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1 前概念对建构科学概念的负作用
1。1 什么是前概念？
学生在幼年时期，通过对生活的观察，他可能自发地产生了“玻璃珠比树叶下落的快”、“小车没人推就会停下来”这样的感性认识。我们就把在教师进行教学之前，学生已经持有的非本质的感性认识，称为教学前概念，简称为前概念。
1。2 “前概念”是力学中的特有现象吗？
通过我列举的两个例子，可能有人会认为前概念仅仅是力学中的特有现象，事实就是这样吗？从我教学实验的学生问卷中，我简单列举几例： ①鸡蛋碰石头，鸡蛋破碎的原因是石头对鸡蛋的力比鸡蛋对石头的力大。②电源越多，功率越大。经过的电灯越多，电流就越小。③任何环境下，凹镜都会发散光线，凸镜会汇聚光线。④冬天，同处于室外的铁块和木块，铁块更冷一些⑤磁铁只能够吸引铁，对别的物质无能为力。⑥气体分子间斥力产生了气体压强。⑦分子热运动，会改变物体的形状。⑧在LC震荡电路中，学生认为刚放电瞬间，既然电压最大，那么电流也应该是最大。
通过对学生的问卷调查，我发现，几乎所有的物理学分支，如力、电、光、热、原子、电磁，都有大量的前概念的存在。
1。3 前概念仅仅来源于生活吗？
在上文中，我曾经举过的一些例子，诸如“气体分子间斥力产生了气体压强”，“分子热运动，会改变物体的形”。这些事例都在明确的告诉我们：前概念并不仅仅来源于生活经验，由之前教学所产生的知识的“负迁移”也是产生前概念的重要原因。在物理学习中，思维定势造成的知识负迁移并不罕见，因为学生总是倾向于用原有概念去解释新的物理现象。
1。4 前概念对建构科学概念产生的负作用
在高一的教学中，我曾经做过一个关于惯性的教学调研，高一学过惯性概念后的学生的错误率超过了初三刚毕业未学过惯性的学生。这对我们提出了严重的警告，那就是如果我们的教学不能克服前概念的负作用，将使得学生无法建立科学概念同时对将来的学习也带来严重的后果。
2 传统“接受式”教学理念可以治愈前概念的负作用吗？
在“接受式”理论的指导下，我们过去的物理教学并不成功。教师的教学设计，仅关注物理概念本身，却忽略了学生在日常生活和之前的教学中早已产生了大量的前概念。这些前概念对科学概念的建立起到了负作用，导致学生概念紊乱，而紊乱的概念又必定导致学生对物理本质理解的紊乱。
叶圣陶先生说，学生绝非“空瓶子”，等着“揭开瓶盖”，把各种知识，各项概念条目装进去，学生是生命主体，本身就具有萌发生长的机能，只要给以适宜的培育和护理，就能自然而然的长成为佳果、美蔬、好树、好花。
大量的研究用事实向我们表明表明：传统的教学模式对改变学生头脑中错误的前概念的贡献是微乎其微的。这使得我们必须审视原有教学模式的缺陷，引入更为科学的有利于前概念转变的教学模式，这在当前的物理教学中，显得尤为迫切。
3 前概念转变理论和策略
3。1 理论依据
①奥苏伯尔就曾这样说过：如果我不得不将所有的教育心理学原理还原为一句话的话，我将会说，影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么，然后根据学生的原有知识状况进行教学。我们想要要“治愈”前概念的负作用，我们必须了解学生在新概念建立之前已经产生了哪些前概念。
②维果茨基认为：学生现已经达到的层次，既前概念层次。学生付出努力后可以达到的层次，既科学概念层次。他继而提出了“最近发展区理论”：科学概念的发展和前概念的发展层次并不一样，在科学概念领域学生所能达到的理解层次要高于前概念里的理解层次。而二者之间的差距即为“最近发展区”。如果我们能够在教学中为学生创设一个理想的“最近发展区”，使之成为前概念与科学概念相互联系的桥梁，将有助于学生认知层次的提高。例如讲述电场时可以与重力场进行类比，起到“最近发展区”的作用。
③皮亚杰的“发展认知理论”认为：平衡是在知识建构过程中的一种心理状态，当学生已有的认知结构能够轻松地同化环境中的新经验时，就会感到平衡，否则就会感到失衡。心理状态的失衡驱使个体采取行动调整或改变现有的认知结构，以达到新的平衡。
3。2 前概念转变策略
由上述理论可知，概念教学的本质就是前概念与科学概念相对地位的转变。我们可以通过以下三个步骤来完成前概念向科学概念的转变。
第一步：暴露学生的前概念（诊断阶段）。应采用延迟性的评价原则，待所有学生的观点都暴露后，再提出矛盾，以免暴露不彻底有所遗漏。
第二步：产生认知冲突（冲突阶段）。产生认知冲突，引起学生对前概念的怀疑是物理概念转化的最好的契机和最原始的动力。所谓“学贵有疑，大疑则大悟，小疑则小悟，不疑则不悟。”说的就这这样的意思。
第三步：引导认知顺应（建构阶段）。认知顺应是概念转化的关键，在顺应中矛盾消失达到心理平衡。可以通过讨论和实验，肯定一些观点，否定另一些观点，引导学生得到科学的概念。
孔子曾说：“不愤不启，不悱不发。”朱熹解释：“愤者，心求通而未得之状也；悱者，口欲言而未能之貌也。启，谓开其意；发，谓达其辞。” 这里的“愤悱”就是指学生产生认知冲突的状态，此时教师再去“启发”就能收到事半功倍的效果了。
4 转变案例：铁球和一张纸谁下落更快？
步骤1 暴露学生的前概念（诊断阶段）
①师演示：将铁球和纸片从相同的高度同时释放，请学生观察，哪一个下落的更快？
生回答：铁球比纸片下落更快。
②师提问：在距今两千三百多年的古希腊最伟大的科学家亚里士多德也得到了和我们相同的结论，请大家思考为什么铁球下落的更快？
学生回答：铁球比较重，下落的速度和重力有关（重力论）。或是铁球是圆的，纸片是矩形的，所以比较慢（形状论）。等等。 步骤2 产生认知冲突（冲突阶段）
①师提问：我们将铁球和小气球同时从相同的高度同时释放，如果“重力论”的同学是正确的，我们将观察到什么现象？[HJ1。65mm]
生回答：小铁球下落更快，符合“重力论”的观点。
②师提问：如果我们将铁球和气球拴在一起释放，如果“重力论”仍旧是正确的，我们又将观察到什么现象？
生回答：按“重力论”观点，由于总重量的增加，整体的下落速度应该大于小球单独的下落速度。
③师将铁球和气球连接并演示，提问：大家看到了什么现象？
生回答：整体的下落速度小于铁球的但大于气球的。说明“重力论”是错误的。
④教师将纸片捏成球状和铁球一起释放，提问：大家看到了什么？
生回答：一起落地，并欢呼：形状论是正确的。
⑤教师取一支真空管，放入纸片和纸球，提问：大家看到什么？
生回答：纸球和纸片同时下落，这说明“形状论”也是错误的。显得十分疑惑。
步骤3 引导认知顺应（构建阶段）
①师提问：在我们关注“重力”、“形状”等因素的时候，我们是否忽略了什么？
生回答：我们似乎没有考虑空气阻力。
②师提问：那么真相究竟是什么呢？
生回答：如没有空气阻力，轻重物体应该同时下落。
③教师将铁球和纸片同时放入真空管，并演示。
学生观察到想要的现象后，非常兴奋。
④教师总结：总结：在距今大约四百年前，意大利科学家伽利略利用实验和逻辑推理的方法得到了和我们相同的科学结论。
5 启示与不足
（1）前概念理论的研究始于1903年，由美国教育心理学家霍尔（Stanley Hall）启动一调查。上世纪八十年代后，查朴尼教授和E·Mazur相继提出了以对话为基础的教学策略“对抗与偏见”和“课堂激活式”教学方法，前概念理论得到了进一步的发展和完善。我国从上个世纪九十年代开始前概念理论的研究，与国外相比介入较晚，未形成全面的理论，相应的教学实践也很少。
（2）教育心理学家Posner曾经论述了概念转变的必要条件：①由于前概念不能解释新的现象，学习者出现认知冲突。②科学概念具有可理解性（最近发展区理论）③科学概念具有时效性，可以解释新的现象。④科学概念具有相容性，与其他概念相互融洽而不冲突。在这些情况下，我们可以优先考虑，前概念的转变策略来进行教学。
（3）就某一个学生而言，他们的前概念各有特点，因人而异，但就某一群体或某一科学概念而言，前概念就存在着一些共同的、普遍的规律与特点。在教学中我们既要尊重共性也不能忽略学生的个性。
（4）尽管在试验班的教学中实施了针对前概念转变的教学策略，但是前概念仍旧十分顽固。部分学生即使在教学中接受了科学的概念，但由于没有真正把科学概念纳入自身的认知结构中去，容易出现反复回到原来的错误观点中去。所以我们在教学中更应该坚持概念转变的教学策略。
1。1 什么是前概念？
学生在幼年时期，通过对生活的观察，他可能自发地产生了“玻璃珠比树叶下落的快”、“小车没人推就会停下来”这样的感性认识。我们就把在教师进行教学之前，学生已经持有的非本质的感性认识，称为教学前概念，简称为前概念。
1。2 “前概念”是力学中的特有现象吗？
通过我列举的两个例子，可能有人会认为前概念仅仅是力学中的特有现象，事实就是这样吗？从我教学实验的学生问卷中，我简单列举几例： ①鸡蛋碰石头，鸡蛋破碎的原因是石头对鸡蛋的力比鸡蛋对石头的力大。②电源越多，功率越大。经过的电灯越多，电流就越小。③任何环境下，凹镜都会发散光线，凸镜会汇聚光线。④冬天，同处于室外的铁块和木块，铁块更冷一些⑤磁铁只能够吸引铁，对别的物质无能为力。⑥气体分子间斥力产生了气体压强。⑦分子热运动，会改变物体的形状。⑧在LC震荡电路中，学生认为刚放电瞬间，既然电压最大，那么电流也应该是最大。
通过对学生的问卷调查，我发现，几乎所有的物理学分支，如力、电、光、热、原子、电磁，都有大量的前概念的存在。
1。3 前概念仅仅来源于生活吗？
在上文中，我曾经举过的一些例子，诸如“气体分子间斥力产生了气体压强”，“分子热运动，会改变物体的形”。这些事例都在明确的告诉我们：前概念并不仅仅来源于生活经验，由之前教学所产生的知识的“负迁移”也是产生前概念的重要原因。在物理学习中，思维定势造成的知识负迁移并不罕见，因为学生总是倾向于用原有概念去解释新的物理现象。
1。4 前概念对建构科学概念产生的负作用
在高一的教学中，我曾经做过一个关于惯性的教学调研，高一学过惯性概念后的学生的错误率超过了初三刚毕业未学过惯性的学生。这对我们提出了严重的警告，那就是如果我们的教学不能克服前概念的负作用，将使得学生无法建立科学概念同时对将来的学习也带来严重的后果。
2 传统“接受式”教学理念可以治愈前概念的负作用吗？
在“接受式”理论的指导下，我们过去的物理教学并不成功。教师的教学设计，仅关注物理概念本身，却忽略了学生在日常生活和之前的教学中早已产生了大量的前概念。这些前概念对科学概念的建立起到了负作用，导致学生概念紊乱，而紊乱的概念又必定导致学生对物理本质理解的紊乱。
叶圣陶先生说，学生绝非“空瓶子”，等着“揭开瓶盖”，把各种知识，各项概念条目装进去，学生是生命主体，本身就具有萌发生长的机能，只要给以适宜的培育和护理，就能自然而然的长成为佳果、美蔬、好树、好花。
大量的研究用事实向我们表明表明：传统的教学模式对改变学生头脑中错误的前概念的贡献是微乎其微的。这使得我们必须审视原有教学模式的缺陷，引入更为科学的有利于前概念转变的教学模式，这在当前的物理教学中，显得尤为迫切。
3 前概念转变理论和策略
3。1 理论依据
①奥苏伯尔就曾这样说过：如果我不得不将所有的教育心理学原理还原为一句话的话，我将会说，影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么，然后根据学生的原有知识状况进行教学。我们想要要“治愈”前概念的负作用，我们必须了解学生在新概念建立之前已经产生了哪些前概念。
②维果茨基认为：学生现已经达到的层次，既前概念层次。学生付出努力后可以达到的层次，既科学概念层次。他继而提出了“最近发展区理论”：科学概念的发展和前概念的发展层次并不一样，在科学概念领域学生所能达到的理解层次要高于前概念里的理解层次。而二者之间的差距即为“最近发展区”。如果我们能够在教学中为学生创设一个理想的“最近发展区”，使之成为前概念与科学概念相互联系的桥梁，将有助于学生认知层次的提高。例如讲述电场时可以与重力场进行类比，起到“最近发展区”的作用。
③皮亚杰的“发展认知理论”认为：平衡是在知识建构过程中的一种心理状态，当学生已有的认知结构能够轻松地同化环境中的新经验时，就会感到平衡，否则就会感到失衡。心理状态的失衡驱使个体采取行动调整或改变现有的认知结构，以达到新的平衡。
3。2 前概念转变策略
由上述理论可知，概念教学的本质就是前概念与科学概念相对地位的转变。我们可以通过以下三个步骤来完成前概念向科学概念的转变。
第一步：暴露学生的前概念（诊断阶段）。应采用延迟性的评价原则，待所有学生的观点都暴露后，再提出矛盾，以免暴露不彻底有所遗漏。
第二步：产生认知冲突（冲突阶段）。产生认知冲突，引起学生对前概念的怀疑是物理概念转化的最好的契机和最原始的动力。所谓“学贵有疑，大疑则大悟，小疑则小悟，不疑则不悟。”说的就这这样的意思。
第三步：引导认知顺应（建构阶段）。认知顺应是概念转化的关键，在顺应中矛盾消失达到心理平衡。可以通过讨论和实验，肯定一些观点，否定另一些观点，引导学生得到科学的概念。
孔子曾说：“不愤不启，不悱不发。”朱熹解释：“愤者，心求通而未得之状也；悱者，口欲言而未能之貌也。启，谓开其意；发，谓达其辞。” 这里的“愤悱”就是指学生产生认知冲突的状态，此时教师再去“启发”就能收到事半功倍的效果了。
4 转变案例：铁球和一张纸谁下落更快？
步骤1 暴露学生的前概念（诊断阶段）
①师演示：将铁球和纸片从相同的高度同时释放，请学生观察，哪一个下落的更快？
生回答：铁球比纸片下落更快。
②师提问：在距今两千三百多年的古希腊最伟大的科学家亚里士多德也得到了和我们相同的结论，请大家思考为什么铁球下落的更快？
学生回答：铁球比较重，下落的速度和重力有关（重力论）。或是铁球是圆的，纸片是矩形的，所以比较慢（形状论）。等等。 步骤2 产生认知冲突（冲突阶段）
①师提问：我们将铁球和小气球同时从相同的高度同时释放，如果“重力论”的同学是正确的，我们将观察到什么现象？[HJ1。65mm]
生回答：小铁球下落更快，符合“重力论”的观点。
②师提问：如果我们将铁球和气球拴在一起释放，如果“重力论”仍旧是正确的，我们又将观察到什么现象？
生回答：按“重力论”观点，由于总重量的增加，整体的下落速度应该大于小球单独的下落速度。
③师将铁球和气球连接并演示，提问：大家看到了什么现象？
生回答：整体的下落速度小于铁球的但大于气球的。说明“重力论”是错误的。
④教师将纸片捏成球状和铁球一起释放，提问：大家看到了什么？
生回答：一起落地，并欢呼：形状论是正确的。
⑤教师取一支真空管，放入纸片和纸球，提问：大家看到什么？
生回答：纸球和纸片同时下落，这说明“形状论”也是错误的。显得十分疑惑。
步骤3 引导认知顺应（构建阶段）
①师提问：在我们关注“重力”、“形状”等因素的时候，我们是否忽略了什么？
生回答：我们似乎没有考虑空气阻力。
②师提问：那么真相究竟是什么呢？
生回答：如没有空气阻力，轻重物体应该同时下落。
③教师将铁球和纸片同时放入真空管，并演示。
学生观察到想要的现象后，非常兴奋。
④教师总结：总结：在距今大约四百年前，意大利科学家伽利略利用实验和逻辑推理的方法得到了和我们相同的科学结论。
5 启示与不足
（1）前概念理论的研究始于1903年，由美国教育心理学家霍尔（Stanley Hall）启动一调查。上世纪八十年代后，查朴尼教授和E·Mazur相继提出了以对话为基础的教学策略“对抗与偏见”和“课堂激活式”教学方法，前概念理论得到了进一步的发展和完善。我国从上个世纪九十年代开始前概念理论的研究，与国外相比介入较晚，未形成全面的理论，相应的教学实践也很少。
（2）教育心理学家Posner曾经论述了概念转变的必要条件：①由于前概念不能解释新的现象，学习者出现认知冲突。②科学概念具有可理解性（最近发展区理论）③科学概念具有时效性，可以解释新的现象。④科学概念具有相容性，与其他概念相互融洽而不冲突。在这些情况下，我们可以优先考虑，前概念的转变策略来进行教学。
（3）就某一个学生而言，他们的前概念各有特点，因人而异，但就某一群体或某一科学概念而言，前概念就存在着一些共同的、普遍的规律与特点。在教学中我们既要尊重共性也不能忽略学生的个性。
（4）尽管在试验班的教学中实施了针对前概念转变的教学策略，但是前概念仍旧十分顽固。部分学生即使在教学中接受了科学的概念，但由于没有真正把科学概念纳入自身的认知结构中去，容易出现反复回到原来的错误观点中去。所以我们在教学中更应该坚持概念转变的教学策略。