所谓前概念是指学生在接受科学概念之前，根据已有的知识经验形成的对事物的认识。前概念和科学概念之间存在着一定的差距，甚至是完全对立的关系。它对人类形成科学概念会产生相应的干扰作用。

有这样一个实验：把一只跳蚤放在一个广口瓶中，跳蚤一下子就跳了出来；但倘若盖上盖子，让跳蚤反复跳多次后，拿走盖子，则跳蚤会跳不出来。这时我们发现，跳蚤只会跳到原来盖子位置所对应的高度。

这个实验事实告诉我们：如果不注意条件的变化，一个人已有的一些经验、概念往往会成为其继续学习的障碍。物理概念和规律都是在一定外部和内部条件的共同限制下产生出来的，如果这些条件悄悄地发生了变化，则相应的概念和规律也将随之而发生变化。因此，仔细、科学地研究物理概念建构过程中前概念的成因及变化特点，对开展良好的概念教学活动具有深远的历史意义和重大的实践价值。下面，我就以“轻重物体谁下落得更快”为例，浅述前概念问题的成因及变化，分析开展前概念问题研究的原则与方法，企图对整个中学物理的教学以点滴的启示作用。

一、前概念的成因的科学研究

首先，轻重物体谁下落得更快的问题与物体在重力作用下什么时候将下落得更快是两个完全不同的问题。地球表面某个物体下落的快慢与其轻重没有固定不变的关系。如果物体受到的阻力作用的影响相对其受到的重力作用的影响大，则该物体会下落得慢一些，即所谓的加速度将比较小；如果物体受到的空气阻力相对其受到的重力能够忽略不计，则同一地点的所有物体包括重的物体与轻的物体下落得将是一样快，即加速度相同。

其次，如果你拿这个问题去问一个初中以上的学生，毫无疑问，得到的答案是“一样快”。因为他肯定听人讲过或从书本上看过伽利略的著名的比萨斜塔实验。所以，研究轻重物体谁先落地问题的前概念成因和变化，如果选择初中以上的学生为研究对象，势必会使问题研究不够全面深刻，也不够真实有效。所以本问题研究中，我把研究对象确定在小学二至四年级的学生。这个年龄层次的学生一般不会知道比萨斜塔实验，但他们却已经具备了一定的表达自己想法的能力。

下面是我就这个问题和三组学生交流的情境:

情境1：路上遇到两个小女孩。

我特别亲切地问她们：“小朋友，你们几年级啊? ”

两声幼雏的声音回答我：“三年级。”

我面带笑容而显得特别真诚地问：“叔叔有个小问题，想请教你们，你们愿意回答吗？”

女孩甲很有兴趣地说：“你说吧？”

我赶忙说：“你们觉得重的物体和轻的物体谁下落得更快啊？”

小女孩甲立即表示：“一样快”。

“为什么呢？”我追问。

“我在一本书上看到过” 女孩甲急着表白。

“你呢？”我转问女孩乙。

另一个小女孩想了想，说：“我觉得应该是重的物体下落得更快一些。”

“那你知道为什么吗？”我很想知道结果似地追问。

“我觉得重的物体是一下子就能到达地面，而轻的物体总是飘着到地面的。”

“那什么才是重的物体，什么才是轻的物体呢”

“铁块，大石头是重的，棉花，羽毛树叶是轻的。”

“很好，小朋友，可叔叔有两个实验搞不懂，”我一边问，一边从口袋里拿出一张小纸片和一枚硬币，然后让它们从同一高度下落的过程。接着我把小纸片团成一个很小的纸团，再让他们观察下落过程，我演示了7、8次，直到她们确信纸团和硬币几乎是同时下落的为止。然后，我问：“小朋友，你能帮我解释刚才的实验现象吗？”

“我觉得如果物体聚成一个点，它下落得就会快了。”女孩甲沉思着说，过一会，她想了想补充道：“我觉得可能和物体的面积有关系，如果物体的面积小，下落得就会快。”

“哪你觉得大苹果和小苹果谁下落得更快呢？”

女孩乙抢着说：“大苹果快，不，小苹果快”，她急着改正……

情境2：两个稍大一点的女孩子，在买冰水喝，五六年级的样子。我问她们同样的问题，两个小女孩表示不愿意回答并且意欲走开。我还是很有耐心地走过去，显出真诚的神态。还不错，其中一个小女孩停了下来。

我说：“谁快呢？”

女孩丙说：“觉得重的物体下落得更快。因为重的物体很重，一下子就能到达地面，而轻的物体太轻了，所以到达地面要慢一些。”

“哪你认为什么是重，什么是轻呢？”

“不知道”，另一个小女孩补充说，“我觉得一下子落下来的东西很重，在空中飘的东西是轻的。”

然后我重复了上面的实验。小女孩解释说：“我觉得团成一个点纸变重了。所以下落得快些了……”

情境3：一个小男孩正在上坡的台阶上走，我问他同样的问题，他当即说：“当然是一样快，我在一本书上看到过，有个斜塔的实验，两个铁球是一块到达地面的。”而且他还跟我说了这个实验的过程。我追问他，没看书之前，你是怎么想的呢，他说他原来也觉得是重的物体下落得快，原因是轻的物体受到风的影响比较大……

这是我得到的第一手资料，我觉得这些学生的回答得都非常好，非常地真实而有意思。这也引起了我新的一些思考，我在此总结一些他们之所以形成这个问题的前概念的原因。和大家来共同商讨。

1、小学生对“轻”、“重”这两个概念的认识大多是比较模糊的，这样的认识与物理学中的“轻”、“重”的定义有不一致的地方，小孩们往往认为“飘的物体是轻的，一下子到达地面的物体是重的”，“羽毛、树叶、纸片是轻的，而铁块是重的”，他们更习惯于把“轻”、“重”与物体的运动状态、密度、体积等联系起来，而不是一个抽象了的物理概念。

2、人们生活的环境是具体的丰富而复杂的，它不完全象抽象了的物理实验情境。人们平时看到更多的是“飘飞的羽毛、树叶，快速下落的石块，冰雹，当然偶尔也会有人看到大小苹果从同一高度同时落地的例子，但这些偶见常常会被一些更常见的现象所掩盖，从而总难引起人们的注意，引发人们的思考。我们生活中常常见到轻的物体下落总会受到阻力的明显的影响，因而产生“当然轻的物体下落得要慢一些”的错误的前概念。

3、思维定势也会对物理概念的认识产生干扰作用。有时，即使是一个物理教师，也不例外。例如，你问轻重物体同时下落，谁快？他们仍然很有可能答出“一样快”的错误结论。这种前概念的形成是由于我们看了一些有关这个概念的知识，但又没有真正去理解产生正确概念的各种条件，从而在对具体的问题的判断过程中，失去了思维的独立性。

当然，对低年龄的学生来说，给出一些初级的概念总是利大于弊。

二、前概念与科学概念的辨证关系

前概念对学生学习科学概念会有一些不利的影响。但前概念和学习科学概念的关系应该是一种辨证关系。

一方面，由于小学生的思维水平还停留在前运算阶段，所以，他们通常只能根据一些具体的显见的现象来作出问题的判断。但因为一个人的认知过程是有顺序并且这个顺序是不可能改变的，因此，我们不能也无法去超越正常的认知过程。这样，一些概念的直觉经验虽然可能成为进一步学习的干扰因素，但应该鼓励适时地去科学建构。这些前概念肯定都将是继续学习科学概念的物质基础，并且，随着科学概念建构的逐渐完善，人们利用概念去分析和解决身边这个纷繁复杂的自然界中的相关问题就会越来越准确而有效。

另一方面，有些前概念对科学概念的建构是有促进作用的。比如，情境中的小女孩觉得“物体缩成一个点会下落快”、“下落速度与物体的面积有关”，小男孩认为“下落的快慢和风力有关”等等，这些前概念对于物理学中的合力概念、质点概念的建构都有很好的促进作用的。因此，在具体的物理概念的教学中，教师们似乎更应该考虑怎样更好地利用学生的前概念，迁移也好，引起认知冲突也好，进行有针对性的教学设计，使得科学概念的建构得更快、更准确。

三、研究前概念的成因应持有科学态度

1、科学研究必须要有科学态度，进行前概念的研究，要有实证主义的科学态度

这方面的问题，哪怕是很微不足道的一个小问题，都必须尝试亲自实践，亲自实地考察，亲自安排学生探究等。前概念不是教师们凭想象出来的，实地去做一做，作个调查，做个实验，才能得到最真实、最可靠的资料。例如，本文情境中的几位小朋友的回答就非常真实，他们的语言也是鲜活生动的。从中我们可以看到，现在有些孩子其实很聪明，知识面也很广，可能已经超过了教师凭空猜想的前概念层次，教师们只有准确地把握学生前概念的情况和水平，才能真正做到，有的放失，因材施教。

2、研究对象的选取与情境的创设

科学研究对象的选取一定要准确，要注重研究过程的信度和效度。就本文所涉及到的问题上，如果我们选择初中或高中学生来研究，不言而寓，最终得到的结论可能会受到研究对象的实际经验的重大影响。

为开展对前概念问题的科学研究，教师们应该尽量创设一种轻松的、诚信的氛围。研究者应该让研究者尽可能说出他们自己的真实的理解和思想。在对本文所述的前概念的研究过程中，我从对象的随机选择，到设问时的语气、笑容和身体协配等都刻意去追求没有压力但充满思维负荷的问题研究情境。这些，有时在班级教学特别是大班教学中，难以做到。例如有的老师威望很高，很多学生便都不敢说出自己对问题的真实的看法，这样，教师也就无法知道学生们的准确的前概念，当然也就谈不上在准确的基础上进行科学概念的建构。

3、合作研究的力量是个体研究的力量所无法比拟的

一个复杂的问题研究往往不是靠一、二个人就能研究出来的。合作研究能使研究工作取长补短，互为补充，她能使研究群体在迸发出美丽的火花的基础取得最大的研究效益。本文问题的研究，看是一人，但研究的思路、方式方法等都是在集思广益的基础上慎重确定的，这给研究的成功开展，提供了良好的保障作用。

4、开展文献研究，是前概念问题研究的另一种好方法

问题研究之前，首先尽量地要多查阅一些相关的资料，多了解一些别人在这个领域所做过的研究。同时也要尽可能地多看一些与问题研究有关的边缘学科的知识和方法，这些多将很好地促进和完善所涉问题的深入研究。