从变异理论谈高中物理概念转变教学-厦门一中

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1、变易理论指导下的概念转变学习吴碧兰（福建省厦门第一中学福建厦门361003）关键词：变易理论物理前概念概念转变学习摘要：变易理论(variationtheory)是关于学习的一种理论。它讨论的是人们怎样才能够帮助别人学习。[1]错误的物理前概念是导致高中学生物理学习困难的重要因素；当一个“关键”的物理特征发生变化时，教师要帮助学生审辨到学习内容中这些“关键特征”的变易，让这些“关键特征”从背景中审辨出来变成前景，学生才会更好地学习。众所周知，高中物理难学、高中物理难教，高中物理课堂教学效率低下是物理学家、物理教育研究人

2、员及万千高中物理教师共同承认的现象。而高中物理课堂教学实践证明学生头脑中原有的前概念是导致高中物理学习困难的一个重要因素，这些错误的物理前概念具有广泛性、顽固性、负迁移性、特异性等特点，不管教师在课堂上如何抽丝剥茧般为学生剖析问题的关键部分，也不管教师课后如何不厌其烦的帮他解惑，学生也不一定听得懂、理解得透；因此，如何优化高中物理学习方法、提高学生的物理学习效率牵动着广大物理教育工作者的心。一、物理前概念和概念转变学习的重要性物理学是一门自然科学，物理现象大量存在于学生的周围，学生在学习物理之前通过日常生活的观察和体验

3、，对许多物理现象已形成了自己的一些理解和认识，这就是物理前概念。学生的这些物理前概念有些是正确的，有些是片面的、错误的，例如他们普遍认为“摩擦力就是阻碍物体运动的力”、“重的物体下落的更快”、“做圆周运动的物体受到向心力的作用”、“物体沿斜面下滑就是受到沿斜面的下滑力的作用”、“超重就是物体的重力增加，失重就是物体的重力减小”，他们常常将“加速度和速度的增加”、“静摩擦力和滑动摩擦力”、“时间最短和位移最短”、“相对静止和静止”混为一谈等等。所以在高中物理教学中，让学生正确的掌握物理科学概念是一个重要的核心问题。要解决

4、这一核心问题，需要教师指导学生进行概念转变学习。所谓概念转变学习就是将学生原有概念改造、重组和发展的过程，即学习者的前概念（又叫错误概念）向科学概念的转化过程。[2]如果学生的前概念和科学概念基本上是一致的，概念转变学习就是一种同化原有认知结构的过程；如果学生的前概念和科学概念之间是不一致的，甚至是有悖于科学概念的，这些前概念将成为学生学习的障碍，将影响学生对物理新知识的同化和顺应。高中学生在物理学习中除了学习之前形成的前概念外，在物理学习过程中又会产生一些新的前概念，就是之前学过的一些知识或做过的一些练习等对以后的学

5、习产生负面影响，这些新的前概念主要表现在以下几个方面：物理对象前概念、物理情境前概念、物理条件前概念、物理结论前概念、物理公式前概念、物理过程前概念等；教师在教学过程中要分清学生错误的根源，及时引导他们进行分析、比较、概括、抽象和综合等，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。二、“变易理论”的核心观点变易理论(variationtheory)是由瑞典学者马飞龙教授于20世纪90年代提出，它源自马教授创立的“现象图式学”（phenomenography）。变易理论的核心观点是：“为了认识某个事物，就必须注

6、意到这个事物与其他事物之间的不同。为了注意这个事物与其他事物在某个属性上的不同，这个属性就必须在某个维度上发生变化。在所有其他属性都保持不变的情况下，这个属性才会被识别出来。”[3]变易理论认为，“学习必须透过审辨，而审辨必须透过变易”；“如果我们不能审辨事物，我们便不能学习。”[4]变易理论强调学习的意义在于能够审辨到学习内容中的变易。三、“变易理论”在高中物理概念转变学习中的应用变易理论应用到高中物理课堂学习中就是当一个“关键”的物理特征发生变化时，而其他特征维持不变，我们必须同步聚焦于这些“关键特征”，让这些“关

7、键特征”从背景中审辨出来变成前景，学生才会更好地察觉这种变化，然后在头脑中建构起自己的知识系统，从而形成学习空间。马飞龙和他的同事们透过变易聚焦学习内容，并基于学习内容中“变”与“不变”的不同组合，得出了“对照（contrast）”、“区分（separation）”、“类合（generalization）”和“融合（fusion）”四种变易图式。1．对照性变易图式指的是事物的特征都是通过对比而呈现的，要学习一件事物，我们可以透过“对照”，突显出不同或变的方面，让学生意识到什么在变。对照有助于我们审辨事物的关键特征。例1

8、一小船渡河，河宽d=180m，水流速度v1=2.5m/s，若船在静水中的速度为v2=5m/s，求：(1)欲使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？(2)欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？分析：小船渡河是运动合成与分解中的重要问题，渡河时间最短与渡河航程最短是学生理解的难点，这