初中物理教学前概念的潜在功能初谈

2022-09-10

1 学前概念的界定

关于“学前概念”概念的界定学术界有着广泛的研究, 相关于它的术语和内涵也较多。本文之中提及的学前概念指的是：形成于学生的日常交往以及个人生活中的非正式经验之中的日常经验。另外‘前’的含义是在教学前, 而非科学前。因此它在本文中的概念界定为：学生在学习科学课程之前, 源于日常生活中的非正式经验的那些概念。

2 学前概念的积极影响——潜在功能

2.1 学前概念的兴趣功能

物理学习是一种艰苦而复杂的劳动, 中学生正值豆寇年华, 思维活跃、爱好广泛、喜欢新奇的问题。爱因斯坦说过, “兴趣是最好的老师”, 兴趣作为人的个性心理特征, 是学生学习的动因, 是提高教学质量的重要手段。

教学实践中大量事实说明：学前概念往往与学习的兴趣有着很大的关系。当原有知识和新知识大致吻合时, 教师帮助学生知识的建构一同化。教师把新旧知识的共同点挖掘出来, 展示出来, 使学生认识到这种一致性, 引起学生强烈的共鸣。学生对于和原有认知结构较接近与熟悉的事物和规律, 产生强烈的认同感, 亲切感, 正是学习兴趣的由来。学生感觉新知识亲切, 易懂, 知识的同化过程顺利地进行, 潜在的成就感, 最终会发展成学习的兴趣。

2.2 学前概念的情感功能

初中物理知识的学习是一个非常艰苦的脑力劳动, 公式加推导常会使学生感到枯燥厌倦, 学习物理难度大会使学生失去学习兴趣, 这就需要积极的情感感染作用。情感是对客观物理世界的反映, 是具有一定需要的学生主体和知识客体的关系。学习情感包括激情、情绪和情感三个方面。激情短暂而强烈, 情绪可以在较长的时间内发挥作用, 情感则是延续时间最长, 作用最稳定的部分。学习情感在物理学习中具有选择作用。在积极的情感作用, 在学生学习物理知识的一个比较长的时间内, 学习积极主动, 注意特别集中, 从而提高学习物理的效率和质量。而学习情感并不是凭空产生的, 它是在学生知识建构的过程中, 在同化和顺应的过程中逐步培养。

3 教学实践

3.1 加强演示实验发掘学前概念的兴趣功能

由于生活经验的影响, 学生的总是以为一个用电器对应着相应的电功率, 对于同一个用电器而言, 它的功率是不会变的, 因此用电器的额定功率和实际功率的概念学生很难理解。对额定功率和实际功率做了如下的教学设计。

(1) 复习电功率概念和计算式P=U I。使学生做好知识准备, 并根据公式理解测定小灯泡功率的原理和做法

(2) 要求学生两个为一组, 分组实验:根据课本图连接电路测定小灯泡在三种不同情况下的电功率。要给充分的实验时间, 力图使每个学生都能完成实验。并收集数据填写表格。

(3) 根据得出的数据, 让学生来归纳结论:即使是同一个小灯泡的电功率也是会发生变化的, 会随着小灯泡两端的电压 (通过小灯泡的电流) 的变化而发生改变。解决一个生活中的小问题:家里的灯泡为何用电高峰时较暗, 用电低谷时较亮。

(4) 师生共同讨论:用电器的电功率是会随着实际情况的不同而发生改变, 而为什么我们家里的电器生产厂却都标出了使用电功率呢?

老师:既然灯泡的实际电功率 (实际亮度) 与其两端的电压有关!那么我们能否让一个小电珠发出很亮, 很耀眼的光芒呢?

学生:能!因为小电珠的实际电功率是随其两端的电压的增大而增大的, 只要两端的电压的足够大, 小电珠的实际电功率就足够大, 小电珠就有足够亮。按照学生的意图, 做一个实验。增大小电珠两端的电压的, 小电珠的实际电功率果然增大, 小电珠变得非常亮, 但是让学生继续仔细观察, 一会儿这个小电珠就爆掉损坏了。

根据这个现象请同学们再来回答以上问题。

学生:不能!在实际应用中, 当小电珠两端的电压的太大时, 小电珠的实际电功率就过大了, 小电珠过亮, 不能承受小电珠就会损坏。

老师:所以电器生产厂都标出该电器的电功率, 能使用电器充分发挥用途, 又不至于损坏电器, 即电器正常工作时的功率—额定功率。而此时的电压就是额定电压。

案例分析:

在这堂课中, 要解放学生思维的束缚。首先用了物理学科最有说服力的实验, 得出初步结论使学生牢固掌握用电器的电功率是会随着实际情况的改变而发生改变的, 与学生原来大脑中的知识:“一个用电器就对应着一定的功率的”产生冲突, 学生认识到原来知识有问题, 学生开始寻找新的知识结构平衡。接着让学生辩论一个问题“能否让一个小电珠发出很亮, 很耀眼的光芒呢?”然后教师再次实验:增大小电珠两端的电压的, 小电珠变得非常亮;减小电珠两端的电压的, 小电珠变得非常暗, 学生的思维大逆转, 知识在大脑中再次达到平衡:用电器的电功率是会随着实际电压的改变而发生变化。教师通过实验情境的创设, 使得学生的认识又迈上了一个新的台阶。

3.2 借助教学比喻发掘学前概念的情感功能

当我们学习的新知识与学生大脑中原来的知识结构找不到联系, 或者说没有与要学习的新知识相关的学前概念, 这样的物理概念是抽象难懂的问题, 采取一般的讲授方法, 学生往往觉得枯燥无味, 难以接受。在初中物理教学中, 用“比喻”的教学手段做形象的描述, 将会起到事半功倍的奇特效果。教学比喻正是已有的认知结构与新的外在信息联系的纽带。

比喻是指在描写事物或说明道理时, 用有相似之处的别的事物或道理来打比方。所谓教学比喻, 就是教师把这种修辞方法运用在物理教学中, 用学生熟知的且与新的知识有某些相似特征的事例, 对应说明新知识的疑难之处。

例:初中物理课本中是这样定义惯性的:“物体保持原来运动状态的性质。”学生总是对“性质”意义难以理解, 经常在习题中出现错误观念:火车没有物体去推动, 火车保持静止, 火车有惯性;火车在牵引力的作用下开动了火车没有惯性了。通过把惯性比喻作懒汉的惰性, 学生能更好的理解。假设有一个惰性十足的学生, 惰性是他的丑陋的性质, 他总是这样的懒惰。虽然他在外界压力的作用下 (外力作用) , 他也会做一些作业 (物体的运动状态改变) , 他的懒惰的本性 (想保持原来运动状态的性质) 并没有发生改变。惯性是一个初中生学习的难点, 把惯性比作“惰性”起到了化难为易的效果。学生在建构知识时能把学生已熟悉的人的“惰性”与新知识惯性联系在一起, 使学生能迅速地找到新知识的抛锚点, 同化新知识。

摘要：初中物理教学不能无视学生的经验, 背离认知规律, 另起炉灶, 从外部机械地装进新知识, 而要将学生现有的知识经验作为新知识的生长点, 引导学生在原有经验基础上, 构建新的知识结构。本文就试图从物理教学前概念的潜在功能谈谈教学前概念对初中物理教学的积极作用。

关键词：学前概念,潜在功能