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1、“路程时间=速度”错了吗【背景分析】 只有充分了解儿童对所学习的自然事物具有的前概念,清楚这一概念与教学所要达到的科学概念之间的差距,并懂得这两种概念转化的实质和规律,才能让课堂探究更有针对性、更有效,才能使儿童真正获得科学概念。但是,在实际教学中,教师不能获得所有学生的前概念,学生在学习科学之前,其他学科的知识有些已牢牢构建在学生的脑海中,特别是一些理科知识,如数学学科。正因为在学生脑海中有这个概念,在执教机械摆钟一课中,让我着实体会到了学生前概念对科学概念的影响。学生前概念的顽固性并不是一般的探究活动可以转变的,甚至科学事实就摆在学生面前,学生也不愿意承认这个事实。 【案例重现】 在五年级
2、上机械摆钟一课,当学生做了一个摆后,让摆动起来,大部分同学都认为,摆是先快后慢的。因为摆在刚开始时幅度比较大,而后来幅度越来越小,所以就感觉到越来越慢了。 讨论实验方法后,接着就开始了实验。每隔10秒测量出数据,学生发现了每10秒中摆动的次数是基本相同的。按道理来说,此时,应该可以得出实验的结论了:同一个摆,在相同的时间内,摆的次数是基本相同的。事实上,通过实验,全班学生也都同意了这个结论。 师:请同学们仔细观察这些数据,有什么发现吗? 生1:我们小组经过测量,发现在10秒钟时间内,摆的次数都是8次。 生2:我们小组摆的次数有三个10次,一个11次,应该说,摆的次数是基本相同的。 师:那我们可
3、不可以说:同一个摆,在相同的时间内,摆的次数是基本相同的? 生:可以。 探究活动进行到这里,应该说是非常成功的,得出的结论也很科学,但意外就在这时产生了。 师:刚才有些同学认为摆的速度是先快后慢的,现在你又怎么认为呢? 生1:摆的速度不是先快后慢的,它的速度是相同的。 生2(高举小手叫喊):不对。 师(有些疑惑):那你是怎么认为的呢? 生2:虽然摆在相同的时间内次数是一样的,但是它的速度还是先快后慢的。我们原来观察到的现象是正确的。 师(更加疑惑了):说说你的理由吧! 生2:摆刚开始时,幅度大一些,也就是路程远一些,在相同的时间内,摆的次数是一样的,那么,速度就要快一些。 生2(怕其他同学不理
4、解,又继续发言):数学课里我们学过,“路程时间=速度”,时间和次数都是一样的,路程远一些,那它的速度就快一些。 师(愣住了) 而此时,有很多同学都同意了这个观点,也认为次数虽然一样,但速度是先快后慢的,路程除以时间等于速度。在相同的时间内要走完远一些的路程,那速度就要快一些。这个逻辑似乎并没有错,问题出在哪了。转念间,我明白了,问题在于学生并不理解摆的快慢与摆幅大小并没有关系。按照数学的理论,摆的速度公式学生并没有学过。 问题似乎就要僵在这里了,该怎么解决这个问题呢?既能让学生的思维更深入,又能解决这个问题。当时的我也一下子愣住了,怎么会有这样的思维呢?不过,我也知道,这是学生现有的认知和原有
5、的概念产生了激烈的冲突,是一个难得的机会。如果解决得好,对于本课科学概念的形成是有极其重要的促进作用的。 【反思与探讨】 如何解决个问题呢?我也一下子想不出什么好办法来,既然是数学的概念让学生不能接受数据的事实,那也就用数学中直观的事实来证明吧!如果是先快后慢,那么我们数数的速度也是先快后慢的。就这样,我让全班同学一起看着摆的运动来打拍子数数,结果证明,数拍子的速度是一样的。接着,我把这一小组的摆拿到了演示台上,请这个小组的学生上台来再次测量每隔10秒钟摆的次数,请这位学生单独站在一旁仔细观察,让他的手也随着摆的运动而左右摆动,来体会摆的速度是否有快慢。在这两个事实面前,坚持先快后慢的学生也红
6、着脸很无奈地同意了,说:“路程时间=速度是错了!” 我知道,用这样的方法来解决问题,并不是十分科学的,同时,也没有把学生的原概念从根本上转变过来,他依然会用“路程时间=速度”这个公式来判断摆速度的快慢。只是,在科学事实面前,没有办法反驳而已,这从他一头雾水的表情中可以看出。 但是从另一个角度分析,学生产生这样的冲突,不正是学生思维深入的表现吗?带着这个疑惑,继续研究摆的快慢到底和什么有关,将会有更多的发现。所以,在这节课中,让学生带着问题走入下一课继续来研究摆的秘密会更好。 所以我们在引导儿童进行新概念重组的探究活动中,就应让学生在新旧经验之间、科学概念与错误概念之间建立起联系,使科学概念同他们的原有前概念相互作用。在本案例中,学生在原有的概念“路程时间=速度”的作用下,“摆的次数相同”不能转化为“摆的速度相同”这个概念时,我们就要在学生新旧经验之间建立一种联系。在解决这个问题的过程中,我借用手指数数这个方法将摆的次数转化为摆的速度。速度快,数数也会快;速度慢,数数也会慢,这是学生的原有经验,利用学生这个原有经验,将学生的前概念与科学概念之间建立起了联系,从而能主动地在科学事实中转变已有的错误概念。