初中生前物理概念调查研究

•“初中生前物理概念调查研究”开题报告••一、课题研究背景在初中物理教学中，教师对物理概念的教学进行了大量的研究，在教学方法、教学设计的优化上做了积极的努力，我们常常看到充实而流畅的教学过程，积极且生动的课堂，然而教师仍然感到学生不能将看起来顺利接受的物理概念应用于实际，主要表现一：学生反映概念一听就好像懂了，但一用于题目中的实际例子就不会。

二、习题中一些错误纠正多次仍不能有牢固的正确记忆。

三、即使是能力相差不大的学生，相同的知识点有些学生象早已经会了，而有些学生建立正确的认识却很困难。

有些教师认为学生的解决问题能力低下，于是用大量习题让学生反复操练以期训练学生的能力。

我们认为这些现象表现在物理知识的应用上，根本原因是物理概念的建立出现故障。

学生在现象物理学之前，早已生活在丰富的物质世界之中。

生活中处处蕴涵着物理知识，每个学生都是带着一定生活经验走进物理课堂的，这些生活经验中就积累着对物理现象、物理规律的认识。

他们对于物质及其运动有许多感性认识，在一定程度上已经作了某种抽象和概括。

这些认识先入为主地形成学生前物理概念，这些概念中有正确的，如果这种概括只建立在局部事实和粗略观察的基础上，这种抽象就没有反映事物的特征和本质，因而会形成虚假概括和虚假规律，即错误的前物理观念。

因此对物理课上新的物理概念接受有促进，也有阻碍。

因此我们确立“初中生前物理概念调查研究”研究课题，以期了解与研究学生前物理概念，改进教学中物理概念的教学，解决前面提到的问题。

对学科前概念的研究最早来自前苏联心里学家维果斯基对概念类型的划分。

维果斯基将这样的概念称为“日常概念”又称“前科学概念”。

指未经专门教学，在同其他人进行日常交流和积累个人经验的过程中掌握的概念。

其内涵受狭隘的知识范围所限制，往往被不适当地扩大或缩小，当与科学概念一致时，有助于科学概念地掌握，当与科学概念不一致时，往往干扰科学概念地理解。

在教学实践与教学理论研究中，不断有学者与教师对学科的前科学概念有所研究，近年来有一些物理教师发表有关前物理概念的研究论文，对中学物理知识体系的某些知识点的前概念做了调查研究，分析了学生前物理概念的一些特点。

陕西教育学院李晓林对前物理概念物理学先有观念的成因做了研究，其论文从概念形成和概念同化两种方式对前物理概念的形成做了分析阐述，理论分析对于排除学生思维樟碍的对策的制定来说是有意义的。

还有些教师对小学生的前物理概念做了问卷调查；另有教师对学生前物理概念的教学提出了一些教学策略，这些研究成果给了我们极有益的启示，然而这些研究中，对的学生前物理知识的调查只局限在某些知识点上，且我们认为学生的前物理概念与学生年龄，生活阅历有关，因此以初中物理课程所及物理知识点为调查目标，较为全面了解学生前物理概念，从现代生活实际进一步分析前物理概念成因，分类研究教学策略则是本课题重点研究的内容。

二、研究内容（1）核心概念界定：前物理概念：我们把学生在接受物理学教育以前，通过自己的生活经历与观察思考，以及和他人的交流，对各种物理现象和物理过程的理解所形成的认识叫做前物理观念。

（2）课题理论基础：1.皮亚杰关于认识结构的理论和概念皮亚杰指出知识是起源于主客体之间的相互作用，所有的知识都包含有新的东西加工制作的一面，人对客体的认识就是通过把简单的认识结构建构称复杂的认识结构而不断扩大和丰富的。

认识就是通过这种不断的建构向前发展的。

这个认识的过程是通过图式、同化、顺应、平衡使智力的发展由低级发展为高级，认识由简单到复杂、由贫乏到丰富。

前物理概念的构建处于认识构建过程的哪一阶段，从认识规律来看，通过同化、顺应、平衡哪一构建过程可以达到有效利用和纠正前物理概念的目的，这一理论将对本课题研究有指导作用。

2.建构主义理论建构主义理论指出，学习过程是学习者原有的认知结构与从环境中接受的感觉信息相互作用、主动建构信息意义的过程，学习者先前的知识、经验以及思维方式在个体学习过程中起着及其重要的作用。

由于概念的学习是学生自主的知识认知结构的搭建，则个体具有不同的认知结构，在接受同一外界信息时可能会形成不同的结构修改、重组、发展。

教学情景的创设、知识信息的提供量以及呈现的方式，将依赖于学生对事物的理解，学生的认知结构。

前物理概念的研究正是需要研究学生在搭建新的知识前，影响知识正确搭建的学生原有认知结构，因此建构主义理论将为本课题研究提供有力支撑。

3.奥苏伯尔有意义学习理论奥苏伯尔认为，意义学习的心理机制是同化。

并且认为同化理论的核心是：学生能否习得新信息，主要取决于他们认知结构中已有的有关概念；意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用才得以发生的；由于这种相互作用的结果，导致了新旧知识的意义的同化。

在学习一种新知识时，学生在教师提供的先行组织者引领下，尝试运用其既有的先备知识，从不同的角度去吸收新知识，最后纳入他的认知结构中，成为他自己的知识。

学生经由接受学习的历程，也并非全是主动的，要靠教师的教学技巧予以促成。

学习是否有意义，取决于新知识与学生已有知识之间是否建立了联系；学生认识结构中新旧知识的相互作用导致新旧知识的同化，从而不仅使新知识获得了意义，而且旧知识也因得到了修饰而获得新的知识。

如果教师能将有潜在意义的学习材料同学生已有认知结构联系起来，融会贯通，学生也能采取相应的有意义学习的心向，即学生在学习新知识的过程中，积极主动地从原有的知识结构中提取出最易于与新知识联系的旧知识。

这样，新旧知识在学生的头脑中会发生积极的相互联系和作用，即"同化"，导致原有认知结构的不断分化和重新组织，使学生获得关于新知识方面明确而稳定的意义，同时原有的知识在这一同化过程中发生了意义上的变化，具有潜在意义的学习材料转化为学生的认知结构，学生获得了知识的心理意义。

学生在有意义的接受学习中，并不是将现成知识简单地"登记"到原有认知结构中去的，而要经过判断、适应、调整、重新理解等一系列积极的思维活动，因此，有意义接受学习是一个主动的过程。

奥苏伯尔有意义学习理论让我们知道学生学习物理则是物理新旧概念辨别、同化的过程，因此这一理论为本研究课题提供理论支撑。

（3）课题主要观点1.人对同一事物第二次认识记忆必弱于第一次记忆，使人对同一事物第二次认识记忆强于第一次记忆的途径是破坏个体对第一次记忆确认。

前概念是知识的第一次记忆，确定第一次记忆是实现第二次记忆有效途径。

2.知识的意义构建受原认知结构质量、构建着力点影响，而原认知结构以及新知识建构质量与前认知概念有关。

了解前概念才可以确定新旧认知结构的着力点，提高知识的构建质量。

3．课堂教学质量受教师教学情景提供的信息量、种类、方式制约，教师教学情景的创设，受学生前物理概念的制约。

教学情境引起学生前概念与情境的吻合或冲突时，方更易形成新的认知结构的同化与顺应。

（4）课题研究的目标1．问卷调查收集学生有关热、光、力、电、声、能、磁、原子结构几方面的前物理概念，并将正确与错误概念分别归纳分析，找出前物理概念的特点。

2.调查分析学生前物理概念形成的原因。

分析前物理概念对学生学习初中物理知识的正面、负面的影响，研究利用和纠正前物理概念教学的策略和方案。

3.分析前物理概念对相应的物理概念教学中作用和形成的障碍。

4.探索并尝试利用与纠正前物理概念的策略与方法。

（5）研究视角与途径1.本研究对学生前物理概念的调查，主要关注科技发达的现代生活环境下学生前物理概念状况。

问卷设计将与现代生活中的一些物理现象、物理知识在生活技术上应用的实例结合，调查学生前物理概念的形成与状况。

课题组成员结合教学，在物理各部分知识教学前进行问卷调查，并在教学中与课外兴趣活动中对学生问题的发现与交流，了解学生前概念。

2.新课程实施以来，小学科学课程中融入大量物理知识，由于教学目标、教学要求、教学方法的不同，可能形成不同特点的前物理概念。

本研究另一视角，关注学生小学阶段科学课程学习过程中，科学课对学生前物理概念产生的影响。

三、课题主要研究方法：1.问卷调查法主要收集学生前物理概念以及形成错误前物理概念的原因。

调查问卷的设计是2.案例分析法小学科学学科的物理知识部分教学，跟踪听课，参加小学科学学科开展的学生科学活动，了解分析前物理概念特点及成因。

3.行动研究法在对各部分物理知识前概念分析基础上，研究设计利用与纠正前物理概念的教学方案、实践、再研究。

四、课题研究价值：应用价值：通过对学生热、光、电、力、磁、原子六方面前概念的调查，为初中物理教学提供学生在以上各部分既有概念的状况，分析这些前概念对物理教学产生的正面、负面影响，调查研究前物理概念形成的背景以及在学生现有经验和智能知识结构中的位置与作用，同时，分析确定学生接受知识、自主构建知识能力，以及对事物与事物发展的想象能力。

在调查分析基础上，提出利用正确前物理概念和纠正错误前物理概念的策略和措施。

此项研究将对初中物理教学设计、学生应用物理知识的实例设计有一定指导作用，对把握教学内容的难点，解决学生学习困难有积极的作用。

理论意义：（1）通过对科学技术、信息技术高速发展的现代学生前物理概念的调查，提出现代学生前物理概念的特点以及形成原因，丰富已有关于前物理概念研究理论。

（2）物理教学中物理概念的建立要经过激发兴趣、引起注意、形成动机——探索体验、得到感性认识——思维判断、得到理性认识——归纳概括确定建立概念。

本研究将从人的认知规律分析物理概念在非正规途径建立过程的规律，探索在学生已有错误物理概念基础上，有效纠正前物理概念，建立正确物理概念的规律。

（3）学生形成物理概念、掌握物理规律的过程，不是简单的、被动的从教科书上或从教师那里接受一些概念和规律的条文，而是在学生头脑深处发生一系列极其深刻、极其复杂的心理变化过程。

本课题研究将调查了解学生在前物理概念与新的物理概念产生冲突时心理的变化，掌握在这些过程中学生的心理变化规律。

（4）从人的知识构建规律角度探索教学中引导学生自主改变、修正原有知识结构，构建新的知识结构的有效方法。

（5）本研究在时间可能条件下，探索学生科学想象能力、掌握科学方法解决问题能力在学习物理过程中的变化。

创新程度：1.相对已有此方面研究所得到的学生前物理概念，较为丰富、全面。

2.多因素分析学生前物理概念成因。

4．分析学生前物理概念对物理知识建构正面和负面的影响作用。

3.研究设计出有效纠正学生前物理概念的教学案例。

五、研究基础：本课题组成员多为市、区级教学骨干。

每位教师有多年教学实践经验，其中四人参加过国家级、省级“十五”课题子课题的研究，并撰写过论文、教学案例，课题已经顺理结题。

课题组成员每位教师都撰写过教学论文，且三人论文在物理教学期刊上发表，多篇论文获得省、市、区级教学论文奖。