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1、1浅谈纠正初中物理相异构想的教学策略汕头市丹阳中学 姚莉莹教育理论上把学生由感性认识得出的偏离科学现象本质和科学概念的理解与想法称为相异构想。建构主义学习理论认为，学生并不是空着脑袋进入课堂的，他们的知识结构和思维方式是通过日常生活和先前的学习中逐步形成的。其中有些是正确的，对科学概念的建构起促进作用；有的却是错误的，往往与科学的概念和思维方式大相径庭，派生出形形色色的偏离科学概念的“先入为主”的相异构想，对科学概念的建构起着严重的干扰作用。根据建构主义学习观的观点，学习不是新信息的简单积累，而是学生主动地将原有经验和新信息进行对比、分析、批判、选择和重建知识结构的过程。教学是为了促进学生从旧
2、观念向新观念转变，而教师的任务则是选择能有效促使学生发生观念转变的教学策略。在初中物理教学中，纠正学生的相异构想，使之向科学的概念和思维方式转变更显重要。经过近年来积极有效的探索研究和教学实践，本人认为可以从以下几个方面着手：一、弄清学生原有的观念和思维方式，是纠正相异构想的前提条件学生在学习物理知识之前，已经接触到大量生活中的物理现象，这很容易养成一种从经验出发、想当然地看问题的习惯。他们往往用事物的现象代替本质，用外部联系代替内在联系，在解释物理现象时，常常以原有观念和思维习惯去“就事论事” 。概念建构的本质是概念的转化，学生原有的思想观念和思维方式是建构科学概念的基础，也是教学的生长点。
3、因此，揭示学生原有的思想观念和思维方式，弄清其对学习和理解新知识会造成什么样的障碍与影响，是纠正相异构想的前提。在课堂教学中，一方面，教师可以通过设置一些似是而非的问题，对物理现象进行描述或实验，诱导学生说出自己的认识和看法；另一方面，教师可设计针对性强的问题，通过交流、讨论，让学生有机会表述自己的思想和见解，这不仅可以促进学生对知识更全面地理解，还可以诱导学生暴露相异构想，从而丰富我们的教学资源。如在学习“热和能”2之前，我发现学生经常存在的相异构想有：0的冰比 0的水冷；温度越高的物体，含有的热量越多；温度高的物体一定比温度低的物体内能多；物体吸收热量，温度一定升高等等。又如在讲“功”知识
4、时，通过设陷来发现存在于学生中的关于功概念的相异构想。一个足球运动员以 200N 的力把重为 10N 的足球一脚踢到 30m 远处，这位运动员对足球做的功是多少？A、300J B、6000J C、 0 D、条件不足，无法确定。解题时，有的学生错解为：W=FS=10N30m=300J；还有的学生错解为：W=FS=200N30m=6000J。这是学生错误地将“10N”理解为作用力，将“30m”理解为足球在力的作用下通过的距离；另外还有学生错解为：因为运动员作用在足球上的力是瞬间的，这一瞬间足球没有移动距离，所以 W=0。实际上，题中没有给出从脚踢到球处到球离开脚处的距离，所以无法计算运动员对足球所
5、做的功。了解学生的这些相异构想，对我们教师在教学中有的放矢地运用教学策略是至关重要的。二、激发学生的认知冲突，是纠正相异构想的有效途径学习过程是学生主动构建知识的过程。在这个过程中，学生的知识构建不是被动进行的，它需要教师通过创设情境，提供丰富的信息资源以提供其逻辑分析，当学生用相异构想的概念来理解和解释某些实际问题而产生矛盾时，即原有概念与科学概念之间发生了“冲突” ，而原有的概念无力解决“冲突”时，学生才会自愿放弃旧的观念。从心理学角度看，凡经过否定质疑的知识，在学生中才有较高的确信度。因此，教师在教学过程中创设能激发学生产生认知冲突的教学情境，以其无力解决的“冲突”动摇其顽固的相异构想，
6、使其感到必须修正原来的错误观念或模糊认识，以此作为纠正相异构想的有效途径。例如在“重力与质量的关系”中，学生总认为“质量与重力成正比”，因为由公式 G=mg，可得 m=G/g，所以当重力 G 越大时，质量 m 也就越大。这些学生由于在数学知识的学习中形成的思维定势，对于反映物理规律的公式及其变换，往往从纯数学的角度加以理解，忽视了它的物理意义，导致一些错误的结论。对此，我引导学生回顾之前的质量知识，质量不随位置的改变而改变，即同一物体无论在哪里（如地球、月球、太空等） ，其质量是不变的。而重力是随地理位置、距地面高度的3改变而改变的。这就产生了自相矛盾的说法。在“探究电流与电阻的关系”中，学生
7、得出这样的错误结论：电压相同时，导体的电阻与通过导体的电流成反比。这与“电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积及温度有关，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关”的结论相冲突。在“光的反射规律”中，学生认为入射角等于反射角，殊不知是先有入射角后才有反射角，颠倒了因果关系等等。通过课堂认知冲突的激发，迫使学生彻底放弃原有偏离科学的相异构想，并促使学生主动思索、主动纠正。 三、通过实验增加学生的感性经验，是纠正相异构想的关键所在在日常生活中，学生常常积累了不少与物理有关的感性经验，其中有些经验中形成的观念是错误的或片面的，从而干扰了正确概念的形成。因此，很多相异构想的形成是因为学生缺乏建构新知识所必需
8、的正确或全面的感性经验。在学习过程中，学生往往难以真正理解，会感到“好像有些道理” ，但自己原来的认识也 “有道理” ，于是兼收并蓄，形成一种模糊混乱的认知结构。物理学是一门以实验为基础的科学。对一些难以理解的知识，设计一些巧妙的实验，通过实验现象给学生原有的相异构想以强烈的冲击，为学生提供必要的感性材料，是纠正相异构想的关键所在。例如在电路教学中，我发现有相当一部分学生认为电流从电源正极出发流向负极，故离正极近的电灯先亮；存在着混淆电源短路和用电器短路的现象等等的相异构想。为此，我在课堂上连接好如右下图所示的电路。师：只闭合开关 S，三盏灯会怎样？生：最靠近电源正极那一边的灯 L1 先亮。教
9、师闭合开关 S，学生发现三盏灯同时亮。师：再闭合开关 Sa，各灯会怎样？生：灯 L1 和 L2 不亮，因为它们被短路了。师：灯 L1 和 L2 会被烧坏了吗？生：会，原因是短路了，电路电流会过大。教师闭合 Sa，学生证实灯 L1 和 L2 不亮。当教师再断开 Sa 时，学生因灯 L1 和 L2 又亮了起来而感到诧异。师：同时再闭合开关 Sa 和 Sb，电路会怎样？L2L1 L3SaSbS4生：三盏灯都不亮，电源短路，会烧坏电源。教师同时闭合开关 Sa 和 Sb，学生惊奇地发现三盏灯都亮着。师：此时三盏灯是属于什么连接方式？生：有的说是串联，有的回答是并联，还有的认为是混联。教师任意取出其中的一
10、盏或两盏灯，其它灯都能亮着！生：原来是并联电路！正是在这一系列问题的驱使下，我借助实验现象，通过进一步理论分析，促使学生自主解除相异构想，牢固确立了科学观点，达到事半功倍的教学效果。四、利用科学的思维方法，是纠正相异构想的指导手段当学生放弃原有的相异构想，在什么情况下会主动建构与科学概念一致的新概念呢？答案是，只有在学生认为新概念的建立是明智的、合理的，且新概念比旧概念包含更本质的内容，学生才能完全接受新概念，实现相异构想向科学概念的自觉转化。因此，我们教师必须仔细分析在其建立过程中运用哪些思维形式和方法，学生对其中的哪些方法不熟悉、不习惯，在哪些地方思维容易受阻，利用分析、比较、归纳、演绎、
11、推理等的科学思维方法指导学生通过“自我调节”一步步地想通，自主地建立新概念，让学生感知新概念的科学可靠，使学生的相异构想得以顺利纠正。例如，在学习“内能”时，学生往往会混淆内能（微观）和机械能（宏观）的概念，常常将飞舞的灰尘理解为分子在不停地做无规则运动，把灰尘飞舞具有的动能和重力势能理解为分子内能。学生会认为静止在水平地面上的物体不具有内能。对于这种由观念障碍引起的相异构想，采用科学观念、思维方法上的指导就显得尤为重要。对此，我通过比较两者概念的物理定义，引导学生讨论两者的区别，归纳得出内能是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和，这种无规则运动是分子在物体内部自身不停地运动，跟物体整体的运
12、动无关；而机械能与整个物体的机械运动有关。所以，灰尘是由大量分子组成，灰尘的“飞舞”做的是机械运动，具有机械能。而静止在水平地面上的物体，其内部的分子总是做无规则热运动，而且分子之间有相互作用，所以物体具有内能。这时，引导学生纠正自己的错误观念就水到渠成，学生明确得到了“一切物体都有内能”的正确结论。5值得一提的是，我发现某些相异构想经过教学后会变成其他的相异构想。如在讲“浮力”时，通过弹簧测力计测浮力的实验，纠正了学生的“下沉的物体没有受到浮力”的相异构想，学生在明白浸在液体的物体受到浮力作用后，又产生了“桥墩会受到浮力”的新的相异构想。有些在经验中形成的相异构想，在学生头脑中是非常顽固的，例如即使在学了阿基米德原理以后，如果提问体积相同的一个木球和一个铁球，浸没在水中受到的浮力哪个大？仍可能有学生回答：木球。可见，纠正学生的相异构想是一项长期的、复杂的工作，任重道远，还需要我们教师耐心细致、持之以恒地不断探求，不懈努力。二一年十一月二十八日
