学生牛顿力学前概念形成分析及转变策略研究

• 作 者: 白明侠
• 机 构: 宁夏大学
• 出 处: 宁夏大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 前概念 前概念转变 建构主义 认知心理学

前科学概念（简称前概念）是学习者在接受正式学习某个科学概念之前，在现实生活中通过长期的经验积累起来的缺乏概括性和科学性的经验，或与科学知识相悖的观念和理解。建构主义认为科学概念的学习建立在前概念基础之上。了解学生在物理学习中的前概念境况，并在物理教学中实施前概念的有效转变，将成为物理教学中需要探讨的热点问题。　　
本研究以认知心理学和建构主义学习理论为指导，以中美同等概念水平的学生为被试，采用问卷法，对没有学习过牛顿力学概念的中美学生（实验组）和学习过牛顿力学概念的中美学生（对照组）的牛顿力学前概念进行了调查统计。总结中国学生牛顿力学前概念的表现形式，比较分析中美两国学生前概念的异同，探讨学生形成前概念的原因，提出转变学生前概念的教学策略，并有针对性地设计了教学案例。　　
通过对学生的测试数据及回答理由分析发现牛顿力学前概念普遍存在于学生的认知中，测试结果归纳如下：（1）中国学生牛顿力学前概念主要体现在四个维度：质点运动学、动力学、牛顿第三定律、物体的运动方向及路径等；（2）中美学生前概念对比发现，牛顿力学前概念不存在跨文化差异，即牛顿力学前概念普遍存在于世界各个国家的学生头脑中，学生持有的牛顿力学前概念种类基本一致；（3）通过与对照组比较，中国学生前概念大部分依然存在，有些前概念的选择人数有增加的趋势。学生关于牛顿力学前概念形成原因主要有以下四个方面：生活中的经验、缺乏感性认识、思维定势、数学标量思维。　　
最后，针对学生形成的牛顿力学前概念，提出了前概念转变策略主要策略是：认识前概念、培养学生的物理语言、培养学生的物理思维等。论文中以牛顿第三定律为例，给出了教学设计案例，期望能为一线的物理教师一些启示。