如何糾正初中物理的相異構(gòu)想

1、1淺談糾正初中物理相異構(gòu)想的教學(xué)策略淺談糾正初中物理相異構(gòu)想的教學(xué)策略汕頭市丹陽中學(xué) 姚莉瑩 教育理論上把學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)得出的偏離科學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)和科學(xué)概念的理解與想法稱為相異構(gòu)想。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生并不是空著腦袋進(jìn)入課堂的，他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維方式是通過日常生活和先前的學(xué)習(xí)中逐步形成的。其中有些是正確的，對(duì)科學(xué)概念的建構(gòu)起促進(jìn)作用；有的卻是錯(cuò)誤的，往往與科學(xué)的概念和思維方式大相徑庭，派生出形形色色的偏離科學(xué)概念的“先入為主”的相異構(gòu)想，對(duì)科學(xué)概念的建構(gòu)起著嚴(yán)重的干擾作用。根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀的觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)不是新信息的簡(jiǎn)單積累，而是學(xué)生主動(dòng)地將原有經(jīng)驗(yàn)和新信息進(jìn)行對(duì)比、分析、批判、選擇和重建知

2、識(shí)結(jié)構(gòu)的過程。教學(xué)是為了促進(jìn)學(xué)生從舊觀念向新觀念轉(zhuǎn)變，而教師的任務(wù)則是選擇能有效促使學(xué)生發(fā)生觀念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略。在初中物理教學(xué)中，糾正學(xué)生的相異構(gòu)想，使之向科學(xué)的概念和思維方式轉(zhuǎn)變更顯重要。經(jīng)過近年來積極有效的探索研究和教學(xué)實(shí)踐，本人認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面著手：一、弄清學(xué)生原有的觀念和思維方式，是糾正相異構(gòu)想的前提條件一、弄清學(xué)生原有的觀念和思維方式，是糾正相異構(gòu)想的前提條件學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)之前，已經(jīng)接觸到大量生活中的物理現(xiàn)象，這很容易養(yǎng)成一種從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)、想當(dāng)然地看問題的習(xí)慣。他們往往用事物的現(xiàn)象代替本質(zhì)，用外部聯(lián)系代替內(nèi)在聯(lián)系，在解釋物理現(xiàn)象時(shí)，常常以原有觀念和思維習(xí)慣去“就事論事” 。概

3、念建構(gòu)的本質(zhì)是概念的轉(zhuǎn)化，學(xué)生原有的思想觀念和思維方式是建構(gòu)科學(xué)概念的基礎(chǔ)，也是教學(xué)的生長(zhǎng)點(diǎn)。因此，揭示學(xué)生原有的思想觀念和思維方式，弄清其對(duì)學(xué)習(xí)和理解新知識(shí)會(huì)造成什么樣的障礙與影響，是糾正相異構(gòu)想的前提。在課堂教學(xué)中，一方面，教師可以通過設(shè)置一些似是而非的問題，對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行描述或?qū)嶒?yàn)，誘導(dǎo)學(xué)生說出自己的認(rèn)識(shí)和看法；另一方面，教師可設(shè)計(jì)針對(duì)性強(qiáng)的問題，通過交流、討論，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)表述自己的思想和見解，這不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)更全面地理解，還可以誘導(dǎo)學(xué)生暴露相異構(gòu)想，從而豐富我們的教學(xué)資源。如在學(xué)習(xí)“熱和能”2之前，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生經(jīng)常存在的相異構(gòu)想有：0的冰比 0的水冷；溫度越高的物體，含有的熱量

4、越多；溫度高的物體一定比溫度低的物體內(nèi)能多；物體吸收熱量，溫度一定升高等等。又如在講“功”知識(shí)時(shí)，通過設(shè)陷來發(fā)現(xiàn)存在于學(xué)生中的關(guān)于功概念的相異構(gòu)想。一個(gè)足球運(yùn)動(dòng)員以 200N 的力把重為 10N 的足球一腳踢到 30m 遠(yuǎn)處，這位運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功是多少？A、300J B、6000J C、0 D、條件不足，無法確定。解題時(shí)，有的學(xué)生錯(cuò)解為：W=FS=10N30m=300J；還有的學(xué)生錯(cuò)解為：W=FS=200N30m=6000J。這是學(xué)生錯(cuò)誤地將“10N”理解為作用力，將“30m”理解為足球在力的作用下通過的距離；另外還有學(xué)生錯(cuò)解為：因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員作用在足球上的力是瞬間的，這一瞬間足球沒有移動(dòng)距離，

5、所以 W=0。實(shí)際上，題中沒有給出從腳踢到球處到球離開腳處的距離，所以無法計(jì)算運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球所做的功。了解學(xué)生的這些相異構(gòu)想，對(duì)我們教師在教學(xué)中有的放矢地運(yùn)用教學(xué)策略是至關(guān)重要的。二、激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，是糾正相異構(gòu)想的有效途徑二、激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，是糾正相異構(gòu)想的有效途徑學(xué)習(xí)過程是學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)的過程。在這個(gè)過程中，學(xué)生的知識(shí)構(gòu)建不是被動(dòng)進(jìn)行的，它需要教師通過創(chuàng)設(shè)情境，提供豐富的信息資源以提供其邏輯分析，當(dāng)學(xué)生用相異構(gòu)想的概念來理解和解釋某些實(shí)際問題而產(chǎn)生矛盾時(shí)，即原有概念與科學(xué)概念之間發(fā)生了“沖突” ，而原有的概念無力解決“沖突”時(shí)，學(xué)生才會(huì)自愿放棄舊的觀念。從心理學(xué)角度看，凡經(jīng)過否定質(zhì)

6、疑的知識(shí)，在學(xué)生中才有較高的確信度。因此，教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突的教學(xué)情境，以其無力解決的“沖突”動(dòng)搖其頑固的相異構(gòu)想，使其感到必須修正原來的錯(cuò)誤觀念或模糊認(rèn)識(shí)，以此作為糾正相異構(gòu)想的有效途徑。例如在“重力與質(zhì)量的關(guān)系”中，學(xué)生總認(rèn)為“質(zhì)量與重力成正比”，因?yàn)橛晒?G=mg，可得 m=G/g，所以當(dāng)重力 G 越大時(shí)，質(zhì)量 m 也就越大。這些學(xué)生由于在數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中形成的思維定勢(shì)，對(duì)于反映物理規(guī)律的公式及其變換，往往從純數(shù)學(xué)的角度加以理解，忽視了它的物理意義，導(dǎo)致一些錯(cuò)誤的結(jié)論。對(duì)此，我引導(dǎo)學(xué)生回顧之前的質(zhì)量知識(shí)，質(zhì)量不隨位置的改變而改變，即同一物體無論在哪里（如地球、月

7、球、太空等） ，其質(zhì)量是不變的。而重力是隨地理位置、距地面高度的3改變而改變的。這就產(chǎn)生了自相矛盾的說法。在“探究電流與電阻的關(guān)系”中，學(xué)生得出這樣的錯(cuò)誤結(jié)論：電壓相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻與通過導(dǎo)體的電流成反比。這與“電阻大小跟導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積及溫度有關(guān)，跟導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)”的結(jié)論相沖突。在“光的反射規(guī)律”中，學(xué)生認(rèn)為入射角等于反射角，殊不知是先有入射角后才有反射角，顛倒了因果關(guān)系等等。通過課堂認(rèn)知沖突的激發(fā)，迫使學(xué)生徹底放棄原有偏離科學(xué)的相異構(gòu)想，并促使學(xué)生主動(dòng)思索、主動(dòng)糾正。 三、通過實(shí)驗(yàn)增加學(xué)生的感性經(jīng)驗(yàn)，是糾正相異構(gòu)想的關(guān)鍵所在三、通過實(shí)驗(yàn)增加學(xué)生的感性經(jīng)驗(yàn)，是糾

8、正相異構(gòu)想的關(guān)鍵所在在日常生活中，學(xué)生常常積累了不少與物理有關(guān)的感性經(jīng)驗(yàn)，其中有些經(jīng)驗(yàn)中形成的觀念是錯(cuò)誤的或片面的，從而干擾了正確概念的形成。因此，很多相異構(gòu)想的形成是因?yàn)閷W(xué)生缺乏建構(gòu)新知識(shí)所必需的正確或全面的感性經(jīng)驗(yàn)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生往往難以真正理解，會(huì)感到“好像有些道理” ，但自己原來的認(rèn)識(shí)也“有道理” ，于是兼收并蓄，形成一種模糊混亂的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。對(duì)一些難以理解的知識(shí)，設(shè)計(jì)一些巧妙的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給學(xué)生原有的相異構(gòu)想以強(qiáng)烈的沖擊，為學(xué)生提供必要的感性材料，是糾正相異構(gòu)想的關(guān)鍵所在。例如在電路教學(xué)中，我發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)一部分學(xué)生認(rèn)為電流從電源正極出發(fā)流向負(fù)極，

9、故離正極近的電燈先亮；存在著混淆電源短路和用電器短路的現(xiàn)象等等的相異構(gòu)想。為此，我在課堂上連接好如右下圖所示的電路。師：只閉合開關(guān) S，三盞燈會(huì)怎樣？生：最靠近電源正極那一邊的燈 L1先亮。教師閉合開關(guān) S，學(xué)生發(fā)現(xiàn)三盞燈同時(shí)亮。師：再閉合開關(guān) Sa，各燈會(huì)怎樣？生：燈 L1和 L2不亮，因?yàn)樗鼈儽欢搪妨?。師：?L1和 L2會(huì)被燒壞了嗎？生：會(huì)，原因是短路了，電路電流會(huì)過大。教師閉合 Sa，學(xué)生證實(shí)燈 L1和 L2不亮。當(dāng)教師再斷開 Sa時(shí)，學(xué)生因燈 L1和 L2又亮了起來而感到詫異。師：同時(shí)再閉合開關(guān) Sa和 Sb，電路會(huì)怎樣？L2L1L3SaSbS4生：三盞燈都不亮，電源短路，會(huì)燒壞電源

10、。教師同時(shí)閉合開關(guān) Sa和 Sb，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)三盞燈都亮著。師：此時(shí)三盞燈是屬于什么連接方式？生：有的說是串聯(lián)，有的回答是并聯(lián)，還有的認(rèn)為是混聯(lián)。教師任意取出其中的一盞或兩盞燈，其它燈都能亮著！生：原來是并聯(lián)電路！正是在這一系列問題的驅(qū)使下，我借助實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過進(jìn)一步理論分析，促使學(xué)生自主解除相異構(gòu)想，牢固確立了科學(xué)觀點(diǎn)，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。四、利用科學(xué)的思維方法，是糾正相異構(gòu)想的指導(dǎo)手段四、利用科學(xué)的思維方法，是糾正相異構(gòu)想的指導(dǎo)手段當(dāng)學(xué)生放棄原有的相異構(gòu)想，在什么情況下會(huì)主動(dòng)建構(gòu)與科學(xué)概念一致的新概念呢？答案是，只有在學(xué)生認(rèn)為新概念的建立是明智的、合理的，且新概念比舊概念包含更本質(zhì)的

11、內(nèi)容，學(xué)生才能完全接受新概念，實(shí)現(xiàn)相異構(gòu)想向科學(xué)概念的自覺轉(zhuǎn)化。因此，我們教師必須仔細(xì)分析在其建立過程中運(yùn)用哪些思維形式和方法，學(xué)生對(duì)其中的哪些方法不熟悉、不習(xí)慣，在哪些地方思維容易受阻，利用分析、比較、歸納、演繹、推理等的科學(xué)思維方法指導(dǎo)學(xué)生通過“自我調(diào)節(jié)”一步步地想通，自主地建立新概念，讓學(xué)生感知新概念的科學(xué)可靠，使學(xué)生的相異構(gòu)想得以順利糾正。例如，在學(xué)習(xí)“內(nèi)能”時(shí)，學(xué)生往往會(huì)混淆內(nèi)能（微觀）和機(jī)械能（宏觀）的概念，常常將飛舞的灰塵理解為分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，把灰塵飛舞具有的動(dòng)能和重力勢(shì)能理解為分子內(nèi)能。學(xué)生會(huì)認(rèn)為靜止在水平地面上的物體不具有內(nèi)能。對(duì)于這種由觀念障礙引起的相異構(gòu)想，采用

12、科學(xué)觀念、思維方法上的指導(dǎo)就顯得尤為重要。對(duì)此，我通過比較兩者概念的物理定義，引導(dǎo)學(xué)生討論兩者的區(qū)別，歸納得出內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能的總和，這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是分子在物體內(nèi)部自身不停地運(yùn)動(dòng)，跟物體整體的運(yùn)動(dòng)無關(guān)；而機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān)。所以，灰塵是由大量分子組成，灰塵的“飛舞”做的是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具有機(jī)械能。而靜止在水平地面上的物體，其內(nèi)部的分子總是做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，而且分子之間有相互作用，所以物體具有內(nèi)能。這時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生糾正自己的錯(cuò)誤觀念就水到渠成，學(xué)生明確得到了“一切物體都有內(nèi)能”的正確結(jié)論。5值得一提的是，我發(fā)現(xiàn)某些相異構(gòu)想經(jīng)過教學(xué)后會(huì)變成其他的相異構(gòu)想。如在講“浮力”時(shí)，通過彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力的實(shí)驗(yàn)，糾正了學(xué)生的“下沉的物體沒有受到浮力”的相異構(gòu)想，學(xué)生在明白