我国物理教学概念转变研究述评

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1、第32卷第4期广西物理GUANGXIPHYSICSV．01．32No．4201l我国物理教学概念转变研究述评木陶进前，王明怡’(1．北京联合大学基础部，北京100101；2．北京林业大学人文社会科学学院，北京100083)摘要：概念转变是国际教育和心理学的研究热点，于2O世纪九十年代左右开始受到我国研究者的关注。从力学、热学和电磁学三个方面对我国物理教学中概念转变的实证研究进行了梳理，发现研究的数量稀少、进展缓慢，传统物理教学在概念转变上效果不佳。文章针对这些问题，提出了进一步的研究展望。关键词：概念转变；前概念；相异构想；物理教学中图分类号：G420文献标

2、识码：A文章编号：1003—7551(2011)04—0049—03I引言上个世纪70年代以来，科学教育工作者最重要的一个发现就是，学习者在进行系统的学习之前，头脑中对事物形成的朴素、自发的认识对教学的影响非常之大。这种被称为“前概念”(preconception)的认识，往往表现出很强的顽固性，如果它们与科学概念不一致(此时被称为“相异构想(alternativeframework)”)，有时即使教师花费了较大的力气也很难使之产生转变。认识到这一事实后，如何将前概念成功地转变为科学概念，即概念转变(conceptualchange)研究，成为此后国际科学教

3、育以及心理学的一个重要研究方向。⋯物理现象无处不在，较之其他学科，物理教学受到前概念的影响尤其明显。我国物理教学工作者从90年代左右开始关注概念转变研究，从理论与研究动向的介绍、教学经验的总结等不同角度开展了工作。【一1在这些工作中，针对我国物理教学现状开展的调查干预等实证性研究由于较强的客观性和代表性，是这个领域研究的重要基础。本文拟对这些实证研究进行梳理评介，研究工作筛选的范围是学术期刊论文，从力学、热学和电磁学的学科角度分别进行介绍，以期对我国物理教学的研究和实践工作提供参考。2力学领域中的概念转变研究2．1学生的力学前概念现状力与运动是物理教学的重点

4、，也是我国概念转变研究最早开展的领域之一。早期有廖伯琴、黄希庭等【】以力学问题为载体，以初一直至大学二年级学生为被试开展研究，发现来自生活的直觉经验对朴素概念的影响不易消除。2000年左右，郭玉英课题组【3，6]发表多篇文章，引介了国际上力学前概念的重要测查工具ForceConceptInventory(力概念调查表，简称FCI)，并对国内不同层次的学生和教师进行了抽样测试。调查发现，初三学生对牛顿力学基本概念的理解存在许多错误，高二学生虽在分数上有较大提高，但也并没有达到基本掌握的程度，理工科大学生虽已完成了大学普通物理的学习，但相比高中生，分数增加得很少

5、。与在美国进行的同类研究相比，我国学生的力学概念水平基本与同级的美国学生相当，对于结论容易记住的概念，两国学生都掌握得较好，我国学生掌握得更好，对于需要利用概念进行推导的题目，两国学生都完成地较差，我国学生完成地更差。总的看来，这项工作在引进测量工具、开展基础调查研究方面，是力学概念转变领域研究的一项标志性成果。调研得出的学生力学概念掌握的现状值得深思，各级力学概念教学任重道远。除这种大规模的调查外，还有研究者关注到一些具体的力学概念。如“摩擦力”和“惯性”是中学力学中前概念比较丰富且不易改变的两个知识点，江昕、苏纪玲【7】就这两个概念针对初一学生进行了访谈

6、，发现主要的前概念包括：摩擦力只能使物体静止，不能使它运动，将惯性视为“惯力”，将惯性与速度、高度等收稿日期：2011-11-01：}：基金项目：教育部人文社会科学研究青年基金项目(07JCXLXO04)十通讯作者：wang～mingyi@163．com49我国物理教学概念转变研究述评联系等。这样细致的访谈研究，对教师的实际教学工作具有很强的参考价值。2．2教师的力学概念水平在物理概念教学中，教师的概念水平发挥着重要的作用。在曲亮生和郭玉英的研究【6】中发现，一些专科毕业的初中物理教师的FCI成绩仅达到高中生水平。李光蕊等J采用FCI在山西等地进行了更大范围

7、的调查，同样发现，教师自身的物理概念科学化水平不容乐观，测试中的错误率较高。如一道考察小球从飞机上下落轨迹的题目，主要涉及了惯性、平抛运动等基本概念，但调研教师的错误率达到了59％。教师应对学生前概念的策略实施能力也是影响概念教学的重要因素。在李光蕊等【8J对北京市重点和一般中学物理教师的调查中发现，虽然这些教师在平时的教学中感受到了学生前概念的存在，但在职前和在职的教学培训以及教材和教学参考书中都没有这方面知识的介绍，教师缺乏对概念转变理论的掌握。在平时的教学中，教师的应对措施基本处于经验水平，多采用“压下去”、“自发地干预”和“放任式”等策略，往往导致学

8、生仅在表面上放弃原有的概念认识，阻碍了科学概念的真正