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奥苏泊尔曾说过：“影响学习最重要的因素是学生已经知道了什么，我们应当根据学生前概念的状况去进行教学”，鉴于物理概念对于物理理论系统的基础性及前概念对概念教学的重要性，本文以牛顿第一定律相关概念教学为例，探究任务驱动教学法开展概念教学对转变物理前概念的独特优势.
1物理“前概念”概述
1.1物理前概念的含义及特点
物理前概念是前科学概念的简称，它是指个体在没有接受正式的科学教育之前，对日常生活中所感知的物理现象，通过长期的经验积累与辨别式学习而形成的对物理事物的非本质的认识，它包含了学生头脑中先前存在的经验、观点和认识等多个方面.研究表明，在学生接受科学教育之前头脑中往往存在着大量对物理认知的前概念，它们既有共性又有不同，表现出丰富的多样性，具体可归纳为如下几点.
（1）层次复杂性：学生以自己的经验背景为出发点，依靠直观体验形成对外界的认知，由于学生在生活中对现象接触的局限性、认识的片面性，致使不同学生看到事物的不同方面.同时，由于学生生活环境或经验的差异导致他们采用不同方式处理信息，形成了前概念的多层次性.
（2）顽固性：学生将源于生活的经验积累不断强化形成根深蒂固的观念，应用于学习中学生会模棱两可的理解了某些概念，但当遇到实践问题时又常反复受到旧观念的影响.
（3）自发性：学生在生活实践中可获得很多关于客观世界的感性知识，并在观察、感知的过程中自发归纳出事物的共同属性，通过不断强化形成概念、建构自己的思维体系.
（4）内隐性：学生往往意识不到前概念的存在，也不会对其加以探究思考或验证，这种潜移默化中形成的对事物的理解，平时并不表现出来，却在学生解决问题时干扰科学概念的建立.
1.2错误前概念对物理教学的影响及成因分析
物理前概念是学生在长期的物理环境体验中自主构建形成的，正确的前概念可以作为科学概念学习的生长点和开展实践探究的资源，通过正迁移形成科学概念，但是对物理现象、过程片面理解所产生的错误前概念与科学思维南辕北辙，成为概念习得的障碍.
物理概念本身具有高度概括性、抽象性，学生基于经验自主形成科学概念颇为困难，而错误的物理前概念普遍存在，究其成因主要有：（1）学生往往在直观经验基础上采用以偏概全的思维方式形成错误表象；（2）用生活中对词语的理解来直接解释物理语言，造成对物理概念的曲解；（3）用基本运算规律机械替代物理公式的转化变形导致对物理意义的错误解释；（4）教学中教师对学生的错误前概念通常有所认识但往往漠然处之，不能积极、正面地选取有效的教学方法来转变学生错误前概念.
1.3转变错误前概念的基本教学策略
转变错误前概念有利于学生在原有知识储备的基础上形成科学认识，实现螺旋式发展，对提高课堂概念教学的效率大有裨益.转变错误前概念可以从以下几方面入手.
（1）设置情景，引发认知冲突.设置情景要使新知识与错误前概念相矛盾，使学生的错误认识暴露出来，重新审视原有的生活经验，反思冲突点的实质，验证新知识的科学性或对原有错误前概念证伪，实现科学概念的建立.
（2）开展探究式学习.直观经验是形成概念的必要条件，探究式学习为学生进行亲身观察、体验提供了条件，在探究的过程中使学生自主操作获取概念形成所需的证据资料.
（3）鼓励合作中的交流评价.合作学习可以克服学生自我认知的局限性，交流讨论能提供积极活跃的学习气氛，讨论中学生自问、互问，利于揭露错误认知的片面性，师生间的交流评价使来自集体的思维互相碰撞，促使对错误前概念的修正并引发质变形成科学概念.
（4）多角度构建概念间的关联.学生在生活中形成的许多概念是孤立于整个概念系统的，教学中应帮助学生利用直觉概念加以类比、分析、抽象概括，使学生认识到物理概念的合理性及关联性，明确概念的内涵和外延.
以上教学策略启发我们应充分利用教学资源、通过观察、实验扩展学生的感官经验；创设情境引导学生积极思考，从实践中获取知识；鼓励学生在感官经验基础上积极探究获取深层次的理解；在交流中教师根据认知冲突或学生的质疑提供科学证据，引导学生逐步协调概念的建立过程，在评价反馈中动态生成概念.
2任务驱动教学在牛顿第一定律教学中的应用
2.1任务驱动教学转变物理前概念的优越性
任务驱动教学是在建构主义理论基础上，以任务作为知识的载体，将知识隐含在一个或几个任务之中，学生通过对任务的分析、讨论，结合老师的引导、帮助、完成任务，实现对知识主动建构的一种教学模式.
任务驱动教学特有的以任务为中心、以情境为载体、主导—主体结合的特点，在转变错误前概念基本策略中都有契合点，在教学中具备独特优势.首先，师生思维活动产生于任务，循序渐进中层层深入发展任务、建构关联，在实施任务的过程中探究、操作，能克服前概念顽固性的特点；其次，任务的设计来源于教材，与生活实际密切相关，教师通过设置情境、引入任务，利于学生明确任务导向，在新旧知识之间做出链接，克服前概念复杂性的特点；最后，学生在教师的引导下、在强烈问题动机的驱动下通过亲身探究和实践，参与了知识发生、发展及形成的过程，利于克服前概念内隐性的特点.在课程改革已经纵深发展的今天，任务驱动教学法为转变学生学习方式和开展课堂有效教学提供了新思路.
2.2任务驱动教学转变错误前概念的实施步骤
牛顿第一定律是在大量实践观察的基础上通过理想推理间接推导出来的，它涉及的相关概念有：力、惯性、力与运动之间的关系等，是众多物理概念学习及原理建立的基础.一方面牛顿第一定律是对物体运动规律的抽象概括，无法由实验直接检验；另一方面在学习这些概念之前，学生往往存在如下几个方面的错误前概念：①力是物体运动的原因；②运动方向取决于力的方向；③惯性与速度有关，静止的物体没有惯性等. 考虑到牛顿第一定律相关概念内涵的丰富性、验证的复杂性及前概念存在的广泛性，应用任务驱动教学设计如下具体步骤：
（1）设计任务：教师基于教学目标、教材内容、学生实际等，将知识结构一层层剥开设计出学习的任务，即理解牛顿第一定律的内涵、领会惯性的概念、会用定律解释物理现象.然后将任务逐层分解细化为多个递进的小任务：①探究力是改变物体运动状态的原因；②物体的运动方向不仅受力的影响还与物体初始运动方向有关；③一切物体都具有保持原有运动状态不变的性质；④质量是影响惯性的唯一因素.
（2）明确任务，分析任务：具体情境是任务得以实施的载体，教师创设与当前学习主体相关的、直观化、形象化的情境，如依次呈现“静止的足球被脚踢起，离开脚后继续飞奔”、“可长时间匀速前进的冰壶”等媒体材料，引导学生分析：足球受到脚的作用力由静止到运动，说明力是改变物体运动状态的原因；足球离开脚后继续运动，说明运动不需要力来维持.使学生明确任务导向，找出实施任务的突破口.
（3）自主学习、协作学习、完成任务：学生针对错误前概念提出质疑，结合实施任务的突破口，制定探究进程.由于学生实验设计能力及实施策略尚不成熟，教师要实时引导学生自主思考、协作探究，在“异中求同”的过程中构建科学方案、完成任务.如设计实验：用弹片将小铁球以一定速度弹开，图1甲中磁铁与小球运动方向在同一直线上，小球继续运动且方向与受力方向相同；图1乙中磁铁不在小球运动方向上，小球运动方向改变但不与受力方向相同，说明运动方向与力的方向无关，但力可以改变物体运动的方向（运动状态）.
（4）总结评价：学生要针对自我完成任务的过程及成果开展评价；教师从教学活动的设计者、主导者、学生的协作者的角度评价学生自主学习能力及协作能力，还要根据学生的反馈实时调整任务实施的策略，引导学生深入思考.如通过比较不同质量的小铁球与乒乓球相撞后运动状态改变的难易，逐步对错误前概念修正、转化，证实惯性与物体的速度无关，质量越小就越容易改变原有的运动状态，质量才是影响物体惯性大小的因素，最后师生总结归纳出科学概念.
总之，任务驱动教学秉承“以任务为主线、教师主导、学生主体、先学后教”的原则，在任务的引动下结合具体情境、探究实验、理论分析，逐步实现学生学习牛顿第一定律中错误前概念的修正、转化，完成科学概念的构建.这种方法利于学生在真实体验中纠正错误观念，并应用科学概念解释物理现象及规律，在教学中应用该教学法转变物理前概念的实践值得我们继续深入研究.
1物理“前概念”概述
1.1物理前概念的含义及特点
物理前概念是前科学概念的简称，它是指个体在没有接受正式的科学教育之前，对日常生活中所感知的物理现象，通过长期的经验积累与辨别式学习而形成的对物理事物的非本质的认识，它包含了学生头脑中先前存在的经验、观点和认识等多个方面.研究表明，在学生接受科学教育之前头脑中往往存在着大量对物理认知的前概念，它们既有共性又有不同，表现出丰富的多样性，具体可归纳为如下几点.
（1）层次复杂性：学生以自己的经验背景为出发点，依靠直观体验形成对外界的认知，由于学生在生活中对现象接触的局限性、认识的片面性，致使不同学生看到事物的不同方面.同时，由于学生生活环境或经验的差异导致他们采用不同方式处理信息，形成了前概念的多层次性.
（2）顽固性：学生将源于生活的经验积累不断强化形成根深蒂固的观念，应用于学习中学生会模棱两可的理解了某些概念，但当遇到实践问题时又常反复受到旧观念的影响.
（3）自发性：学生在生活实践中可获得很多关于客观世界的感性知识，并在观察、感知的过程中自发归纳出事物的共同属性，通过不断强化形成概念、建构自己的思维体系.
（4）内隐性：学生往往意识不到前概念的存在，也不会对其加以探究思考或验证，这种潜移默化中形成的对事物的理解，平时并不表现出来，却在学生解决问题时干扰科学概念的建立.
1.2错误前概念对物理教学的影响及成因分析
物理前概念是学生在长期的物理环境体验中自主构建形成的，正确的前概念可以作为科学概念学习的生长点和开展实践探究的资源，通过正迁移形成科学概念，但是对物理现象、过程片面理解所产生的错误前概念与科学思维南辕北辙，成为概念习得的障碍.
物理概念本身具有高度概括性、抽象性，学生基于经验自主形成科学概念颇为困难，而错误的物理前概念普遍存在，究其成因主要有：（1）学生往往在直观经验基础上采用以偏概全的思维方式形成错误表象；（2）用生活中对词语的理解来直接解释物理语言，造成对物理概念的曲解；（3）用基本运算规律机械替代物理公式的转化变形导致对物理意义的错误解释；（4）教学中教师对学生的错误前概念通常有所认识但往往漠然处之，不能积极、正面地选取有效的教学方法来转变学生错误前概念.
1.3转变错误前概念的基本教学策略
转变错误前概念有利于学生在原有知识储备的基础上形成科学认识，实现螺旋式发展，对提高课堂概念教学的效率大有裨益.转变错误前概念可以从以下几方面入手.
（1）设置情景，引发认知冲突.设置情景要使新知识与错误前概念相矛盾，使学生的错误认识暴露出来，重新审视原有的生活经验，反思冲突点的实质，验证新知识的科学性或对原有错误前概念证伪，实现科学概念的建立.
（2）开展探究式学习.直观经验是形成概念的必要条件，探究式学习为学生进行亲身观察、体验提供了条件，在探究的过程中使学生自主操作获取概念形成所需的证据资料.
（3）鼓励合作中的交流评价.合作学习可以克服学生自我认知的局限性，交流讨论能提供积极活跃的学习气氛，讨论中学生自问、互问，利于揭露错误认知的片面性，师生间的交流评价使来自集体的思维互相碰撞，促使对错误前概念的修正并引发质变形成科学概念.
（4）多角度构建概念间的关联.学生在生活中形成的许多概念是孤立于整个概念系统的，教学中应帮助学生利用直觉概念加以类比、分析、抽象概括，使学生认识到物理概念的合理性及关联性，明确概念的内涵和外延.
以上教学策略启发我们应充分利用教学资源、通过观察、实验扩展学生的感官经验；创设情境引导学生积极思考，从实践中获取知识；鼓励学生在感官经验基础上积极探究获取深层次的理解；在交流中教师根据认知冲突或学生的质疑提供科学证据，引导学生逐步协调概念的建立过程，在评价反馈中动态生成概念.
2任务驱动教学在牛顿第一定律教学中的应用
2.1任务驱动教学转变物理前概念的优越性
任务驱动教学是在建构主义理论基础上，以任务作为知识的载体，将知识隐含在一个或几个任务之中，学生通过对任务的分析、讨论，结合老师的引导、帮助、完成任务，实现对知识主动建构的一种教学模式.
任务驱动教学特有的以任务为中心、以情境为载体、主导—主体结合的特点，在转变错误前概念基本策略中都有契合点，在教学中具备独特优势.首先，师生思维活动产生于任务，循序渐进中层层深入发展任务、建构关联，在实施任务的过程中探究、操作，能克服前概念顽固性的特点；其次，任务的设计来源于教材，与生活实际密切相关，教师通过设置情境、引入任务，利于学生明确任务导向，在新旧知识之间做出链接，克服前概念复杂性的特点；最后，学生在教师的引导下、在强烈问题动机的驱动下通过亲身探究和实践，参与了知识发生、发展及形成的过程，利于克服前概念内隐性的特点.在课程改革已经纵深发展的今天，任务驱动教学法为转变学生学习方式和开展课堂有效教学提供了新思路.
2.2任务驱动教学转变错误前概念的实施步骤
牛顿第一定律是在大量实践观察的基础上通过理想推理间接推导出来的，它涉及的相关概念有：力、惯性、力与运动之间的关系等，是众多物理概念学习及原理建立的基础.一方面牛顿第一定律是对物体运动规律的抽象概括，无法由实验直接检验；另一方面在学习这些概念之前，学生往往存在如下几个方面的错误前概念：①力是物体运动的原因；②运动方向取决于力的方向；③惯性与速度有关，静止的物体没有惯性等. 考虑到牛顿第一定律相关概念内涵的丰富性、验证的复杂性及前概念存在的广泛性，应用任务驱动教学设计如下具体步骤：
（1）设计任务：教师基于教学目标、教材内容、学生实际等，将知识结构一层层剥开设计出学习的任务，即理解牛顿第一定律的内涵、领会惯性的概念、会用定律解释物理现象.然后将任务逐层分解细化为多个递进的小任务：①探究力是改变物体运动状态的原因；②物体的运动方向不仅受力的影响还与物体初始运动方向有关；③一切物体都具有保持原有运动状态不变的性质；④质量是影响惯性的唯一因素.
（2）明确任务，分析任务：具体情境是任务得以实施的载体，教师创设与当前学习主体相关的、直观化、形象化的情境，如依次呈现“静止的足球被脚踢起，离开脚后继续飞奔”、“可长时间匀速前进的冰壶”等媒体材料，引导学生分析：足球受到脚的作用力由静止到运动，说明力是改变物体运动状态的原因；足球离开脚后继续运动，说明运动不需要力来维持.使学生明确任务导向，找出实施任务的突破口.
（3）自主学习、协作学习、完成任务：学生针对错误前概念提出质疑，结合实施任务的突破口，制定探究进程.由于学生实验设计能力及实施策略尚不成熟，教师要实时引导学生自主思考、协作探究，在“异中求同”的过程中构建科学方案、完成任务.如设计实验：用弹片将小铁球以一定速度弹开，图1甲中磁铁与小球运动方向在同一直线上，小球继续运动且方向与受力方向相同；图1乙中磁铁不在小球运动方向上，小球运动方向改变但不与受力方向相同，说明运动方向与力的方向无关，但力可以改变物体运动的方向（运动状态）.
（4）总结评价：学生要针对自我完成任务的过程及成果开展评价；教师从教学活动的设计者、主导者、学生的协作者的角度评价学生自主学习能力及协作能力，还要根据学生的反馈实时调整任务实施的策略，引导学生深入思考.如通过比较不同质量的小铁球与乒乓球相撞后运动状态改变的难易，逐步对错误前概念修正、转化，证实惯性与物体的速度无关，质量越小就越容易改变原有的运动状态，质量才是影响物体惯性大小的因素，最后师生总结归纳出科学概念.
总之，任务驱动教学秉承“以任务为主线、教师主导、学生主体、先学后教”的原则，在任务的引动下结合具体情境、探究实验、理论分析，逐步实现学生学习牛顿第一定律中错误前概念的修正、转化，完成科学概念的构建.这种方法利于学生在真实体验中纠正错误观念，并应用科学概念解释物理现象及规律，在教学中应用该教学法转变物理前概念的实践值得我们继续深入研究.