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新课程背景下的物理课堂教学设计 课堂教学是实施新课程理念的主渠道、主阵地，也是学生获得新知识的主要途径。新课程标准的实施要求教师从讲授者与传递者发展为设计者、决策者和引导者、组织者，要求突出学生的主体地位，要求课堂从教师向学生直接传递学科知识转为由教师与学生共创的场所。如何实现教师教学理念的转型，实施新课程理念，提高课堂教学的质量，增效“减负”，在很大程度上与课堂教学设计的优劣有关。教学设计以教学理论、学习理论和传播理论为理论基础，突出教学规范的转型和教学方式的转变。教学设计有利于教师专业化水平的提高，有利于教育技术的开展。下面就新课程背景下并针对我校学生实际情况，如何进行初中物理课堂教学设计，谈谈本人的看法。一、新课程教学设计的几个重要理念1、帮助个体的学习 新课改要求学生不仅要重视知识的获得，而且更重视获得知识的过程和方法，更加突出了学生的学。教学设计的目的不在于教师如何讲完知识内容，而在于如何帮助学生个体的学习，从而使学生真正成为课堂教学中的主人，因此教学设计应尽可能考虑到有利于每一个学生的学习。2、重视个人的发展 系统设计的教学能极大地影响个人的发展。教学设计要明确没有一个人是“教育上的不利者”，要尊重学生的人格和尊严，要尊重学生的差异性、独立性、自主性，关心学生个性的发展和完善，并确保所有学生都得到最充分地运用自己的潜能的平等机会。新课程侧重于学生对获取知识能力的培养，课堂教学设计必须在充分考虑学生的学习条件的基础上，不仅要让学生知道所知道的东西，更要让学生懂得如何去学习这些知识，重视学生能力的发展，并在此过程中提升学生的情感，引导其形成正确的世界观与价值观。3、教学设计的阶段性 教学设计的阶段性指对知识的延续性、传承性和系统性而言，也与学生的身心发展水平和身心状态这一条件有关，分为即时的或长期的，长期的教学设计是指教师对于课程的一种整体设计，即时的教学设计即课堂教学设计要考虑到课程的整体设计和学生的现状：学生现有的知识水平、学生的身心发展水平等。课堂教学设计要注意“一口吃不成胖子”，要遵循教育规律的渐进性。4、教学设计的整体性 课堂教学是由教学目标、教学内容、教学手段、教学方法、教学组织形式、教师和学生等多种要素组成的复杂的系统。只有从整体的角度，深入分析课堂教学过程中的各要素及其关系，对教学过程进行设计，才能实现课堂教学的整体优化。二、新课程教学设计的一般程序1、学习任务分析 学习任务分析即学习需要分析，这是教学设计模式中首先要进行的内容，它是指学习者目前的学习状态（教学问题的起始状态）水平与期望达到的学习状态（教学问题的终态）水平之间的差距分析。期望达到的学习状态主要是由教学大纲和学习内容所决定的。教师通过从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面对教学大纲进行分析，以明确某一知识点的学习任务，即学生学什么。 例如：初中物理《电路连接的基本方式》一节教学中，知识与技能的要求是：（1）知道电路有串联和并联两种基本连接方式。（2）会连接简单的串、并联电路，并能画出相应的电路图。（3）能利用串、并联电路的特点，分析、判断出生活中电路的连接方式。过程与方法的要求是：（1）组织学生自主探究，得出电路两种基本连接方式，并让学生通过对实验的观察、对比，得出串、并联电路的基本特点。（2）组织学生观察生活中一些实际电路，并判断它们的连接的方式，从而让学生从物理课本走向实际生活，激发学习物理和热情。情感态度与价值观的要求是：在连接和排除电路故障的过程中，培养学生的动手能力、思维能力，并在探究过程中让学生学会交流与合作，体会成功的喜悦。2、教材内容分析 教材内容是教师完成教学任务、实现教学目标的主要载体，教材内容的分析是教学设计的基础。对教材内容的分析，就是要明确教师教什么、所教内容在整个物理教学中的地位与作用、这部分知识发生、发展的过程、与其他知识之间的联系、在社会生活、生产和科学技术中的应用、培养和提高学生的科学素养所具有的功能和价值、知识教学的深度、广度、重点、难点以及可以利用的教学资源（如实验条件、课件、习题）等进行分析。 例如：对《电路连接的基本方式》一节的分析：第十三章《电路初探》是初中电学的基础，让学生理解和掌握基本概念，为以后的综合应用奠定坚实基础是这一章教学的基本原则。电路的两种基本连接方式，是本章教学中的重点内容，掌握好“串联电路”和“并联电路”的基本特点可以为今后电学的学习奠定良好的基础。本节内容蕴涵着典型的物理思想方法，在研究复杂问题时的“从简到繁、从易到难”的科学研究方法等，故在物理知识教学的同时，应结合物理思想方法的教育。关于“电路”，学生在日常生活中有所表性了解，本节重点是要让学生理解串、并联电路特点；按要求画电路图及根据电路图连接电路。教学的难点是串、并联电路的识别。3、学生特征分析 学生特征分析主要是指学生在学习物理新内容之前的生活经验和经历。这些经验和经历将影响学生的物理学习，甚至在学习过程中会出现一些学习迁移现象。学生特征分析包括：了解学生原有的知识基础、现有的学习能力、学习态度等。在教学设计中要坚持以学生为学习的中心，满足学生的学习要求，从自己所教学生的实际出发分析，不仅要了解学生具有哪些影响学生学习的一般因素，具有哪些学习新知识所需要的初始知识技能，而且还要分析学生用原有的认知结构将会怎样地去认识新的知识和对新内容的情感态度，了解学生在学习过程中哪些学生能适应，哪些学生不能适应，学生“应该做什么”、“能够做什么”和“怎样做”等。 例如：对《电路连接的基本方式》一节分析：学生在日常生活中已有表性的了解，通过第一节内容的学习，对电路也有简单的理解，但由于学生的空间想象能力、思维能力还有一定欠缺性，做好实验尤其重要。教师利用学生对初学电学的兴趣引导学生自己动手探究、分析、讨论得出什么是串、并联电路及特点。4、教学目标设计 教学目标设计是要解决教什么（或学什么）、达到什么水平的问题，它是在学习任务分析、教材内容分析和学生特征分析基础上，分析教材内容中的学习结构与学生原有的学习结构之间的差距，提出教学过程中所要解决的具体问题。它为教学内容与教学方法的选择提供了依据，也为教学的组织、教学的评价提供了依据。教学目标应该从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个方面来制定，突出综合性。 例如：对《电路连接的基本方式》一节的设计：知识与技能方面；过程与方法方面； 情感态度与价值观方面设计如上面所示。5、教学策略设计 教学策略是为完成特定的教学目标而设计的教学模式，是教学设计的中心环节。在教学设计过程中，要体现教学策略的灵活性，即同一教学内容，可以有不同的处理方式，我们可以依照新课程理念、依据学生和教学内容的特点，选择最适合的教学组织形式、教学方法、学法指导等。 例如：对《电路连接的基本方式》一节设计：可为教师的实验演示和学生分组实验相结合的实验探究式课堂教学模式，通过抓住知识的产生过程，积极引导学生主动探究，让学生参与观察、实验、分析、讨论、思考、应用等多项活动，激发学生学习物理的兴趣，培养学生观察能力、实验能力，体验科学探究的过程和方法，激励学生勇于探索新知，并结合课件辅助教学和实例分析法，帮助学生理解和掌握电路连接的基本方式和串、并联电路的基本特点等。5、教学过程设计 教学过程设计是要解决怎么教、如何学的问题。设计教学过程是教学设计的重要环节，是教师教学理念和教学思想的具体体现。教学过程的设计首先要将教学内容分解成若干个组成部分，并明确各组成部分的意义与作用，然后安排恰当的顺序进行组织。一个完整的教学过程至少应包括导入、新课和结尾三个环节。一般情况下教学策略的设计与教学过程的设计往往是同时进行的。 例如：对《电路连接的基本方式》一节的设计：可设置 “什么是串联电路”、“什么是并联电路”、“串并联电路特点有何不同”3个课题讨论，每个课题以“提出问题、实验与观察、分析与归纳、总结与结论”为认知程序，引导学生既研究物理规律，又掌握研究物理规律的方法。6、教学媒体的选择与应用 现代教学辅助媒体的发展，为教育提供了新的活力。教学媒体可分为五类：（1）非视觉投影媒体：包括印刷材料、黑板、挂图、模型、实物、实验器材等；（2）投影视觉媒体：幻灯机、投影器等；（3）听觉媒体：录音机、收音机等；（4）视听媒体：电影放映机、电视机、录像机等；（5）综合媒体操作：计算机教学系统及相应的教学软件等。 教学媒体的选择，需依据学校现有的设施条件，将各种教学媒体的特性和教学内容的特点有机结合来设计，所选的媒体要能有效实现相应的教学事件和教学目标。物理教师在课堂上，合理地选择、组合和使用模型、投影、视频等直观手段，展示或再现，不仅可以形象、直观地向学生传授物理学知识，而且可以激发学生学习物理学的兴趣，集中学生的注意力及增加课堂信息容量。 例如：在《电路连接的基本方式》一节中：可用多媒体课件展示各种各样的日常生活中的电路引起学生兴趣。然后充分利用实验器材让学生自由连接电路，让学两只小灯泡亮起来，最后教师引导学生根据自己所连接的电路画出电路图，分析它们的异同点，从而得出什么是串联电路和并联电路。同样利用实验器材引导学生继续实验得出串并联电路的特点。这样可以给学生很深刻的印象。7、课堂教学评价设计 教学评价包括实际教学中的目标体系是否体现了新课程的理念，在实施的教学过程中所表现出来的对教学问题的分析和对教学策略的决策是否准确及有效等。评价的目的是为了改进并提高教学设计的能力，对教学效果未达到目标要求的部分进行必要的补救改进，是教学设计中不可缺少的重要环节。一般从以下几个方面入手：在确定本节课的知识与技能、过程和方法及培养学生的情感态度和价值观方面是否有不足和遗漏，教学的重点和难点的选择是否恰当；教学顺序（或线索）是否合理；教学策略和教学方法、手段、教学媒体的选择是否有效；设置接收教学反馈信息的问题是否具有针对性，有否考虑到学生的主动学习、有否最大限度增加每个学生活动的机会、有否扩大师生间交流合作、有否考虑如何控制课堂秩序等。 当今社会对教育的要求越来越高，面对这一挑战，我们教育工作者应认真学习教育理论，转变教学理念，通过教学设计实现优化教学过程，从而达到提高教学效率，达到“课堂增效”之目的。备注：资源共享 
初中物理教学课堂设计初中物理课堂教学设计的原则新课程改革的核心环节是课堂教学的改革，而课堂改革又着眼于课堂教学设计。因而课堂教学的科学性、合理性、有效性就直接影响着教学任务的实施，初中物理课程的教学任务是：学习物理学基础知识及科学方法，培养学生学习物理学的兴趣，学会应用有关知识解决问题，并树立科学观点、科学精神，培养创新意识和能力。传统的以教师为中心的思想规范的教学行为没有或较少从物理的精神、思想、和方法上挖掘教材内容的内涵，也较少注意从能力培养的着眼点上组织教学，不能达到现代课程理念要求的“以学生发展为本”。而建构主义的学习理念刚好补充了这些的不足。一、建构主义学习观构建主义作为一种关于认识的哲学，它至少可以追溯到三百年前的意大利哲学家维科(G，B．Vim，1668—1744)，他强调知识和行动有密切关系，“真实的东西就是被建构出来的东西”，因此，人们只能清晰地理解自己建构的一切。后来，德国哲学家康德(I．Kant，1724--l840)也认为，主体不能直接通向外部世界，而只能通过利用内部建构的基本的认知原则去组织经验，形成知识。上世纪对建构主义思想的发展起推波助澜作用，并将它直接与人的学习联系起来的要首推杜威、皮亚杰和维果茨基三个人。其中美国哲学家、教育家杜威(J Dewey，1859—1952)认为，理解在本质上是联系动作的，真正的理解是与事物怎样动作和事情怎样做有关的。因此他将立足于“行动”的学习与不确定情境中的探索联系在一起，断言正是情境内在独特的、积极的不确定性，才能引发学习者的探索，并激励和指导学习者不断地探索。同时他还指出，这些情境必须发生在一定的社会背景之中，学习者在其中创建学习共同体，并在该共同体中一起建构他们的知识。当今建构主义者主张：世界是客观存在的，但对于世界的理解和赋予意义却由每个人自己决定；人们以自己的经验为基础来建构或解释现实，每个人的世界是用各自的头脑创建的；经验和对经验的信念的不同致使人们对外部世界的理解便也迥异；为了获得真理，人们通过合作学习修正自己的认识，从而使理解更深刻和全面。所以，他们比其他学派的学者更关注如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识，更强调学习的建构性、主动性、目的性、情境性。建构主义的物理学习观认为：物理教学过程本质上是一种认识过程，是学习者个体建构和师生组成的“学习共同体”社会建构的统一过程，在此过程中，学生的主体作用和教师的主导作用均应表现出能动性，这一能动性应统一在形式多样的教学活动中。二、教学设计原则根据初中物理教学的任务和建构主义的物理学习观，现提出初中物理课堂教学设计时应遵循的五条原则：以学生发展为宗旨 教育最核心最重要的职能是要促进作为具体的、活生生的、个体的人的发展，教育改革亦是以学生发展为宗旨，即“一切为了学生的发展”。因此，初中物理教学设计时应明确地把提高学生的智力和能力放在优先地位，也就是应把智能开发作为教学设计的始点和终点。在设计某一课时时，所选择的知识结构、教学方法等都应体现对学生的智能发展可能产生的影响。如一位教师讲二力平衡的条件时，她在讲课中让学生用桌上的弹簧秤、滑板、小车两人一组动手实验，通过观察弹簧秤的读数，分析力的大小、方向，经过讨论、归纳出了二力平衡得条件。这样做学生参与程度较高，通过动手操作，动口讨论，动脑思维，归纳规律，有利于学生发现品质的培养和抽象概括能力的提高。接着引导学生从二力平衡的条件引导学生分析身边有关得平衡问题。这样做既突出了学生的主体地位，又培养了学生运用知识解决实际问题得能力。这节课中，教师没把要讲的内容当成现成的知识传授，而是进行了活化，作为一个知识探索及获得的过程，有效地提高了学生“自主学习”的能力。以学生为中心传统的课堂教学，学生们主要是“听中学”、“看中学”，即学生听教师讲解、看教师提供的教具、图片或录像，在听或看的过程中思考、记忆。而新课程提倡“做中学”，这是美国进步教育家杜威倡导的方法，让学生在活动中、在操作实验或深入实际生活的过程中学习，让学生从自己的直接经验中学习，即以“学生为中心”。“以学生为中心”的原则还要求在进行物理课堂教学设计时要充分考虑到学生已有的知识和经验，考虑到学生的生理和心理发展水平，了解学生，尊重学生，建立平等、民主、和谐的课堂教学氛围，做到实现教学目的和以学生为中心的一致性。建构教学情境，激发学习兴趣 随着物理课程的改革，很多地方的物理课时也随着调整，那要如何让学生在这短而少的40分钟内掌握好所要完成的学习任务？这就要求学生自己能积极、主动地学习、完成练习，而能够调动初中学生积极性的就是学习的兴趣。爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师”，在初中物理教学中，能激发学生学习兴趣的便是创造良好的物理情境氛围。初中物理教学中的情境可分为两种：实物情境和故事情境。（1） 实物情境实物情境又可分为实验情境与多媒体情境。新教材与就教材想比，实验的项目和数量都有所增加。教师要精心设计小实验、小制作及课外小实验，直观、形象、有趣的小实验能收到比任何语言描述都到的效果。而应用多媒体播放出来的课件在物理教学中起到积极的作用课件营造了一个立体的多维的生机盎然的物理教学情境，为学生提高丰富的直观的感性材料，调动学生的主动思维的积极性，增强学生学习物理的兴趣。（2） 故事情境 教师根据教学内容和学生的兴趣，在教学设计时，把握知识点，选取相关资料做“活化剂”，在上课发生或发展的过程中适时引入。要做到这一点，教师备课时哟重点注意以下几点：（1）、挖掘做讲知识与生活、生产的实际联系。（2）、了解该知识的发展过程及科学家相关的轶闻趣事。（3）、联系所讲知识设置悬念。例如，一位教师讲：在很久很久以前，北风刺骨，千里冰封，一个卖油郎沿冰过河，一不小心，“啪”一声摔倒了，这可惨了，油流了一地、更惨的是他怎么也爬不起来了，一起一摔，这时河岸上一只狗“汪、汪”地叫起来，卖油郎气不打一处来，捡起身边的空油桶向狗砸去，呵，奇迹出现了，(戛然而止，扫视学生)，接着说：“他滑到了岸边，爬上了岸。”学生笑了，教师问：“这里涉及了多少学过的物理知识?下课后找出来。”一节课余味未尽，轻松愉快，印象深刻。整体建构原则这里的建构原则包括课堂内容的建构与结构的建构。（1）课堂内容的建构 在教学设计时，应把本节课所要学习的内容以及每个知识点蕴在整体知识的适当部位，而不应孤立的、割据的观点教知识、练技能。这就要求物理教师应具有完整的物理知识结构，要求明确该知识在整体中的地位，明确该知识在生活和社会中的实际应用。只有这样，教学中才能前后知识融通，使学生学得明白、学得主动。（2）课堂结构的建构 物理课堂结构的建构不等同于若干个教学环节的顺序安排，或者说多四十五分钟作简单的划分和确定，而应对教这一具有特殊性的活动过程加以考察和确定，课堂教学的过程是学生认知的过程，因而在进行课堂教学设计时，首先不能违背学生的认知规律这一原则。其次要重视课堂教学方法和学法的指导，不同的教学方法体现不同的教学思想，一堂课可以融会贯通多种教学方法，使整堂课贯穿实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标的思想。及时反馈补偿物理教学设计时，要考虑到各个教学环节的教学时学生可能会产生的疑惑、会提到的问题，即课堂的反馈信息，这时就要做好补偿措施，发现的问题要及时处理，以免影响教学进程或使学生形成错误的思维定势。例如，讲过浮力后，教师说：“既然浸在液体中的物体都要受到浮力的作用，为什么有的物体能够漂浮在水面，有的物体确沉到水底呢？”很多同学都作出了正确解释，个别学生没转过弯来，又通过让拉车的实例分析得出物体能否运动、向什么方向运动，不是有一个力决定的，而是有它所受到得所有力决定，虽然物体都受到浮力但也受到重力得作用，学生终于明白。同时页为浮沉条件做好准备。认知规律是客观的，个性差异也是难免的，整体调查和个案调查与处理在所难免，故教学设计中反馈补偿是非常重要的。希望对你有帮助，如有帮助，请采纳，谢谢
在面对21世纪的新课改中，应注重对初中物理教学的探索研究。本文主要从初中物理教学探索方面进行研究，首先介绍了注重学习物理动机培养的重要性，其次介绍了激发学生学习物理的兴趣的方法与策略，最后提出运用探究教学方法，培养物理能力。自然 科学 的 发展 推动了社会的进步，特别是物 理学 科，对人类生活的影响，恐怕难以估计。然而在现今中高考指挥棒的魔力下，因为其在中考中相对分值的减少，而在人们心目中对它形成了一种中学物理是“小科”的认识，使本来认为物理这门课程难学好的境况雪上加霜了。我们应该注重初中物理教学的探索研究。1 注重学生物理动机的培养学生是学习的主体，学生必须有志于学、乐于学，才能取得优良的学业成绩。尤其当学生不存在智残与知识缺陷时，学习动机的有无与强弱对学习的影响至关重大。大量的研究发现，物理学习动机的指向和水平直接影响着学生的学习物理行为和学业成就。培养学生学习物理动机的几种常见措施有:(1)运用电化教学培养学习动机教学上适当运用电化教学对学生学习物理动机的培养能收到最佳教学效果。如教学“电流的定义”，即电荷的定向移动形成电流这一节，由于“电荷”看不见，摸不着，如果单凭教师讲，学生想象，概念就难以建立。但如果利用电化教学，开始就可以介绍“人流”、“车流”、“水流”的形成，为学生提供一幅幅的感性画面后，屏幕上则出现一个电源、开关、小灯泡、导线接成的串联电路，闭合开关灯亮了。灯为什么会亮?自然会想到“电流”，然后屏幕上就出现一个模拟电路，电路上的电荷一个个定向从电源正极出发流向电源负极。这样看不见到“看见”电流的概念就建立起来了。(2)创设问题情境，培养学习动机巧妙地创设问题情境，同样是激发学生学习动机的重要途径，特别是精读课文，理解课文这一阶段，它是教学的重点。为了使学习化难为易，必须精心设计一系列“高而可攀问题”如在教学“机械效率”一节时:①什么是有用功，额外功和总功，三者间关系怎样?②什么是机械效率，它的数值有什么特点，它有没有单位，为什么?让学生带着问题看书，独立思考，想一想，议一议。学生出于对问题好奇，发生疑问，总想得知而后快，因而产生强烈的学习欲望，激发学习动机。(3)开展竞赛，活跃课堂气氛，培养学生学习动机在课堂中开展适当的竞赛，对提高学生的学习积极性具有良好的作用。把一个班同学分成几组，每次提问都由学生抢答，答对了就给该组同学加分，答错了就扣分，给每一组表现踊跃的同学加分。这样学生获得成就和荣誉的动机表现更为强烈，学习兴趣和克服困难的毅力增强，上课专心听讲，学习积极性得到充分发挥，从而培养学生学习动机。2 激发学生学习物理的兴趣的方法与策略兴趣是人积极探究某种事物的认识倾向，是人们认识需要的情绪表现。兴趣是在需要的基础上，在生活实践过程中形成和发展起来的。一个人对某种事物或活动有直接或间接的需要时，就会注意它，研究它，直至掌握它。(1)设疑激趣，趣生趣疑是积极思维的表现，又是探索问题的动力，古人云:“学贵知疑，小疑而小进，大疑则大进。疑者，觉悟之机也，一番觉悟，一番长进。”由此可见，在教学过程中，运用设疑的 艺术 不仅能牵一发而动全身，帮助学生把握问题思路，在学生思维的平静水面，激起一片片思维的涟漪。(2)情感激趣培养学生兴趣这种带有情绪色彩的意向活动，与教学中的情境创设是分不开的。学生之所以对学习不感兴趣，主要是因为对知识缺乏需求欲望，基于这一点，教师培养学生学习兴趣，必须在激发学生求知欲望上下功夫，如何设法使学生产生对新知识的探究与追求的热情呢?我认为可以从创设情境入手。(3)利用迁移，培养学习物理兴趣心理学研究表明，在学生学习缺乏动力，对所学学科不感兴趣时，教师可以将他对其他活动的兴趣迁移到学习上，使其产生学习的需要。学生都有十分强烈的好奇心和求知欲，这是兴趣发展的基础。
牛顿第一定律的教学研究，在中学物理教学研究中早已不是一个新问题了．许多物理教育工作者对于这一定律的教学发表了自己颇有见地的教学见解，并且得到了满意的教学效果． 当我们在教学实践中运用这些教学策略时，我们发现，确实可以取得如同一些文献中所述的预期效果．然而，当我们设计一些新的情境让学生运用牛顿第一定律去解决问题时，令我们十分吃惊的是：学生对于牛顿第一定律的掌握程度却又非常之差．这使得我们困惑不解．为何对同一教学策略教学的结果的评价出现如此之大的偏差？是教师教的原因，还是学生学的原因，抑或两者兼而有之．这促使我们对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考，进一步，我们从学生的认知心理上，对这一规律的教学进行了深入的研究． 1 通常牛顿第一定律的教学，一般是按教材编排顺序，先进行演示实验引出课题，然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论，消除“力是维持物体运动原因”的错误观念，进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性，最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象，从而完成整个教学过程． 为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况，我们曾用这样一道题目来检测学生．题目如下．你坐在向前匀速直线运动的汽车里，将手中的钥匙竖直上抛，问当钥匙落下来时是落在手里，还是落在手后面．全班56名同学在试卷上皆答：落在手后面．问其原因，皆曰：汽车在走，而钥匙抛出后不再向前走了． 2 怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果，使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足．我们认为，囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒，而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源． 认知心理学的理论告诉我们，学生学习物理概念、规律时所形成的错误，常常是由于其头脑中的前科学概念的影响． 所谓前科学概念，是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中，对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念．比如牛顿第一定律就是如此．在物理教学中，那种认为只需要“正面”传授知识，学生就能接受，如果他们仍不理解，可以多讲几遍就能达到目的的想法，实践证明是过于天真了．因为在有些学生的经验中，早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因“的理论类似的观念．这样，当他们学习了牛顿第一定律之后，就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中，牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词．让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时，他们也能解释得头头是道．但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时，他们却又运用亚里士多德的理论去解释，其错误观念暴露无遗．这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在． 3 研究和改进牛顿第一定律的教学，应当了解学生头脑中前科学概念的特点． 第一，学生头脑中的前科学概念是自发形成的． 过去，我们在教学中，常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”，教师可以在上面任意涂画，事实并非如此．学生在长期的生活实践当中，逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法．他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动，而在力停止作用时物体静止，于是主观地断言：有力，则物体运动；无力，则物体静止．这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论． 第二，学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性． 由于学生头脑中前科学概念都在潜移默化中形成的，所以它以潜在的形式存在．这包含两方面的意义．其一是学生自己并没有意识到它的存在，因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念．其二是前科学概念平时并不表现出来，但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来．比如前述测验表明，许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念，然而他们自己却并不知道． 第三，学生头脑中的前科学概念具有顽固性． 由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念，且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念．因此，学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的． 国内外物理教育界近年来的一些研究表明：一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念，要想加以转变是极其困难的．尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念，更是如此． 按照皮亚杰的理论，学生认识什么和如何行动，主要决定于他们所具有的认知图式（思维模式），而不完全取决于教师所讲述的内容．他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息．在有错误认识存在的情形下，就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西．
