幾種錯(cuò)誤的前概念對(duì)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的影響及其解決辦法

劉鳳羽

【摘要】學(xué)生在進(jìn)行高中物理學(xué)習(xí)之前，腦海里儲(chǔ)存了一些錯(cuò)誤的前概念，這將阻礙科學(xué)概念的形成。本文例舉了一些錯(cuò)誤前概念，深刻分析其形成原因，提出了解決辦法，并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，消除了學(xué)生的思維障礙，取得了良好的效果。

【關(guān)鍵詞】前概念 糾正 建立

由于對(duì)日常生活中各種直接經(jīng)驗(yàn)的體會(huì)與思考，學(xué)生們?cè)诮邮苄碌奈锢斫逃熬托纬闪溯^多的前概念。正確的前概念，有助于形成科學(xué)的物理概念和掌握物理規(guī)律，但一些前概念是膚淺的，甚至是錯(cuò)誤的，并且在學(xué)生的腦海里根深蒂固，這些錯(cuò)誤的觀念將會(huì)阻礙科學(xué)概念的形成，更會(huì)阻礙進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。本文針對(duì)這一現(xiàn)象，例舉了一些高一學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)時(shí)頭腦里錯(cuò)誤的前概念，并加以分析，提出有效的教學(xué)方法，幫助學(xué)生形成正確的概念。

一、加速度

對(duì)于加速度，學(xué)生會(huì)有這樣的錯(cuò)誤理解：“速度大的物體加速度大，速度小的物體加速度小”；“加速的物體加速度大，減速的物體加速度小”；還有的學(xué)生“望詞生義”，認(rèn)為“加速度就速度的增加量”。

加速度，對(duì)于剛上高中學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)很抽象的概念。在初中的學(xué)習(xí)中，學(xué)生認(rèn)識(shí)了路程和速度，在日常生活中，“物體運(yùn)動(dòng)了多少路程或位移，運(yùn)動(dòng)有多快”這些問(wèn)題也比較直觀，而“速度變化快慢”卻很少有人關(guān)注；其次，學(xué)生抽象思維有限，難以區(qū)分“速度、速度的變化量、速度的變化率”；還有，一些學(xué)生為了做題快，死記公式，而忽視了對(duì)概念本身的理解。

為便于學(xué)生理解加速度概念，教師在教學(xué)中可進(jìn)行兩點(diǎn)改進(jìn)：

1、充分進(jìn)行創(chuàng)設(shè)情境，做好概念的引入。

從世界萬(wàn)物的變化入手，聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，讓學(xué)生理解事物的變化不僅有大小之分，還有變化的快慢之分，例如身高增長(zhǎng)的快慢，成績(jī)提高的快慢等。然后，列舉一組做變速運(yùn)動(dòng)的物體速度變化和所用時(shí)間的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生思考誰(shuí)的速度變化大，誰(shuí)的速度變化快，該怎樣判斷。

2、在與速度的對(duì)比中完成教學(xué)。

加速度是速度的變化率，反映速度變化的快慢，而不表示速度的變化的大小。速度大，加速度不一定大；速度變化大，速度也不一定大；速度為零，加速度不一定為零。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生舉例，加深理解。

二、“力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因?！?/p>

在伽利略和牛頓以前，人們對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)缺乏科學(xué)分析，認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)所不可缺少的，代表人物——古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出：必須有力作用在物體上物體才運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力作用，物體就會(huì)停下來(lái)。這個(gè)觀念一直延續(xù)了兩千多年。時(shí)至今日，沒(méi)有系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)中學(xué)物理的人還是會(huì)以為“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因” 、“物體受力越大，速度越大”，其中包括剛上高中的高一學(xué)生，由此可見(jiàn)前概念對(duì)人們認(rèn)識(shí)影響是巨大的。例如：靜止的車，馬拉了才動(dòng)，馬不拉，車就停下來(lái)。類似的例子很多，學(xué)生可列舉出來(lái)，于是便認(rèn)定：“力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因”，殊不知這是一種表象。學(xué)生們下結(jié)論時(shí)，只考慮了拉力而忽略了阻力。再如：“物體以一定的初速度沖上斜面，對(duì)其進(jìn)行受力分析，”有的學(xué)生會(huì)分析出來(lái)一個(gè)沿斜面向上的沖力；“在空中飛行的物體（不計(jì)空氣阻力）受幾個(gè)力的作用？”往往會(huì)有學(xué)生回答：“受重力和向前的沖力的作用?！?學(xué)生并非沒(méi)有學(xué)過(guò)力的概念和分析物體受力的方法，而是“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一錯(cuò)誤的前概念在干擾。盡管教師再三對(duì)某現(xiàn)象做正面解釋，學(xué)生原先已存在的錯(cuò)誤的前概念仍在暗暗起作用，使其自覺(jué)不自覺(jué)地在處理具體問(wèn)題上又犯認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤。

要糾正學(xué)生頭腦中的這些錯(cuò)誤概念，具體的教學(xué)設(shè)行如下：

過(guò)演示氣墊導(dǎo)軌上的勻速運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，或討論飛行中的物體的受力情況，引導(dǎo)學(xué)生暴露錯(cuò)誤觀點(diǎn)后再運(yùn)用力的概態(tài)進(jìn)行分析，明確力是物體間的相互作用，不會(huì)脫離施力物體而存在。詳解“推小車，小車開始運(yùn)動(dòng)；不推小車，小車停止”問(wèn)題，分析小車的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況。還可以在氣墊導(dǎo)軌上研究物體受力時(shí)的加速運(yùn)動(dòng)與減速運(yùn)動(dòng)，用跨過(guò)滑輪的砝碼作為動(dòng)力和阻力。通過(guò)這幾步，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)物體的運(yùn)動(dòng)情況并非如他們?cè)人胂蟮哪菢印?/p>

三、作用力與反作用力

牛頓第三定律中類似“馬拉車”的問(wèn)題，部分學(xué)生總認(rèn)為“馬對(duì)車有拉力，車對(duì)馬沒(méi)有拉力”或者“馬對(duì)車的拉力大于車對(duì)馬的拉力”。這里，學(xué)生只看到了馬拉車向前走這一直觀的表面現(xiàn)象，而沒(méi)有對(duì)車、馬的啟動(dòng)過(guò)程以及車、馬與路面之間的作用力做深入而細(xì)致的分析。

對(duì)于這個(gè)規(guī)律的教學(xué)，本人認(rèn)為應(yīng)該讓學(xué)生充分的通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)體會(huì)：“作用力與反作用力大小相等，方向相反，同時(shí)存在，同時(shí)消失”，還應(yīng)深刻理解好“力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系”這一物理力學(xué)精髓。

四、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

在完成的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)后，學(xué)生勻變速運(yùn)動(dòng)的概念已形成，但這個(gè)前概念是膚淺的，因?yàn)樗窃谥本€運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)中建立的。學(xué)生會(huì)有錯(cuò)誤的理解：“曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變，速度的變化不可能是均勻的。”

解決方法：

做圖。在拋體運(yùn)動(dòng)軌跡上做相等時(shí)間內(nèi)的速度的變化量的矢量線，直觀地進(jìn)行比較。

2、從受力角度入手，只受重力作用，加速度恒定不變，可見(jiàn)速度均勻變化。

兩種方法從不同角度論證，雙重保險(xiǎn)。

物理作為與人類生活息息相關(guān)的一門學(xué)科，學(xué)生的不正確的前概念還有很多，其影響是巨大的。教師應(yīng)充分利用前概念中的積極一面，克服其消極一面，還應(yīng)予以深刻分析，相互協(xié)調(diào)教與學(xué)的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生交流、討論、合作學(xué)習(xí)、動(dòng)手實(shí)踐，從而獲取信息和知識(shí)，快速?gòu)氐椎丶m正錯(cuò)誤的前概念；教師要重視科學(xué)物理概念的教學(xué)，教育學(xué)生掌握準(zhǔn)確的知識(shí)；還要重視物理模型的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，消除學(xué)生思維障礙，以達(dá)到轉(zhuǎn)變學(xué)生的物理前概念，樹立科學(xué)觀念的目的。