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用，也可能帶來負(fù)面的干擾。數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，與物理有著緊密的聯(lián)系。在學(xué)習(xí)物理的過程中，學(xué)生常常需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識來解決物理問題。然而，若學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解和運(yùn)用不當(dāng)，就會導(dǎo)致知識的負(fù)遷移。例如，在學(xué)習(xí)物理中的密度公式\rho=\frac{m}{V}時(shí)，從數(shù)學(xué)的角度看，當(dāng)m增大，V不變時(shí)，\rho會增大；當(dāng)m不變，V增大時(shí)，\rho會減小。部分學(xué)生可能會因此認(rèn)為“物質(zhì)的密度與質(zhì)量成正比，與體積成反比”。但從物理意義上講，密度是物質(zhì)的一種固有屬性，它只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與物體的質(zhì)量和體積無關(guān)。這種錯(cuò)誤理解就是由于學(xué)生將數(shù)學(xué)上的比例關(guān)系簡單地套用到物理概念中，沒有正確理解物理量的本質(zhì)含義。除了數(shù)學(xué)知識，其他學(xué)科知識也可能對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。在學(xué)習(xí)物理的光學(xué)知識時(shí)，學(xué)生可能會受到語文知識中對“光”的描述的影響。在語文中，我們常常用“光芒萬丈”“光彩奪目”等詞匯來形容光的明亮和耀眼，這可能會讓學(xué)生對光的本質(zhì)和傳播特點(diǎn)產(chǎn)生一些模糊的認(rèn)識。在學(xué)習(xí)光的傳播時(shí)，學(xué)生可能會因?yàn)檫@些文學(xué)化的描述，而難以理解光作為一種電磁波的本質(zhì)屬性，以及光在不同介質(zhì)中的傳播規(guī)律。在學(xué)習(xí)物理中的力和運(yùn)動的關(guān)系時(shí)，學(xué)生在日常生活中積累的一些關(guān)于運(yùn)動的常識性知識，也可能會對他們理解牛頓運(yùn)動定律產(chǎn)生干擾。比如，學(xué)生在生活中看到物體運(yùn)動時(shí)，往往會認(rèn)為物體一定受到了力的作用，而忽略了物體具有慣性這一特性。在學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí)，他們就可能難以接受“物體在不受外力作用時(shí)，會保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)”這一科學(xué)概念。三、中學(xué)物理前概念對學(xué)習(xí)的影響3.1積極影響3.1.1學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與興趣激發(fā)正確的前概念能夠?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)物理新知識提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)密度概念之前，學(xué)生在日常生活中已經(jīng)對物體的“輕重”有了直觀的感受，比如他們知道相同體積的鐵塊比木塊重。這種基于生活經(jīng)驗(yàn)形成的前概念，雖然還比較模糊和感性，但為學(xué)生理解密度這一抽象概念搭建了重要的橋梁。在教學(xué)過程中，教師可以以此為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么相同體積的不同物體質(zhì)量會不同，進(jìn)而引入密度的概念，使學(xué)生更容易理解和接受。在學(xué)習(xí)速度概念時(shí)，學(xué)生在日常生活中經(jīng)常會有比較物體運(yùn)動快慢的經(jīng)驗(yàn)，比如跑步比賽時(shí)，誰先到達(dá)終點(diǎn)誰就跑得更快。這種對運(yùn)動快慢的初步認(rèn)識就是學(xué)生關(guān)于速度的前概念。教師在教學(xué)中可以利用這一前概念，通過具體的例子，如汽車和自行車在相同時(shí)間內(nèi)行駛的路程不同，來引導(dǎo)學(xué)生深入思考如何科學(xué)地描述物體運(yùn)動的快慢，從而引出速度的定義和計(jì)算公式，幫助學(xué)生順利地構(gòu)建速度的科學(xué)概念。正確的前概念還能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己在日常生活中積累的前概念與物理科學(xué)知識相契合時(shí)，會產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的成就感和認(rèn)同感，從而激發(fā)他們對物理學(xué)科的好奇心和探索欲望。在學(xué)習(xí)光的反射定律之前，學(xué)生在照鏡子時(shí)就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鏡子中的像與自己的大小相等、左右相反，且物體離鏡子越遠(yuǎn)，像看起來越小等現(xiàn)象。這些基于日常觀察形成的前概念，使學(xué)生對光的反射現(xiàn)象充滿了好奇。當(dāng)他們在課堂上學(xué)習(xí)光的反射定律時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己的觀察能夠得到科學(xué)的解釋，會更加積極主動地投入到學(xué)習(xí)中，渴望了解更多關(guān)于光的知識。3.1.2促進(jìn)知識的初步建構(gòu)前概念為學(xué)生構(gòu)建物理知識體系提供了初始框架，幫助學(xué)生初步組織和整理物理知識。在學(xué)習(xí)力學(xué)知識之前，學(xué)生在日常生活中已經(jīng)有了一些關(guān)于力的模糊概念，如推、拉、提、壓等動作都與力有關(guān)。這些前概念雖然不夠準(zhǔn)確和系統(tǒng)，但它們?yōu)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)力的概念、力的三要素、力的作用效果等知識時(shí)提供了一個(gè)初步的認(rèn)知基礎(chǔ)。學(xué)生可以在這個(gè)基礎(chǔ)上，逐步將零散的前概念整合到科學(xué)的知識體系中，形成對力學(xué)知識的初步理解。在學(xué)習(xí)電學(xué)知識時(shí)，學(xué)生在日常生活中使用電器的過程中，已經(jīng)對電流、電壓等概念有了一些感性認(rèn)識。比如他們知道打開開關(guān)，電器就能工作，說明有電流通過；不同的電器需要不同的電源，可能與電壓有關(guān)等。這些前概念為學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)知識提供了切入點(diǎn)，使他們能夠在已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上，更好地理解電流的形成、電壓的作用、電阻的概念以及歐姆定律等較為抽象的電學(xué)知識，從而促進(jìn)電學(xué)知識體系的初步建構(gòu)。3.2消極影響3.2.1認(rèn)知偏差與錯(cuò)誤理解學(xué)生在日常生活中形成的關(guān)于力和運(yùn)動關(guān)系的前概念，常常導(dǎo)致他們對這一物理知識產(chǎn)生嚴(yán)重的認(rèn)知偏差和錯(cuò)誤理解。許多學(xué)生根據(jù)日常觀察，如推動桌子，桌子才會移動，停止用力，桌子就會停止，從而堅(jiān)定地認(rèn)為“力是維持物體運(yùn)動的原因”。這一錯(cuò)誤前概念與牛頓第一定律所闡述的科學(xué)概念背道而馳，牛頓第一定律明確指出，物體在不受外力作用時(shí)，會保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。這種認(rèn)知偏差在學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程中表現(xiàn)得十分明顯。在課堂上，當(dāng)教師講解牛頓第一定律時(shí)，部分學(xué)生很難接受這一科學(xué)概念，他們會基于自己原有的前概念，提出各種質(zhì)疑和困惑。在解釋汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后為什么還能繼續(xù)向前行駛一段距離時(shí)，受“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一前概念的影響，許多學(xué)生認(rèn)為汽車是受到了向前的力才繼續(xù)行駛，而忽略了汽車具有慣性這一重要因素。在分析物體在光滑水平面上的運(yùn)動情況時(shí)，學(xué)生也會因?yàn)榍案拍畹母蓴_，錯(cuò)誤地認(rèn)為物體需要持續(xù)受到力的作用才能保持勻速直線運(yùn)動，無法正確運(yùn)用牛頓第一定律進(jìn)行分析和判斷。3.2.2阻礙科學(xué)概念的形成錯(cuò)誤的前概念如同頑固的思維定式，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生對科學(xué)概念的順利接受和深入理解。在學(xué)習(xí)牛頓第一定律之前，學(xué)生長期受“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一錯(cuò)誤前概念的影響，在他們的認(rèn)知中，物體的運(yùn)動與力之間存在著一種簡單直接的因果關(guān)系，即有力作用物體就運(yùn)動，力消失物體就停止運(yùn)動。這種錯(cuò)誤的認(rèn)知模式已經(jīng)在他們的思維中根深蒂固，當(dāng)接觸到牛頓第一定律中關(guān)于物體在不受外力時(shí)也能保持運(yùn)動狀態(tài)的科學(xué)概念時(shí)，學(xué)生原有的思維定式就會與新的科學(xué)概念產(chǎn)生激烈的沖突。這種沖突使得學(xué)生在理解牛頓第一定律時(shí)面臨巨大的困難，他們難以擺脫原有錯(cuò)誤前概念的束縛，無法真正領(lǐng)會牛頓第一定律所揭示的物體運(yùn)動的本質(zhì)規(guī)律。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可能會對牛頓第一定律中的一些關(guān)鍵概念，如“慣性”“平衡狀態(tài)”等，產(chǎn)生誤解或混淆。他們可能會將慣性簡單地理解為一種力，或者無法準(zhǔn)確判斷物體在何種情況下處于平衡狀態(tài)。這種對科學(xué)概念的錯(cuò)誤理解和模糊認(rèn)識，不僅影響了學(xué)生對牛頓第一定律的掌握，也為他們后續(xù)學(xué)習(xí)其他力學(xué)知識埋下了隱患。3.2.3影響問題解決與思維發(fā)展在解決物理問題時(shí)，學(xué)生的思維常常受到錯(cuò)誤前概念的嚴(yán)重干擾，從而對其思維發(fā)展產(chǎn)生不良影響。以“力與運(yùn)動的關(guān)系”相關(guān)問題為例，學(xué)生在面對“一個(gè)物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，突然撤去拉力，物體將如何運(yùn)動”這樣的問題時(shí)，由于受到“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一錯(cuò)誤前概念的影響，許多學(xué)生可能會錯(cuò)誤地認(rèn)為物體將立即停止運(yùn)動。他們沒有考慮到物體具有慣性，在撤去拉力后，物體由于慣性仍會保持原來的運(yùn)動狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動一段距離，只是因?yàn)槭艿侥Σ亮Φ淖饔?，速度會逐漸減小，最終停止。這種錯(cuò)誤的判斷反映出學(xué)生在解決物理問題時(shí)，無法運(yùn)用科學(xué)的思維方法進(jìn)行分析和推理，而是憑借原有的錯(cuò)誤前概念進(jìn)行直覺判斷。長期如此，會阻礙學(xué)生邏輯思維能力的發(fā)展，使他們難以形成科學(xué)的思維方式。錯(cuò)誤前概念還會限制學(xué)生的思維靈活性和創(chuàng)新性。在解決一些開放性的物理問題時(shí)，學(xué)生可能會因?yàn)槭艿角案拍畹氖`，無法從不同的角度思考問題，提出創(chuàng)新性的解決方案。在探究物體在不同受力情況下的運(yùn)動規(guī)律時(shí)，學(xué)生可能會局限于自己原有的認(rèn)知，難以突破思維定式，發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象和規(guī)律。四、中學(xué)物理前概念轉(zhuǎn)化策略4.1教學(xué)前的準(zhǔn)備策略4.1.1了解學(xué)生前概念的方法問卷調(diào)查法：教師可以精心設(shè)計(jì)具有針對性的問卷，圍繞物理教學(xué)中的重點(diǎn)概念，如力學(xué)中的力與運(yùn)動、熱學(xué)中的物態(tài)變化、電學(xué)中的電流與電壓等，設(shè)置一系列問題。問題形式可以多樣化，包括選擇題、填空題、簡答題等。通過選擇題，能夠快速了解學(xué)生對概念的基本認(rèn)知情況，比如在關(guān)于力的概念的選擇題中，可以設(shè)置“以下關(guān)于力的說法，正確的是（）A.力是維持物體運(yùn)動的原因B.力可以脫離物體而存在C.物體間力的作用是相互的D.只有相互接觸的物體才有力的作用”，通過學(xué)生的選擇結(jié)果，分析他們對力的概念的理解程度和存在的偏差。填空題則可以考察學(xué)生對概念的準(zhǔn)確表述，如“物體由于______而具有的能叫做動能”。簡答題能夠讓學(xué)生闡述自己的觀點(diǎn)和想法，更深入地暴露他們的前概念，例如“請解釋為什么汽車急剎車時(shí)，人會向前傾倒”。通過對問卷數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，教師可以全面了解學(xué)生在各個(gè)物理概念上的前概念分布情況，為后續(xù)教學(xué)提供有力的數(shù)據(jù)支持。訪談法：訪談法能夠讓教師與學(xué)生進(jìn)行面對面的深入交流，更細(xì)致地了解學(xué)生的思維過程和前概念形成的原因。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，確定訪談主題，如在學(xué)習(xí)光的折射之前，以“你對光在不同介質(zhì)中的傳播有什么看法”為主題展開訪談。在訪談過程中，教師要營造輕松、融洽的氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生暢所欲言。對于學(xué)生的回答，教師要認(rèn)真傾聽，適時(shí)追問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。比如當(dāng)學(xué)生說“光在水中會拐彎”時(shí)，教師可以追問“你為什么會這么認(rèn)為呢”，學(xué)生可能會回答“因?yàn)榭吹剿械目曜邮菑澋摹?，這樣教師就能了解到學(xué)生是基于生活中的直觀現(xiàn)象形成的這一前概念。通過對訪談內(nèi)容的整理和分析，教師可以挖掘出學(xué)生前概念背后隱藏的思維方式和影響因素，為教學(xué)策略的制定提供更有針對性的依據(jù)。課堂提問法：課堂提問是教師在日常教學(xué)中了解學(xué)生前概念的常用方法。在課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，教師都可以巧妙設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生暴露前概念。在導(dǎo)入新課時(shí)，通過提問與生活實(shí)際相關(guān)的問題，引發(fā)學(xué)生的興趣和思考，如在學(xué)習(xí)壓強(qiáng)時(shí)，提問“為什么滑雪板要做得又寬又大，而圖釘?shù)募鈪s很細(xì)”，學(xué)生可能會根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)回答，從而暴露出他們對壓強(qiáng)概念的前概念。在講解新知識的過程中，針對重點(diǎn)和難點(diǎn)概念提問，如在學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí)，問“如果一個(gè)物體在光滑的水平面上不受任何力的作用，它會怎樣運(yùn)動”，通過學(xué)生的回答，了解他們對力與運(yùn)動關(guān)系的前概念。在課堂小結(jié)時(shí)，讓學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，也能發(fā)現(xiàn)他們對概念的理解是否存在偏差。課堂提問不僅可以了解學(xué)生的前概念，還能及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，促進(jìn)師生互動，提高課堂教學(xué)的有效性。4.1.2基于前概念的教學(xué)設(shè)計(jì)分析前概念對教學(xué)的影響：教師在教學(xué)設(shè)計(jì)前，要全面分析學(xué)生的前概念對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程可能產(chǎn)生的影響。對于與科學(xué)概念一致的前概念，教師要充分利用，將其作為教學(xué)的切入點(diǎn)和生長點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生順利地構(gòu)建科學(xué)概念。在學(xué)習(xí)密度概念時(shí)，學(xué)生在日常生活中對物體“輕重”有一定的認(rèn)識，教師可以以此為基礎(chǔ)，通過實(shí)驗(yàn)對比相同體積不同物質(zhì)的質(zhì)量，引入密度的概念，使學(xué)生更容易理解。而對于與科學(xué)概念相悖的前概念，教師要高度重視，分析其頑固性和對學(xué)生理解科學(xué)概念的阻礙程度。“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一錯(cuò)誤前概念在學(xué)生中普遍存在且根深蒂固，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中要針對這一問題，設(shè)計(jì)專門的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)演示、邏輯推理等方法，幫助學(xué)生打破這一錯(cuò)誤前概念，建立正確的力與運(yùn)動的關(guān)系。調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)順序：根據(jù)對學(xué)生前概念的分析結(jié)果，教師要合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)順序。對于學(xué)生已經(jīng)有一定正確前概念的內(nèi)容，可以適當(dāng)簡化教學(xué)過程，增加拓展性和探究性的內(nèi)容，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)習(xí)簡單機(jī)械時(shí)，學(xué)生對杠桿在生活中的應(yīng)用有一定的了解，教師可以在講解杠桿原理后，安排學(xué)生進(jìn)行小組探究活動，讓他們尋找生活中更多的杠桿實(shí)例，并分析其特點(diǎn)和應(yīng)用原理。對于學(xué)生存在錯(cuò)誤前概念的內(nèi)容，教師要增加教學(xué)時(shí)間，設(shè)計(jì)有針對性的教學(xué)活動，幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤。在學(xué)習(xí)摩擦力時(shí)，學(xué)生往往認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體運(yùn)動，教師可以通過設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)場景，如水平面上物體的運(yùn)動、斜面上物體的運(yùn)動等，讓學(xué)生觀察和分析摩擦力的方向和作用，引導(dǎo)他們正確理解摩擦力的概念。教師還可以根據(jù)學(xué)生前概念的邏輯關(guān)系，調(diào)整教學(xué)順序，使教學(xué)內(nèi)容更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。在學(xué)習(xí)電學(xué)知識時(shí)，先引導(dǎo)學(xué)生回顧日常生活中對電的感性認(rèn)識，再逐步引入電流、電壓、電阻等概念，這樣可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握電學(xué)知識。4.2教學(xué)中的實(shí)施策略4.2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)法實(shí)驗(yàn)教學(xué)法在中學(xué)物理教學(xué)中具有重要作用，能夠有效幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤前概念，構(gòu)建科學(xué)概念。在牛頓第一定律的教學(xué)中，學(xué)生普遍存在“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一錯(cuò)誤前概念。為了糾正這一錯(cuò)誤，教師可以設(shè)計(jì)斜面小車實(shí)驗(yàn)。讓小車從同一高度的斜面上滑下，分別在毛巾、棉布和木板三種不同粗糙程度的水平面上運(yùn)動，觀察小車滑行的距離。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察會發(fā)現(xiàn)，水平面越光滑，小車受到的阻力越小，滑行的距離就越遠(yuǎn)。由此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理：如果水平面絕對光滑，小車不受阻力，它將一直做勻速直線運(yùn)動。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠直觀地看到物體的運(yùn)動并不需要力來維持，從而打破原有的錯(cuò)誤前概念，建立起正確的牛頓第一定律概念。在學(xué)習(xí)光的折射時(shí)，學(xué)生往往認(rèn)為光在任何情況下都沿直線傳播，對于光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)會發(fā)生折射的現(xiàn)象缺乏正確認(rèn)識。教師可以通過光的折射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。準(zhǔn)備一個(gè)透明的水槽，里面盛有水，將一束激光斜射入水中，學(xué)生可以清晰地看到光線在水面處發(fā)生了彎折。然后改變?nèi)肷浣堑拇笮?，讓學(xué)生觀察折射角的變化。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠直觀地感受到光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)會發(fā)生折射，從而糾正“光總是沿直線傳播”的錯(cuò)誤前概念，理解光的折射規(guī)律。實(shí)驗(yàn)教學(xué)法還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力和科學(xué)探究精神。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生需要仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論。這種親身體驗(yàn)和實(shí)踐操作能夠讓學(xué)生更加深入地理解物理知識，提高他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性。4.2.2類比教學(xué)法類比教學(xué)法是一種有效的教學(xué)策略，通過將抽象的物理概念與學(xué)生熟悉的事物進(jìn)行類比，能夠幫助學(xué)生更好地理解和轉(zhuǎn)變前概念。在學(xué)習(xí)電流時(shí)，由于電流是一種看不見、摸不著的物理量，學(xué)生理解起來較為困難，容易形成一些模糊或錯(cuò)誤的前概念。教師可以將電流類比為水流。水流是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷默F(xiàn)象，學(xué)生對其有直觀的認(rèn)識。教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考，水管中的水在水壓的作用下會流動，形成水流；同樣，在電路中，電荷在電壓的作用下會定向移動，形成電流。通過這種類比，學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮碾娏鞲拍钆c熟悉的水流概念聯(lián)系起來，更容易理解電流的形成原理和本質(zhì)。教師還可以進(jìn)一步類比，將電路中的電阻類比為水管中的阻力。水管越細(xì)、越長，對水流的阻力就越大，水流就越小；同理，在電路中，電阻越大，對電流的阻礙作用就越大，電流就越小。通過這樣的類比，學(xué)生能夠更好地理解電阻對電流的影響，從而掌握電流、電壓和電阻之間的關(guān)系。在學(xué)習(xí)磁場時(shí)，教師可以將磁場類比為重力場。重力場是學(xué)生比較熟悉的概念，物體在重力場中會受到重力的作用。同樣，磁體在磁場中會受到磁力的作用。教師可以引導(dǎo)學(xué)生比較重力場和磁場的性質(zhì)，如它們都具有力的作用，都有一定的分布范圍等。通過這種類比，學(xué)生能夠更好地理解磁場的概念和性質(zhì)，克服對磁場的陌生感和神秘感。4.2.3引發(fā)認(rèn)知沖突法引發(fā)認(rèn)知沖突法是一種有效的教學(xué)方法，通過設(shè)置矛盾情境，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，能夠促使學(xué)生主動思考，積極探索，從而實(shí)現(xiàn)前概念的轉(zhuǎn)變。在學(xué)習(xí)物體的浮沉條件時(shí)，學(xué)生通常會根據(jù)日常生活中的經(jīng)驗(yàn)，形成“重的物體在水中會下沉，輕的物體在水中會上浮”這一錯(cuò)誤前概念。教師可以通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。準(zhǔn)備一個(gè)小鐵球和一個(gè)體積較大的泡沫塑料球，讓學(xué)生預(yù)測它們在水中的浮沉情況。學(xué)生往往會認(rèn)為鐵球會下沉，泡沫塑料球會上浮。然后，教師將小鐵球放入水中，鐵球下沉，驗(yàn)證了學(xué)生的預(yù)測。接著，教師將泡沫塑料球放入水中，泡沫塑料球果然上浮。此時(shí)，教師拿出一個(gè)較大的實(shí)心鐵球和一個(gè)較小的空心鐵球，再次讓學(xué)生預(yù)測它們在水中的浮沉情況。學(xué)生可能仍然會根據(jù)物體的輕重來判斷，認(rèn)為較大的實(shí)心鐵球會下沉，較小的空心鐵球會上浮。然而，當(dāng)教師將它們放入水中時(shí)，學(xué)生驚訝地發(fā)現(xiàn)，較小的空心鐵球竟然上浮了，而較大的實(shí)心鐵球下沉了。這一矛盾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，使他們對自己原有的前概念產(chǎn)生了懷疑。此時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生深入思考物體浮沉的真正原因，讓學(xué)生分析物體受到的重力和浮力的大小關(guān)系。通過討論和分析，學(xué)生逐漸認(rèn)識到物體的浮沉并不是由物體的輕重決定的，而是由物體受到的浮力與重力的大小關(guān)系決定的。當(dāng)浮力大于重力時(shí)，物體上??；當(dāng)浮力小于重力時(shí)，物體下沉；當(dāng)浮力等于重力時(shí)，物體懸浮或漂浮。通過這種引發(fā)認(rèn)知沖突的方式，學(xué)生能夠主動地對自己的前概念進(jìn)行反思和修正，從而建立起正確的物體浮沉條件的概念。在學(xué)習(xí)比熱容的概念時(shí)，學(xué)生可能會認(rèn)為質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收相同的熱量，升高的溫度也相同。教師可以通過實(shí)驗(yàn)設(shè)置認(rèn)知沖突。準(zhǔn)備兩個(gè)相同的燒杯，分別裝有質(zhì)量相同的水和煤油，用相同的酒精燈對它們進(jìn)行加熱，讓學(xué)生觀察在相同時(shí)間內(nèi)（即吸收相同熱量）水和煤油溫度升高的情況。學(xué)生通過觀察會發(fā)現(xiàn)，水和煤油升高的溫度并不相同，煤油溫度升高得更快。這一與學(xué)生原有認(rèn)知相悖的現(xiàn)象引發(fā)了認(rèn)知沖突，促使學(xué)生深入思考，進(jìn)而理解比熱容的概念，即不同物質(zhì)的吸熱能力不同。4.3教學(xué)后的鞏固策略4.3.1練習(xí)與反饋設(shè)計(jì)針對性練習(xí)題是教學(xué)后的重要環(huán)節(jié)，這些練習(xí)題應(yīng)緊密圍繞學(xué)生容易混淆的物理概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。在學(xué)習(xí)了牛頓第一定律和牛頓第二定律后，學(xué)生常常對力與運(yùn)動的關(guān)系理解不清，容易出現(xiàn)概念混淆。教師可以設(shè)計(jì)如下練習(xí)題：“一個(gè)物體在水平面上受到5N的拉力做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)拉力增大到8N時(shí)，物體的運(yùn)動狀態(tài)將如何變化？此時(shí)物體受到的摩擦力是多少？”這道題既考查了學(xué)生對牛頓第一定律中物體在平衡力作用下保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的理解，又涉及到牛頓第二定律中力與加速度的關(guān)系，以及摩擦力的相關(guān)知識。通過這樣的題目，能夠幫助學(xué)生深入理解力與運(yùn)動的關(guān)系，明確物體的運(yùn)動狀態(tài)改變是由力的變化引起的，而摩擦力的大小只與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與拉力大小無關(guān)。在學(xué)習(xí)了壓強(qiáng)的概念后，學(xué)生對于壓強(qiáng)與壓力、受力面積之間的關(guān)系容易出現(xiàn)錯(cuò)誤理解。教師可以設(shè)計(jì)這樣的練習(xí)題：“有兩個(gè)物體，A物體的重力為10N，底面積為0.01m^2；B物體的重力為20N，底面積為0.02m^2。將它們分別放在水平地面上，哪個(gè)物體對地面的壓強(qiáng)大？如果將A物體放在B物體上，B物體對地面的壓強(qiáng)又變?yōu)槎嗌?？”這道題可以讓學(xué)生通過計(jì)算，清晰地認(rèn)識到壓強(qiáng)的大小不僅與壓力有關(guān)，還與受力面積密切相關(guān)，從而加深對壓強(qiáng)概念的理解。教師要及時(shí)收集學(xué)生的練習(xí)反饋，認(rèn)真分析學(xué)生的答題情況。對于學(xué)生普遍出現(xiàn)的錯(cuò)誤，要進(jìn)行集中講解，深入剖析錯(cuò)誤原因，幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤。對于個(gè)別學(xué)生的問題，則要進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)，給予針對性的指導(dǎo)和建議。教師還可以讓學(xué)生進(jìn)行錯(cuò)題整理，分析自己的錯(cuò)誤原因，總結(jié)解題方法和技巧，以避免在今后的學(xué)習(xí)中再次出現(xiàn)類似錯(cuò)誤。4.3.2知識整合與拓展引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的物理知識進(jìn)行整合，構(gòu)建完整的知識體系，是鞏固科學(xué)概念的重要途徑。在學(xué)習(xí)了力學(xué)知識后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將力的概念、力的三要素、力的作用效果、牛頓運(yùn)動定律、摩擦力、浮力等知識進(jìn)行整合。通過繪制思維導(dǎo)圖的方式，讓學(xué)生清晰地展現(xiàn)這些知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。以力與運(yùn)動的關(guān)系為主線，將牛頓第一定律、牛頓第二定律、摩擦力對物體運(yùn)動的影響等知識串聯(lián)起來；將浮力與物體的浮沉條件、阿基米德原理等知識進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這樣的整合能夠幫助學(xué)生從整體上把握力學(xué)知識，加深對物理概念的理解和記憶。在學(xué)習(xí)了電學(xué)知識后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生整合電流、電壓、電阻、歐姆定律、電功率等知識。通過分析電路中各物理量之間的關(guān)系，如在串聯(lián)電路中，電流處處相等，電壓與電阻成正比；在并聯(lián)電路中，各支路電壓相等，電流與電阻成反比等。讓學(xué)生理解這些知識之間的邏輯關(guān)系，從而形成系統(tǒng)的電學(xué)知識體系。教師還可以通過拓展性的學(xué)習(xí)活動，如讓學(xué)生設(shè)計(jì)簡單的電路，計(jì)算電路中的功率、電量等，進(jìn)一步鞏固和應(yīng)用所學(xué)知識。教師可以引導(dǎo)學(xué)生將物理知識應(yīng)用到實(shí)際生活中，通過解決實(shí)際問題來拓展知識的應(yīng)用領(lǐng)域。在學(xué)習(xí)了功和功率的知識后，讓學(xué)生計(jì)算自己上樓時(shí)克服重力做的功和功率，或者計(jì)算家里電器的功率和使用一定時(shí)間消耗的電能等。在學(xué)習(xí)了光的反射和折射知識后，讓學(xué)生解釋生活中的一些光學(xué)現(xiàn)象，如汽車后視鏡的工作原理、海市蜃樓的形成原因等。通過這些實(shí)際問題的解決，學(xué)生能夠更加深刻地理解物理知識的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，提高運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。五、中學(xué)物理前概念轉(zhuǎn)化的案例分析5.1力學(xué)部分案例5.1.1“力與運(yùn)動”前概念轉(zhuǎn)化在“力與運(yùn)動”這一板塊的學(xué)習(xí)中，學(xué)生普遍存在“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一錯(cuò)誤前概念。以某中學(xué)初二年級的一個(gè)班級為例，在學(xué)習(xí)牛頓第一定律之前，教師通過問卷調(diào)查和課堂提問的方式了解學(xué)生的前概念。在問卷調(diào)查中，設(shè)置問題“一個(gè)正在運(yùn)動的物體，如果突然不受力了，它會怎樣？”，結(jié)果顯示，超過70%的學(xué)生認(rèn)為物體將停止運(yùn)動。在課堂提問中，當(dāng)問到“汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后為什么會停下來？”，大部分學(xué)生回答是因?yàn)闆]有了動力，力消失了所以汽車停止，這充分體現(xiàn)了學(xué)生受錯(cuò)誤前概念的影響。為了轉(zhuǎn)變學(xué)生的這一錯(cuò)誤前概念，教師采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法和引發(fā)認(rèn)知沖突法相結(jié)合的方式。教師進(jìn)行斜面小車實(shí)驗(yàn)。準(zhǔn)備一個(gè)斜面、一輛小車、一塊毛巾、一塊棉布和一塊木板。讓小車從斜面的同一高度由靜止滑下，分別在毛巾、棉布和木板表面運(yùn)動，觀察小車滑行的距離。學(xué)生觀察到，在毛巾表面，小車受到的阻力大，滑行距離短；在棉布表面，阻力較小，滑行距離較長；在木板表面，阻力更小，滑行距離更長。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生直觀地看到，阻力越小，小車滑行的距離越遠(yuǎn)。此時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理：如果水平面絕對光滑，小車不受阻力，它會怎樣運(yùn)動呢？學(xué)生開始思考，部分學(xué)生提出小車可能會一直運(yùn)動下去。這與他們之前認(rèn)為物體不受力就會停止運(yùn)動的前概念產(chǎn)生了沖突。教師抓住這個(gè)認(rèn)知沖突點(diǎn)，進(jìn)一步講解牛頓第一定律，讓學(xué)生明白，物體在不受外力作用時(shí)，會保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。為了鞏固學(xué)生對牛頓第一定律的理解，教師又引入生活中的實(shí)例，如騎自行車時(shí)，停止蹬踏板后，自行車還能繼續(xù)向前運(yùn)動一段距離，這是因?yàn)樽孕熊嚲哂袘T性，而不是因?yàn)槭艿搅讼蚯暗牧?。通過這些實(shí)例，學(xué)生逐漸認(rèn)識到自己原有的前概念是錯(cuò)誤的，從而成功實(shí)現(xiàn)了前概念的轉(zhuǎn)化。在后續(xù)的測驗(yàn)中，再次考查“力與運(yùn)動”相關(guān)問題時(shí)，學(xué)生的正確率明顯提高，達(dá)到了80%以上。5.1.2“摩擦力”前概念轉(zhuǎn)化在學(xué)習(xí)摩擦力時(shí)，學(xué)生對摩擦力的認(rèn)識存在諸多誤區(qū)。在某中學(xué)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體運(yùn)動，且只與接觸面的粗糙程度有關(guān)。在課堂上，教師提問“摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動方向相反嗎？”，大部分學(xué)生回答是。當(dāng)問到“摩擦力的大小只與接觸面粗糙程度有關(guān)嗎？”，超過60%的學(xué)生認(rèn)為是。這表明學(xué)生對摩擦力的概念理解存在偏差。為了糾正學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)知，教師采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法和類比教學(xué)法。教師通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生感受摩擦力的方向。準(zhǔn)備一個(gè)木塊和一個(gè)平板，將木塊放在平板上，用手緩慢拉動平板，讓學(xué)生觀察木塊的運(yùn)動方向和所受摩擦力的方向。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，木塊隨著平板一起向前運(yùn)動，其運(yùn)動方向與平板的運(yùn)動方向相同，而木塊所受的摩擦力方向也是向前的。這一現(xiàn)象讓學(xué)生認(rèn)識到，摩擦力的方向不一定與物體的運(yùn)動方向相反，有時(shí)摩擦力是物體運(yùn)動的動力。教師通過實(shí)驗(yàn)探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。用彈簧測力計(jì)水平拉動木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大小。先保持接觸面粗糙程度不變，改變木塊對水平面的壓力，如在木塊上添加砝碼，學(xué)生觀察到彈簧測力計(jì)的示數(shù)增大，說明摩擦力增大。再保持壓力不變，改變接觸面的粗糙程度，如將木塊放在更粗糙的砂紙表面，彈簧測力計(jì)示數(shù)也增大，說明摩擦力增大。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生明白摩擦力的大小不僅與接觸面的粗糙程度有關(guān)，還與物體間的壓力有關(guān)。為了幫助學(xué)生更好地理解摩擦力，教師采用類比教學(xué)法。將摩擦力類比為生活中的阻力，如人在走路時(shí)，地面給腳的摩擦力是向前的，就像有一個(gè)力在推動人前進(jìn)，而不是阻礙人前進(jìn)；汽車行駛時(shí)，輪胎與地面的摩擦力也是動力。通過這些類比，學(xué)生對摩擦力的概念有了更深入的理解，成功實(shí)現(xiàn)了前概念的轉(zhuǎn)化。在后續(xù)的作業(yè)和測驗(yàn)中，學(xué)生在摩擦力相關(guān)問題上的錯(cuò)誤率明顯降低，從原來的50%下降到了20%左右。5.2電學(xué)部分案例5.2.1“電流與電路”前概念轉(zhuǎn)化在“電流與電路”的學(xué)習(xí)中，學(xué)生常常存在諸多錯(cuò)誤的前概念。許多學(xué)生對電流方向存在錯(cuò)誤認(rèn)知，認(rèn)為電流方向與電子移動方向相同。這是因?yàn)閷W(xué)生在日常生活中，對于微觀粒子的運(yùn)動缺乏直觀的認(rèn)識，只能通過抽象的概念去理解。在教學(xué)中，教師通過實(shí)驗(yàn)和類比的方法來糾正這一錯(cuò)誤。教師利用發(fā)光二極管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，將發(fā)光二極管接入電路中，改變電流的方向，讓學(xué)生觀察二極管的發(fā)光情況。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流方向改變時(shí)，二極管的發(fā)光狀態(tài)也隨之改變，只有當(dāng)電流從二極管的正極流入，負(fù)極流出時(shí)，二極管才會發(fā)光。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生直觀地認(rèn)識到電流方向與電子移動方向是相反的。教師將電流類比為水流，電流就像水流一樣，從高電位流向低電位，而電子則像水中的微粒，其移動方向與電流方向相反。通過這種類比，學(xué)生能夠更好地理解電流方向的概念。在電路連接方面，學(xué)生也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，常常在連接實(shí)物圖時(shí)，出現(xiàn)導(dǎo)線連接錯(cuò)誤、短路等問題。為了解決這些問題，教師在課堂上加強(qiáng)了對電路連接的指導(dǎo)。教師先讓學(xué)生了解電路中各個(gè)元件的作用和連接方法，然后通過示范，展示正確的連接步驟。教師還引導(dǎo)學(xué)生分析電路連接錯(cuò)誤的原因，如導(dǎo)線連接不牢固、正負(fù)極接反等。通過實(shí)際操作和分析，學(xué)生逐漸掌握了正確的電路連接方法，減少了錯(cuò)誤的發(fā)生。在后續(xù)的測驗(yàn)中，關(guān)于電流方向和電路連接的問題，學(xué)生的正確率從原來的40%提高到了70%左右。5.2.2“電阻”前概念轉(zhuǎn)化在學(xué)習(xí)電阻概念時(shí)，學(xué)生對電阻的理解存在一些誤解。不少學(xué)生認(rèn)為電阻與電壓、電流有關(guān)，當(dāng)電壓增大時(shí)，電阻也會增大；當(dāng)電流減小時(shí)，電阻會減小。這是因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)電阻概念時(shí)，受到了數(shù)學(xué)公式的影響，將電阻的定義式R=\frac{U}{I}簡單地理解為電阻與電壓成正比，與電流成反比。為了幫助學(xué)生理解電阻的本質(zhì)，教師采用實(shí)驗(yàn)探究和理論分析相結(jié)合的方法。教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究電阻的大小與哪些因素有關(guān)。準(zhǔn)備不同材料、長度和橫截面積的電阻絲，以及電源、電流表、電壓表、滑動變阻器等實(shí)驗(yàn)器材。通過改變電阻絲的材料、長度和橫截面積，測量對應(yīng)的電流和電壓，計(jì)算出電阻值。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，電阻的大小只與電阻絲的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，而與電壓和電流無關(guān)。在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)更換不同材料的電阻絲時(shí)，即使電壓和電流發(fā)生變化，電阻值依然取決于電阻絲本身的材料特性。這表明電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān)。教師結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從微觀角度對電阻的本質(zhì)進(jìn)行理論分析。向?qū)W生解釋，電阻的產(chǎn)生是由于導(dǎo)體內(nèi)部的原子結(jié)構(gòu)和電子運(yùn)動的相互作用。不同材料的原子結(jié)構(gòu)不同，對電子的束縛能力也不同，從而導(dǎo)致電阻的差異。長度和橫截面積的變化會影響電子在導(dǎo)體中運(yùn)動的路徑和碰撞概率，進(jìn)而改變電阻大小。通過這種理論分析，學(xué)生從本質(zhì)上理解了電阻的概念。經(jīng)過這樣的教學(xué)過程，學(xué)生對電阻概念的理解更加深入，在后續(xù)的作業(yè)和測驗(yàn)中，關(guān)于電阻概念的錯(cuò)誤率從原來的60%下降到了30%左右。5.3光學(xué)部分案例5.3.1“光的折射”前概念轉(zhuǎn)化在“光的折射”學(xué)習(xí)中，學(xué)生存在一些典型的錯(cuò)誤前概念。部分學(xué)生認(rèn)為光在任何情況下都沿直線傳播，這是由于日常生活中，他們更多地觀察到光在空氣中沿直線傳播的現(xiàn)象，缺乏對光在不同介質(zhì)中傳播特性的深入了解。在看到插入水中的筷子彎折這一現(xiàn)象時(shí)，很多學(xué)生無法正確解釋，甚至認(rèn)為筷子真的折斷了，沒有認(rèn)識到這是光的折射導(dǎo)致的視覺錯(cuò)覺。還有學(xué)生認(rèn)為光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，折射角一定大于入射角，這是對光折射規(guī)律的片面理解，忽略了光折射時(shí)入射角和折射角的大小關(guān)系與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。為了糾正這些錯(cuò)誤前概念，教師可以采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法和引發(fā)認(rèn)知沖突法。教師進(jìn)行光的折射實(shí)驗(yàn)。準(zhǔn)備一個(gè)透明水槽、水、激光筆和量角器等實(shí)驗(yàn)器材。將激光筆發(fā)出的光斜射向水面，讓學(xué)生觀察光在空氣中和水中的傳播路徑。學(xué)生可以清晰地看到，光在水面處發(fā)生了彎折，這直觀地打破了學(xué)生“光在任何情況下都沿直線傳播”的錯(cuò)誤前概念。教師引導(dǎo)學(xué)生用量角器測量入射角和折射角，并改變?nèi)肷浣堑拇笮?，再次測量折射角。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角；當(dāng)光從水中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與學(xué)生原有的“折射角一定大于入射角”的前概念產(chǎn)生了沖突，促使學(xué)生深入思考光折射的規(guī)律。教師可以結(jié)合生活中的實(shí)例，如漁民叉魚時(shí)，為什么要瞄準(zhǔn)魚的下方才能叉到魚。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用光的折射知識進(jìn)行解釋，進(jìn)一步加深學(xué)生對光折射現(xiàn)象的理解，實(shí)現(xiàn)前概念的轉(zhuǎn)化。通過這樣的教學(xué)過程，學(xué)生對光折射的錯(cuò)誤前概念得到了有效糾正，在后續(xù)關(guān)于光折射的測驗(yàn)中，學(xué)生的正確率從原來的30%提高到了60%左右。5.3.2“平面鏡成像”前概念轉(zhuǎn)化在學(xué)習(xí)“平面鏡成像”時(shí)，學(xué)生對平面鏡成像特點(diǎn)存在一些錯(cuò)誤認(rèn)知。許多學(xué)生認(rèn)為平面鏡所成的像有大小變化，離平面鏡越近，像越大；離平面鏡越遠(yuǎn)，像越小。這是因?yàn)閷W(xué)生在日常生活中觀察平面鏡成像時(shí)，從視覺上感覺像的大小發(fā)生了變化，而沒有理解像與物體大小始終相等這一本質(zhì)。部分學(xué)生還認(rèn)為平面鏡成像的像距與物體到平面鏡的距離不一定相等，他們可能受到一些不規(guī)范的觀察或錯(cuò)誤理解的影響。為了幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變這些錯(cuò)誤認(rèn)知，教師可以采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法和類比教學(xué)法。教師組織學(xué)生進(jìn)行平面鏡成像實(shí)驗(yàn)。準(zhǔn)備平面鏡、蠟燭、光屏、直尺等實(shí)驗(yàn)器材。將點(diǎn)燃的蠟燭放在平面鏡前，讓學(xué)生觀察平面鏡中蠟燭的像。然后，用另一支相同的未點(diǎn)燃蠟燭在平面鏡后移動，直到與像完全重合。學(xué)生通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以直觀地看到，平面鏡所成的像與物體大小相等，與物體到平面鏡的距離無關(guān)。教師引導(dǎo)學(xué)生用直尺測量物體到平面鏡的距離和像到平面鏡的距離，發(fā)現(xiàn)二者相等。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，糾正了學(xué)生關(guān)于像的大小和像距的錯(cuò)誤前概念。教師可以采用類比教學(xué)法，將平面鏡成像與數(shù)學(xué)中的軸對稱圖形進(jìn)行類比。告訴學(xué)生平面鏡成像就如同將物體以平面鏡為對稱軸進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，像與物體關(guān)于平面鏡對稱，所以像與物體大小相等