物理概念是物理學(xué)的基石，同時也是幫助學(xué)生建立科學(xué)的物理知識系統(tǒng)、掌握物理規(guī)律的前提，物理概念的掌握對學(xué)生而言極其重要。但研究表明，初中學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理概念之前，由于日常生活經(jīng)驗和前期學(xué)習(xí)，他們的頭腦并非一片空白，他們對客觀世界已有一定的認(rèn)識，對各種自然現(xiàn)象已形成了自己的看法，這就是國內(nèi)外學(xué)者所說的“前概念”。前概念對于初中學(xué)生科學(xué)概念的掌握既有積極作用——正確前概念，又有消極作用——錯誤前概念。近幾十年來國際物理教學(xué)的研究表明，學(xué)生在傳統(tǒng)物理學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)并不盡如人意，即使經(jīng)過了多年的中學(xué)教學(xué)，學(xué)生頭腦中仍存在著許多錯誤的“前概念”。[1]

　　【摘要】農(nóng)村初中物理教育逐漸引起教育界的關(guān)注，而前概念又在中學(xué)物理教學(xué)中起著重要的作用，本文通過對廣東省大埔縣家炳第五中學(xué)初二年級和初三年級的86名學(xué)生進行力學(xué)的前概念測試，并對性別差異、年級差異、不同學(xué)習(xí)成績水平之間的差異進行了研究。結(jié)果顯示，農(nóng)村初中生對牛頓力學(xué)的認(rèn)識，絕大部分都處于前科學(xué)概念水平，性別差異不顯著，年級差異不顯著，不同成績水平之間的差異極不顯著；傳統(tǒng)的教學(xué)方法無法使農(nóng)村初中生的前科學(xué)概念很好地轉(zhuǎn)化為正確的科學(xué)概念。根據(jù)建構(gòu)主義理論，結(jié)合農(nóng)村教育的特點，提出相關(guān)的教學(xué)建議。

　　【關(guān)鍵詞】農(nóng)村物理教育,前概念,牛頓力學(xué)

　　一、引言

　　與此同時，物理教學(xué)中另一個現(xiàn)象值得關(guān)注，那就是農(nóng)村初中物理教育。農(nóng)村初中學(xué)校由于信息閉塞、條件落后以及學(xué)習(xí)資料有限等現(xiàn)狀，辦學(xué)條件也比城市差，包括教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)施等方面都存在一定的差距。

　　實施《中華人民共和國義務(wù)教育法》20多年了，但農(nóng)村學(xué)生家庭成員的文化層次普遍較低，多數(shù)父母由于文化水平低，對孩子缺乏正確的輔導(dǎo)，造成學(xué)生基礎(chǔ)較差、知識脫節(jié)，思維相對不是那么活躍。農(nóng)村學(xué)生和城市學(xué)生相比，上網(wǎng)的機會較少，見識不是很廣，獲取知識和信息的渠道比較單一，所以農(nóng)村學(xué)生與城市學(xué)生的前概念也有所差異。我們在教學(xué)中，如果能抓住農(nóng)村初中這些前概念特點，合理利用，因材施教，就能取得較好的教學(xué)效果。

　　二、研究方法

　　本次調(diào)查采取整體抽樣的方法。選取廣東省大埔縣家炳第五中學(xué)初二年級3個班和初三年級3個班的全體學(xué)生作為調(diào)查樣本。本次調(diào)查選用美國的FCI（ForceConceptInventory）“力的概念調(diào)查表”，F(xiàn)CI是由美國DavidHestenes等人開發(fā)的，在國際物理教育界領(lǐng)域廣受認(rèn)可。[2]選取梁寒冰所翻譯的版本作為這次調(diào)查問卷的原本。[3]FCI問卷包含有30道選擇題，每道選擇題有5個選項。對于初中生來說，題量過大，做題時間過長，一次性測試30道題目的話，會影響到問卷的信效度。所以在本次研究中，將問卷作如下處理：根據(jù)測試的內(nèi)容，抽取典型的題目，分類做成四份小試卷。每份問卷含有4道題目。問卷一：作用力與反作用力；問卷二：力與運動的關(guān)系；問卷三：力與運動的軌跡；問卷四：重力（試卷四由于有關(guān)重力的題目只有3道，為平衡做題時間，另外加了一道速度合成的題目）。

　　為保證結(jié)果的可靠性，問卷統(tǒng)一時間發(fā)放，統(tǒng)一做題時間（10分鐘），統(tǒng)一收回。每個班發(fā)放兩份不同的問卷，同桌之間做不同的問卷。各問卷均發(fā)放86份，回收86份，有效問卷86份。初二年級45份，初三級41份。本文的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析使用SPSSStatistics17.0中文版。

　　三、結(jié)果與分析

　　1.答對題目數(shù)與比較均值

　　各項力學(xué)概念的平均得分以及標(biāo)準(zhǔn)差見表1。

　　從表1的平均分可以看出絕大部分被試者的前科學(xué)概念水平較低，特別是“力與運動的關(guān)系”的概念掌握最差，這就要求教師在教授相關(guān)內(nèi)容時注意引導(dǎo)學(xué)生建立正確的科學(xué)前概念。

　　2.相關(guān)性分析

　　本研究采用Pearson相關(guān)系數(shù)進行相關(guān)性分析。Pearson相關(guān)系數(shù)用來衡量兩個數(shù)據(jù)集合是否在一條線上面，它用來衡量定距變量間的線性關(guān)系。相關(guān)系數(shù)的絕對值越大，相關(guān)性越強，相關(guān)系數(shù)越接近于1或-1，相關(guān)度越強，相關(guān)系數(shù)越接近于0，相關(guān)度越弱，詳見表2。

　　從表2可以看出，在答對題目數(shù)方面，初三學(xué)生與初二學(xué)生的差異性極顯著，年級與答對題目數(shù)中等程度相關(guān)。關(guān)于這部分概念的理解，初二的物理課程中還沒有相關(guān)的內(nèi)容，而初三的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過了，所以預(yù)期的理想結(jié)果應(yīng)該是年級與答對題目數(shù)是強相關(guān)。但事實結(jié)果表明，教學(xué)的效果并不理想，這一結(jié)果也出乎學(xué)生的任課教師的意料。從初三學(xué)生平均的答對題目數(shù)較低也可以看出許多學(xué)生對“作用力與反作用力”概念的理解還停留在前科學(xué)概念水平。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)并沒有使他們意識中的前科學(xué)概念較好地轉(zhuǎn)化為正確的科學(xué)概念。這個結(jié)果驗證了前科學(xué)概念具有頑固性和隱蔽性的特點。

　　在答對題目數(shù)方面，男生與女生差異性顯著，性別與答對題目數(shù)弱相關(guān)。結(jié)果表明，在物理概念學(xué)習(xí)方面，男生略微優(yōu)于女生。

　　不同學(xué)習(xí)成績水平的學(xué)生差異顯著，學(xué)習(xí)成績水平與答對題目數(shù)弱相關(guān)。如果我們認(rèn)為有較高學(xué)習(xí)成績水平的學(xué)生具有較高的學(xué)習(xí)心向的話，那么結(jié)果就表明，有較高學(xué)習(xí)心向的學(xué)生，能夠更好地促進自己意識中前科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為正確的科學(xué)概念。

　　在初二和初三的物理課程學(xué)習(xí)中都未涉及，所以統(tǒng)一進行分析，可以跟問卷一的數(shù)據(jù)分析的結(jié)果進行對比，詳見表3。

　　從表3可看出，不同年級學(xué)生差異不顯著，年級與答對題目數(shù)極弱相關(guān)。結(jié)果證明隨著年齡的增長，如果不進行系統(tǒng)的概念學(xué)習(xí)的話，人們意識中的前科學(xué)概念是無法自行轉(zhuǎn)化為正確的科學(xué)概念的。

　　男生與女生在答對題目數(shù)方面差異不顯著，性別與答對題目數(shù)極弱相關(guān)。結(jié)果表明，對物理現(xiàn)象的理解水平，男生略微優(yōu)于女生。

　　不同學(xué)習(xí)成績水平的學(xué)生在答對題目數(shù)方面差異極不顯著，學(xué)習(xí)成績水平與答對題目數(shù)幾乎無關(guān)。結(jié)果表明，物理是門獨立學(xué)科，其他學(xué)科學(xué)習(xí)成績水平的高低對學(xué)生的物理前科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化幾乎沒有影響。在答對題目數(shù)方面，不同問卷之間差異顯著，問卷類別與答對題目數(shù)弱相關(guān)。結(jié)果表明，學(xué)生形成的眾多物理前科學(xué)概念中，在某些方面與科學(xué)概念存在著較高的一致性。

　　四、教學(xué)建議

　　研究結(jié)果表明，農(nóng)村初中生錯誤的物理前概念具有頑固性和反復(fù)性等特點，要使它們徹底轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)的概念不是一件簡單的事情。教和學(xué)的經(jīng)驗表明，對新的物理現(xiàn)象的認(rèn)識要比對物理現(xiàn)象的重新認(rèn)識即糾正錯誤前概念要困難得多。因此教師在進行科學(xué)概念教學(xué)之前，要了解清楚學(xué)生原有的對某一概念的認(rèn)知水平、相異構(gòu)想情況、新舊概念的區(qū)別等，采用科學(xué)的教學(xué)方法，使學(xué)生有效地轉(zhuǎn)變錯誤物理前概念，進行有意義的概念學(xué)習(xí)。

　　1.直觀引入

　　概念教學(xué)中的引入環(huán)節(jié)的例證，應(yīng)盡可能利用農(nóng)村孩子熟悉的生活中的前科學(xué)概念來喚起學(xué)生的回憶和想象。盡可能使學(xué)生直接感知豐富和典型的事物，通過學(xué)生自己操縱實物或模型進行探究，使事物和現(xiàn)象的知覺表象得以正確形成。

　　2.合作學(xué)習(xí)

　　農(nóng)村初中教學(xué)還可以引入合作學(xué)習(xí)模式，可以幫助學(xué)生克服個體知覺系統(tǒng)的局限性，有助于學(xué)生形成反映事物本質(zhì)的物理概念，而且在班級集體里還可以形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，讓不同的思維自由地相互碰撞產(chǎn)生火花。

　　在合作學(xué)習(xí)中采用頭腦風(fēng)暴法有利于促進科學(xué)物理概念的形成和錯誤前概念的糾正。每個學(xué)生都是積極的參與者，群體平等的氣氛最適宜思考各種可能最荒誕的觀念，把這些從不同側(cè)面提出的數(shù)量眾多的前概念建構(gòu)起來或加以修正，常常會產(chǎn)生發(fā)生了質(zhì)變的新概念，這種新概念可以立即揭露一些神秘的說法，揭露錯誤前概念的片面性。[4]

　　3.堅持矯正學(xué)生的前概念

　　研究結(jié)果表明，農(nóng)村中學(xué)初二、初三年級絕大部分學(xué)生都處在前概念水平，甚至初二、初三兩個年級間的差異性不大，充分說明了前概念具有頑固性。因此，想要消除學(xué)生的前概念不是件容易的事情，教師應(yīng)在教學(xué)中不斷用新的物理情景多次考查學(xué)生對于物理概念的掌握程度。

　�。ㄗ髡邌挝唬簭V州大學(xué)物理與電子工程學(xué)院，廣東廣州，510006）

　　參考文獻：

　　[1]曲亮生，郭玉英.認(rèn)識我們的教師和學(xué)生（Ⅰ）——教師和學(xué)生對基本物理概念的理解和對物理課程期望的研究[J].物理教師，2000（5）.

　　[2]HestenesD，WellsM，SwackhamerG.ForceConceptInventory[J].ThePhysicsTeacher，1992，30（141）.

　　[3]梁寒冰.基于FCI工具的物理概念和規(guī)律的教學(xué)研究[D].南京師范大學(xué)，2007.

　　[4]賴小琴.物理前概念及糾正錯誤前概念的策略[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2002（3）.

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