物理概念教学的地位与作用已得到理论研究者和实践工作者的肯定,物理概念教学中很重要的一部分内容是有关学生情况的分析和有针对性的应对策略制定。在进行物理概念的教学时,教师要关注以下几个影响中学生学习物理概念的主要障碍。
(一)前概念的干扰
奥苏贝尔曾在其最有影响的著作《教育心理学:一种认知观》的扉页上写下这样一句名言:“影响学习的最重要的因素,就是学习者已经知道了什么,要探明这一点并应据此进行教学。”在学习物理之前,学习者的头脑中已经存在着一定的原有认识和该认识赖以形成的思维方式,会阻碍学习者对物理概念的学习,一般被称为前概念或称迷思概念。
例如有的学生可能仅凭推车车动、停止推车则止的直觉就认为力是维持物体运动的原因;由于对速度、速度的变化量及加速度概念理解的不透彻,错误地认为速度等于零,加速度也等于零等。
(二)感性认识不足
感性认识是认识的初级阶段,感性认识一般不能全面地认识事物的本质,因而形成的概念很可能是错误的或不确切的。对于一些距离学生生活比较远的物理概念更是如此,如电磁感应、光的波动性、电势、光的干涉和衍射等。如果没有观察到足够多的电磁感应现象,就很难理解和掌握电磁感应这一概念;如果没有观察到自感和互感现象,就很难正确理解自感和互感的概念。
(三)思维方法不当
形成正确的物理概念与严密的逻辑思维是分不开的。在学习过程中,有时因逻辑思维不严密,想当然地根据某些概念进行不合理外推也会出现错误。例如,物理教科书中利用力的合成,引出了矢量的概念。矢量既有大小又有方向,如果据此说电流强度也是矢量,那就不正确了。这是因为判断某个概念是矢量还是标量,一个重要依据就要看它是否满足平行四边形法则。如电流强度、电动势等物理量虽然既有大小,也有方向,但是他们都是标量而不是矢量,因为他们的方向是为了研究问题的方便而引入的。
(四)知识内容负迁移
在中学教学中,考虑到初学者的接受程度和形成概念的阶段性,对物理概念的表述往往不是十分严格的。但是,学生有可能把这些物理概念绝对化,从而导致概念性错误。例如误认为摩擦力总是阻碍物体运动的,当说摩擦力可以成为动力时,往往难以接受。
各学科的知识是相互联系的,各学科的学习是互为促进的,但有时在某些情况中也会产生负效应,我们举数学和语文两学科为例加以说明。数学:高一学生常受“正整数之和一定大于其中任一正整数”的影响,误认为合力一定大于分力。这是不能正确运用数学方法讨论物理问题而导致的错误。语文:不少近义词在许多场合可以通用,但在物理学习中如果照搬就有可能出错。例如学生常将垂直与竖直、量值变化的大小与变化的快慢、楞次定律中阻碍与阻止、电源消耗功率与损失功率等混为一谈,使物理概念变得模糊起来。