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摘要 通过测试、实验、调查问卷、访谈,结合自己的教学经验,总结出学生在串联电路的电流规律方面存在的4个典型的前概念,分析学生头脑中前概念产生的原因,最后有针对性地提出转变前概念的三个教学措施:学生互相讨论说出已有的前认知,通过探究实验促进学生转变概念,利用随机通达教学强化巩固科学概念。
关键词 串联电路;电流;前概念;概念转变
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)15-0065-02
Research of Transformation Measure of Pre-conceptions Series Circuit Current Rules//Shi Zhimin, Lu Muzhi, Xu Li
Abstract This research uses lots of examinations, experiments , investigates, interviews and teaching experience to get 4 typical pre-conceptions in the series circuit current rules,analyzes the characteristics and reasons of the pre-conceptions. On this basis, I put forward to the teaching strategies of transforming the pre-conceptions accordingly: the students discuss with each other and give their pre-conceptions; improving the student’s transformation of pre-conceptions by inquiring; enable the students to master the science conceptions correctly by random teaching.
Key words series circuit; current; pre-conception; the switch of conception
Author’s address
1 Zhanjiang No.2 Middle School in Guangdong Province, Zhanjiang, Guangdong, China 524057
2 Capital Institute of Basic Education Developments and Research of Capital Normal University,
Beijing, China 100048
3 Department of Educational Technology, Capital Normal University, Beijing, China 100048
1 前言
串联电路电流规律的教学,一般都按教材编排顺序进行教学。然而,这种认为只需要“正面”传授知识,学生就能接受,若发现学生仍不理解时,则采取简单重复、反复强化的办法,实践证明是行不通的。因为一般来说,学生在接受正式教育前,已经在实际生活中对相关知识有了一定的理解,这种未经专门教学,在同其他人进行日常交际和积累的过程中形成的概念称为“前概念”(preconception)。而这些已有的前概念严重影响了他们对新知识的接受。
为此,对初二年级两个班的学生进行前测、前测结果分析与个别学生访谈,发现学生在串联电路电流的规律方面存在一定的前概念,具体总结如表1所示。
这不得不使人们对串联电路电流的规律的教学进行深层次的理性思考,进一步从学生的认知心理上,对其前概念转变教学进行深入的研究。
2 前概念产生的原因
建构主义认为:个体的学习过程,是个体主动建构知识的过程。在这过程中,个体通过已有的认知结构对输入的新信息主动地进行选择、加工和编码,从而建构自己对新信息的理解。由于个体经验背景的差异,在特定的学习情境下,个体都只能理解到事物的某些方面,不存在唯一、全面、标准的理解。特别是缺乏逻辑思维和科学方法的训练,因而学生的前概念往往是模糊的、未加工的、不清晰的甚至是错误的。但是他们的这些前概念不是先天固有的,也不是凭空臆造的,而是客观事物在头脑中的反映。
通过测试和访谈可以看出,学生在串联电路的电流规律方面产生前概念具有以下几条原因。
2.1 粗略观察和对局部事实的概括而导致的错误
建构主义认为,每个人都在直接或间接地利用原来的知识理解新知识,只能理解知识的一个侧面,很难理解知识的全部内容。学生在正式学习某一物理问题之前,对已接触过的相关物理现象的感觉印象往往不准确、不全面,对问题不做深入分析,从自己的经验出发,根据现象直接得出原因,以此为基础经过思维加工内化为错误的认知结构。即学生的前概念是建立在粗略观察和对局部事实概括的基础上,所进行的抽象未能反映事物的特征和本质。这是初中生在串联电路的电流规律方面形成错误概念的主要原因。
2.2 先入为主的日常生活经验的影响
串、并联电路与生活实际结合比较紧密,学生在学习这些内容前已经对电学知识有了丰富多彩的理解,有些先入为主的生活化观念是不科学甚至是错误的。这种生活化知识形成的时间长,产生的影响很难根除,它们并没有因为学生接受了正确的知识就自动消失,很多情况下,往往是两种观念并存于学生的头脑中。在教学过程中可以看出,学生习惯用科学知识回答课本问题,用前概念解释生活现象。比如,学生回答串联电路电流规律时,会毫不犹豫地说:串联电路电流处处相等。但当遇到甲、乙两灯串联,甲灯亮时,学生便认为通过甲灯的电流大。两灯泡串联,有的学生认为离电源越远,灯泡就越暗,是受到部分偏远地区的电压偏低,灯泡就暗这一现象的影响。有的学生认为靠电源越近的地方灯泡就会越亮,是由于受到靠水源近的地方水流大的影响而产生这种前概念。可见,先入为主的生活因素,是前概念产生的土壤。
2.3 在教学中导致的错误前概念
教师本人由于缺乏必要的培训,由于一些概念世代相传未引起对它的反思和批评,或是对自己的专业理解得不深而使自身所述概念不清楚、不严谨或错误,进而使学生产生错误的理解[1]。学生依据自己的前概念理解教师讲授的概念,产生对概念的误解。比如,教师经常这样说:灯亮说明通过它的电流大;电阻大,那么流过它的电流就小。实际这两种情况是在具体的题目中的,有一定的前提条件,但是学生往往没注意前提条件,即没有控制变量,只记住了结论,从而加强了错误的前概念。不考虑具体的物理条件或不考虑真实的物理情境,从而得出錯误的结论,是学生产生大量错误前概念的一个重要原因。所以只有统筹考虑各种影响因素,才能更有效地转变学生具有的前概念。
3 前概念转变的教学措施
德国多特蒙得大学纳曲替高教授说:“对于前概念不能只去破坏它,或像垃圾似的丢掉它,这样做是没有用的,而是应当通过有效的教学活动,把错误的前概念转变为科学概念。”教育心理学研究表明:要转变学生的前概念,就是要改造和重组学生原有的认知结构,是认知发展进行同化与顺应的过程。同化是学生把外在的信息纳入到已有的认知结构,以丰富和加强已有的思想倾向和行为模式。顺应是指学生已有的认知结构与新的外在信息产生冲突,引发原有认知结构发生调整和变化,从而建立新的认知结构。
所以笔者在教育心理学的理论指导下,结合所教学生的实际情况,提出促进串联电路电流规律前概念转变的3个教学措施。
3.1 学生互相讨论,说出已有的前认知
美国著名教育心理学家奥苏贝尔(D. P. Ausubel)在1978年出版的《教育心理学:认知观》一书的扉页上写道:“假如让我把教育心理学仅仅归纳为一条原理的话,那么,我将一言以蔽之:影响学习的唯一最重要的因素就是学生已经知道了什么,要探明这一点,并应据此进行教学。”[2]
让学生互相讨论说出已有的前认知,对学生来说,通过学生与学生之间的合作、交流与讨论,使他们了解彼此的见解。当原有知识和新知识大致吻合时,教师帮助学生进行知识的建构——同化。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。这样利用前概念拉近学生与有待学习内容的距离,学生感觉新知识亲切、易懂,知识的同化过程顺利进行,潜在的成就感最终发展成学习的兴趣。同时,学生可以发现前概念的不完备性既与自己有关又存在疑问,认知活动中产生冲突,学生的认知结构处于暂时的不平衡。学生对要学习的概念有强烈的新鲜感和新奇感,激发他们学习科学概念的兴趣,提高他们学习的主动性。学生的主动学习必须贯穿在概念转变的始终,是实现概念转变的前提。对教师来说,倾听学生的看法,洞察这些想法的由来,充分了解学生对各种现象的理解,从而选择适当的方法,引导学生丰富或调整自己的理解,帮助学生的概念转变。
3.2 通过探究实验促进学生的概念转变
在进行探究教学时,学生提出问题并对问题进行猜想与假设是建立在他们的前概念基础上的。通过深入分析他们提出的问题、猜想和假设,教师了解学生的前概念,制订计划和设计实验,进行实验与收集数据的过程,激发起学生的认知冲突,促使他们转变原来的认识。物理实验具有直观、形象、印象深刻等特点,可以充分调动学生的各种感官,增大学生对物理信息的感知量,使学生对物理事实获得明确、具体的认识,从而有利于学生形成科学的物理概念。分析与论证、评估、交流与合作阶段,学生已初步认识科学概念的优越性,但他们试图用以前的认识来解释新的现象。这时的反思、评估和交流促使学生加深对科学概念的理解和认同,并对前概念做出调整和改造,从而实现概念的重新建构。再让学生尝试用科学概念去解决前概念不能解决的问题,他们对科学概念的有效性就有了更深刻的体会和认识[3]。
3.3 利用随机通达教学强化、巩固科学概念
为将建立起来的物理概念要全面、深刻地印留在学生头脑中,笔者利用建构主义提出的“随机通达教学”,对同一内容的学习在不同时间多次进行,每次的情景都是经过改组的,而且目的不同,分别着眼于问题的不同侧面。学习者通过多次“进入”同一教学内容,更容易把科学概念与原来的前概念进行多角度、多层次对比,更有利于发现前概念的错误,达到对该内容所涵盖的知识比较全面而深入的掌握。
综上所述,在学习新的物理概念时,教师要在广泛调查学生的基础上,了解学生的思维结构,改变其心理过程,使学生的前概念经同化与顺应的过程有效地转变为科学概念。
参考文献
[1]李靜.初中力学促进概念转变的策略研究[D].北京:首都师范大学,2007
[2]施良方.学习论:学习心理学的理论与原理[M].北京:人民教育出版社,1994:232
[3]石志敏.初中光学前概念转变的教学措施研究[D].北京:首都师范大学,2010
关键词 串联电路;电流;前概念;概念转变
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)15-0065-02
Research of Transformation Measure of Pre-conceptions Series Circuit Current Rules//Shi Zhimin, Lu Muzhi, Xu Li
Abstract This research uses lots of examinations, experiments , investigates, interviews and teaching experience to get 4 typical pre-conceptions in the series circuit current rules,analyzes the characteristics and reasons of the pre-conceptions. On this basis, I put forward to the teaching strategies of transforming the pre-conceptions accordingly: the students discuss with each other and give their pre-conceptions; improving the student’s transformation of pre-conceptions by inquiring; enable the students to master the science conceptions correctly by random teaching.
Key words series circuit; current; pre-conception; the switch of conception
Author’s address
1 Zhanjiang No.2 Middle School in Guangdong Province, Zhanjiang, Guangdong, China 524057
2 Capital Institute of Basic Education Developments and Research of Capital Normal University,
Beijing, China 100048
3 Department of Educational Technology, Capital Normal University, Beijing, China 100048
1 前言
串联电路电流规律的教学,一般都按教材编排顺序进行教学。然而,这种认为只需要“正面”传授知识,学生就能接受,若发现学生仍不理解时,则采取简单重复、反复强化的办法,实践证明是行不通的。因为一般来说,学生在接受正式教育前,已经在实际生活中对相关知识有了一定的理解,这种未经专门教学,在同其他人进行日常交际和积累的过程中形成的概念称为“前概念”(preconception)。而这些已有的前概念严重影响了他们对新知识的接受。
为此,对初二年级两个班的学生进行前测、前测结果分析与个别学生访谈,发现学生在串联电路电流的规律方面存在一定的前概念,具体总结如表1所示。
这不得不使人们对串联电路电流的规律的教学进行深层次的理性思考,进一步从学生的认知心理上,对其前概念转变教学进行深入的研究。
2 前概念产生的原因
建构主义认为:个体的学习过程,是个体主动建构知识的过程。在这过程中,个体通过已有的认知结构对输入的新信息主动地进行选择、加工和编码,从而建构自己对新信息的理解。由于个体经验背景的差异,在特定的学习情境下,个体都只能理解到事物的某些方面,不存在唯一、全面、标准的理解。特别是缺乏逻辑思维和科学方法的训练,因而学生的前概念往往是模糊的、未加工的、不清晰的甚至是错误的。但是他们的这些前概念不是先天固有的,也不是凭空臆造的,而是客观事物在头脑中的反映。
通过测试和访谈可以看出,学生在串联电路的电流规律方面产生前概念具有以下几条原因。
2.1 粗略观察和对局部事实的概括而导致的错误
建构主义认为,每个人都在直接或间接地利用原来的知识理解新知识,只能理解知识的一个侧面,很难理解知识的全部内容。学生在正式学习某一物理问题之前,对已接触过的相关物理现象的感觉印象往往不准确、不全面,对问题不做深入分析,从自己的经验出发,根据现象直接得出原因,以此为基础经过思维加工内化为错误的认知结构。即学生的前概念是建立在粗略观察和对局部事实概括的基础上,所进行的抽象未能反映事物的特征和本质。这是初中生在串联电路的电流规律方面形成错误概念的主要原因。
2.2 先入为主的日常生活经验的影响
串、并联电路与生活实际结合比较紧密,学生在学习这些内容前已经对电学知识有了丰富多彩的理解,有些先入为主的生活化观念是不科学甚至是错误的。这种生活化知识形成的时间长,产生的影响很难根除,它们并没有因为学生接受了正确的知识就自动消失,很多情况下,往往是两种观念并存于学生的头脑中。在教学过程中可以看出,学生习惯用科学知识回答课本问题,用前概念解释生活现象。比如,学生回答串联电路电流规律时,会毫不犹豫地说:串联电路电流处处相等。但当遇到甲、乙两灯串联,甲灯亮时,学生便认为通过甲灯的电流大。两灯泡串联,有的学生认为离电源越远,灯泡就越暗,是受到部分偏远地区的电压偏低,灯泡就暗这一现象的影响。有的学生认为靠电源越近的地方灯泡就会越亮,是由于受到靠水源近的地方水流大的影响而产生这种前概念。可见,先入为主的生活因素,是前概念产生的土壤。
2.3 在教学中导致的错误前概念
教师本人由于缺乏必要的培训,由于一些概念世代相传未引起对它的反思和批评,或是对自己的专业理解得不深而使自身所述概念不清楚、不严谨或错误,进而使学生产生错误的理解[1]。学生依据自己的前概念理解教师讲授的概念,产生对概念的误解。比如,教师经常这样说:灯亮说明通过它的电流大;电阻大,那么流过它的电流就小。实际这两种情况是在具体的题目中的,有一定的前提条件,但是学生往往没注意前提条件,即没有控制变量,只记住了结论,从而加强了错误的前概念。不考虑具体的物理条件或不考虑真实的物理情境,从而得出錯误的结论,是学生产生大量错误前概念的一个重要原因。所以只有统筹考虑各种影响因素,才能更有效地转变学生具有的前概念。
3 前概念转变的教学措施
德国多特蒙得大学纳曲替高教授说:“对于前概念不能只去破坏它,或像垃圾似的丢掉它,这样做是没有用的,而是应当通过有效的教学活动,把错误的前概念转变为科学概念。”教育心理学研究表明:要转变学生的前概念,就是要改造和重组学生原有的认知结构,是认知发展进行同化与顺应的过程。同化是学生把外在的信息纳入到已有的认知结构,以丰富和加强已有的思想倾向和行为模式。顺应是指学生已有的认知结构与新的外在信息产生冲突,引发原有认知结构发生调整和变化,从而建立新的认知结构。
所以笔者在教育心理学的理论指导下,结合所教学生的实际情况,提出促进串联电路电流规律前概念转变的3个教学措施。
3.1 学生互相讨论,说出已有的前认知
美国著名教育心理学家奥苏贝尔(D. P. Ausubel)在1978年出版的《教育心理学:认知观》一书的扉页上写道:“假如让我把教育心理学仅仅归纳为一条原理的话,那么,我将一言以蔽之:影响学习的唯一最重要的因素就是学生已经知道了什么,要探明这一点,并应据此进行教学。”[2]
让学生互相讨论说出已有的前认知,对学生来说,通过学生与学生之间的合作、交流与讨论,使他们了解彼此的见解。当原有知识和新知识大致吻合时,教师帮助学生进行知识的建构——同化。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。这样利用前概念拉近学生与有待学习内容的距离,学生感觉新知识亲切、易懂,知识的同化过程顺利进行,潜在的成就感最终发展成学习的兴趣。同时,学生可以发现前概念的不完备性既与自己有关又存在疑问,认知活动中产生冲突,学生的认知结构处于暂时的不平衡。学生对要学习的概念有强烈的新鲜感和新奇感,激发他们学习科学概念的兴趣,提高他们学习的主动性。学生的主动学习必须贯穿在概念转变的始终,是实现概念转变的前提。对教师来说,倾听学生的看法,洞察这些想法的由来,充分了解学生对各种现象的理解,从而选择适当的方法,引导学生丰富或调整自己的理解,帮助学生的概念转变。
3.2 通过探究实验促进学生的概念转变
在进行探究教学时,学生提出问题并对问题进行猜想与假设是建立在他们的前概念基础上的。通过深入分析他们提出的问题、猜想和假设,教师了解学生的前概念,制订计划和设计实验,进行实验与收集数据的过程,激发起学生的认知冲突,促使他们转变原来的认识。物理实验具有直观、形象、印象深刻等特点,可以充分调动学生的各种感官,增大学生对物理信息的感知量,使学生对物理事实获得明确、具体的认识,从而有利于学生形成科学的物理概念。分析与论证、评估、交流与合作阶段,学生已初步认识科学概念的优越性,但他们试图用以前的认识来解释新的现象。这时的反思、评估和交流促使学生加深对科学概念的理解和认同,并对前概念做出调整和改造,从而实现概念的重新建构。再让学生尝试用科学概念去解决前概念不能解决的问题,他们对科学概念的有效性就有了更深刻的体会和认识[3]。
3.3 利用随机通达教学强化、巩固科学概念
为将建立起来的物理概念要全面、深刻地印留在学生头脑中,笔者利用建构主义提出的“随机通达教学”,对同一内容的学习在不同时间多次进行,每次的情景都是经过改组的,而且目的不同,分别着眼于问题的不同侧面。学习者通过多次“进入”同一教学内容,更容易把科学概念与原来的前概念进行多角度、多层次对比,更有利于发现前概念的错误,达到对该内容所涵盖的知识比较全面而深入的掌握。
综上所述,在学习新的物理概念时,教师要在广泛调查学生的基础上,了解学生的思维结构,改变其心理过程,使学生的前概念经同化与顺应的过程有效地转变为科学概念。
参考文献
[1]李靜.初中力学促进概念转变的策略研究[D].北京:首都师范大学,2007
[2]施良方.学习论:学习心理学的理论与原理[M].北京:人民教育出版社,1994:232
[3]石志敏.初中光学前概念转变的教学措施研究[D].北京:首都师范大学,2010