促进前概念转变的“五步法”微课教学设计模式探析

［摘 要］受周围环境和生活经验的影响，初中学生在接触物理之前已经对物理现象形成了具体的认知，即前概念，这些前概念有的正确，有的不够完整，有的甚至完全错误。前概念对学生的物理学习会产生积极或消极的影响。文章以“力和运动的关系”的教学为例，将微课数字化资源的利用作为转变学生前概念的契机，探究了促进前概念转变的“五步法”微课教学设计模式。

［关键词］前概念；微课教学设计模式；力和运动的关系

［中图分类号］    G633.7                ［文献标识码］    A                ［文章编号］    1674-6058（2025）02-0043-03

物理概念是整个物理知识体系的基石。学生只有准确掌握物理概念，才能进一步学习物理规律，从而形成完整的物理知识体系。对初中学生而言，他们在学习物理知识之前就已经形成了一定的认知，我们称之为“前概念”。然而，受认知水平限制，很多前概念是错误的。“力和运动的关系”是最难理解的概念之一，学生往往存在“有力才有运动，撤去力物体停止运动”的错误观念。笔者在多年的教学实践中发现，即使学生建立了“牛顿第一定律”的新概念，这些错误的前概念仍然会影响他们对新概念的理解和应用。

出现这种现象的原因主要有以下两种：一是受日常生活中常见现象的影响。在学习物理知识之前，学生往往认为力是维持物体运动的原因。生活中确实存在一些支持他们这一观点的现象，比如教室中的桌子，需要外力推动才会移动，没有外力作用则保持静止。学生接触到这些现象后，经过简单的思维加工，容易形成片面或错误的惯性思维和观点。二是受生活中通俗语言的影响。比如“风吹草动，风止云息”，这些通俗语言会潜移默化地影响学生的认知，使他们更加确信“有力才有运动”。这一错误的前概念会给接下来建立“力是改变物体运动状态的原因”这一新概念造成很大的阻碍。

如何转变错误的前概念？前概念具有广泛性、自发性、顽固性、隐蔽性等特点，传统的教学在改变学生错误的前概念方面效果有限。比如，学生学习了牛顿第一定律，虽然能够熟练背诵，但这只是记忆层面的改变。随着时间的推移，当记忆逐渐模糊时，那些未被真正扭转的错误前概念又会重新占据主导地位，导致学生反复出错。而微课具有内容精练、资源丰富、结构独立、传播方便等优势，还能为学生提供反复回顾和学习知识的机会。因此，巧用微课可以有效促进学生前概念的转变。以“力和运动的关系”为例，针对学生前概念的特点和形成原因，笔者提出了“五步法”微课教学设计模式（见图1）。

下面以“力和运动的关系”的微课设计为例，阐述“五步法”微课教学设计模式。

一、外显——以日常经验为基础，收集展示前概念

学生通常以日常生活中的感知作为理解物理现象和规律的基础。因此，在设计微课之前，教师需对学生已有的前概念进行摸底和诊断。获取学生前概念的途径多种多样，包括发放问卷、与学生对话以及教学观察（如教师之间相互听课和课堂观察）等。通过这些方式，教师可以了解学生头脑中存在哪些前概念。在“力和运动的关系”的微课教学设计中，笔者通过与学生交谈发现，学生基于自身的生活经验，很自然地认为力是维持物体运动的原因，即“有力才有运动，撤去力，物体停止运动”。因此，在微课教学设计的第一个环节（见表1），笔者就让学生暴露出他们的这一前概念。

二、冲突——创设问题情境，引发认知冲突

皮亚杰认知发展理论指出，认知冲突是人的原有图式与新感受到的事件或客体之间的对立性矛盾。国内外研究表明，这种认知冲突会导致学生认知心理的不平衡，从而激发学生的好奇心和探索欲，促使学生通过解决这种认知冲突来恢复心理平衡。因此，创设问题情境以引发认知冲突，是转变学生前概念的关键一步。在“力和运动的关系”的微课教学设计中，笔者在引出学生的前概念后，继续创设情境，以引发学生的认知冲突（见表2）。

三、探究——通过直观实验，促进认知顺应

皮亚杰认知发展理论指出，当个体面临新刺激时，总是试图把它纳入原有的图式中，这个过程被称为“同化”。然而，如果个体头脑中已有的图式不能同化这个新刺激，就必须对原有图式进行修改或者重建新的图式，以容纳这个新刺激，这个过程被称为“顺应”。以“力和运动的关系”探究环节的微课教学设计（见表3）为例，在该环节中，笔者引导学生通过观察、实验、分析等一系列活动，归纳总结出探究问题的规律，进而促进学生认知的顺应。

四、澄清——利用物理概念图，建立科学概念

概念图可以用来组织与表征知识，展示概念节点之间的意义联系，并通过具体事例加以说明，将所有基本概念有机地联系起来。这种组织结构图有助于厘清概念之间的关系，使得知识体系得以更加直观形象地展示，实现思维的可视化。在“力和运动的关系”微课教学设计的前面几个环节中，学生了解了“力不是维持物体运动的原因”，建立了“力是改变物体运动状态的原因”的新认识。然而，这些新认识往往是分散的，导致学生很难整体把握力和运动的关系。此时，概念图便能够发挥重要作用，它可以将学生头脑中形成的新认知精细化，并进行网络化、结构化，帮助学生建立起完备的科学概念体系，实现从前概念到科学概念的转变（见表4）。

五、练习——巩固新认知，深化科学概念理解

布鲁纳认为，学生经历某件事情越是多样，就越有可能把该事情与其他事件联系起来。多种多样的训练有助于揭示各事物之间的共性，并突出每一事物的独特性。前概念具有顽固性和反复性等特点，教师可借助变式练习引导学生转变错误的前概念。变式练习提供了大量包含某一概念的不同事例，可帮助学生巩固新认知，并深化对新概念的理解。“力和运动的关系”练习环节的微课教学设计详见表5。

笔者通过实践研究发现：这五个教学环节环环相扣，层层递进，循序渐进地展开，符合学生的认知规律，对于转变学生关于“力和运动的关系”的前概念起到了较好的效果。通过测试，结果显示通过“五步法”微课教学，学生能够更全面、更深入地理解和掌握力和运动的关系。

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（责任编辑    黄春香）