打開(kāi)學(xué)生的“思維癥結(jié)”，提高探究教學(xué)的有效性

田雪巖　康建平

摘 要:“思維癥結(jié)”指學(xué)生在物理探究過(guò)程中出現(xiàn)的思維盲區(qū)和誤區(qū)。打開(kāi)學(xué)生的“思維癥結(jié)”,要改進(jìn)探究過(guò)程,設(shè)置新的探究方法,提高探究教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:“思維癥結(jié)”;盲區(qū);誤區(qū);探究教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-010X(2009)07-0054-02

這里的“思維癥結(jié)”指的是學(xué)生在物理探究過(guò)程中出現(xiàn)的思維盲區(qū)和誤區(qū)。物理是初中學(xué)生剛剛接觸到的一門(mén)自然科學(xué),學(xué)生對(duì)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法相對(duì)比較陌生,再加上大部分學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的缺乏,在探究的過(guò)程中很容易遇到學(xué)生從來(lái)沒(méi)有接觸到的思維區(qū)域即思維盲區(qū)。由于學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象和生活現(xiàn)象的本質(zhì)缺乏了解,往往對(duì)這些現(xiàn)象產(chǎn)生一些錯(cuò)誤的理解,形成一些錯(cuò)誤的概念,即出現(xiàn)思維的誤區(qū)。無(wú)論是思維的盲區(qū)還是誤區(qū),都會(huì)在探究過(guò)程中形成思維障礙,影響學(xué)生對(duì)物理知識(shí)和物理方法的接受。因此我們?cè)谔骄拷虒W(xué)的設(shè)置過(guò)程中必須關(guān)注學(xué)生的“思維癥結(jié)”。

一、忽視學(xué)生 “思維癥結(jié)”的探究過(guò)程,往往會(huì)給學(xué)生的學(xué)習(xí)留下后遺癥

探究教學(xué)已經(jīng)成為一種重要的教學(xué)模式,實(shí)施探究教學(xué)的主要目的是為了讓學(xué)生在探究過(guò)程中通過(guò)觀(guān)察現(xiàn)象、分析、思考、總結(jié)、辨析、歸納獲得物理知識(shí)和物理方法。但是在實(shí)施過(guò)程中,探究教學(xué)經(jīng)常被當(dāng)作一種流程來(lái)使用,而忽略學(xué)生的認(rèn)知,認(rèn)為只要將探究過(guò)程順利完成,就完成了我們的教學(xué)任務(wù)。但恰恰就是這種順利,將學(xué)生思維當(dāng)中存在的問(wèn)題掩蓋過(guò)去,不能暴露出來(lái),不能得到徹底的解決,成為學(xué)生學(xué)習(xí)中的遺留問(wèn)題,影響學(xué)生的物理學(xué)習(xí)。

學(xué)習(xí)八年級(jí)物理“光的折射”時(shí)就曾經(jīng)遇到過(guò)這樣的問(wèn)題。在探究光的折射規(guī)律的過(guò)程中,遇到了兩個(gè)問(wèn)題:一個(gè)是如何顯示光路,一個(gè)是光由空氣進(jìn)入其他介質(zhì)和由其他介質(zhì)進(jìn)入空氣時(shí),光的偏折方向不一樣。如何顯示光路必須要做詳細(xì)的處理,因?yàn)橹挥羞@樣才能保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。對(duì)光的偏折方向問(wèn)題的處理不同,為了讓學(xué)生能夠沿著提前設(shè)置好的探究過(guò)程走,順利完成探究過(guò)程,只做了模糊處理,直接將探究實(shí)驗(yàn)分成兩個(gè)層次,讓學(xué)生先探究由空氣進(jìn)入其他介質(zhì)的情況,再探究由其他介質(zhì)進(jìn)入空氣的情況,然后兩個(gè)結(jié)論總結(jié)成一個(gè)規(guī)律讓學(xué)生記住。但這樣的分層使我們的探究過(guò)程跳過(guò)了學(xué)生一個(gè)重要思維盲區(qū)。對(duì)于光的折射學(xué)生本來(lái)就沒(méi)有什么了解,折射過(guò)程中會(huì)有兩種不同的情況出現(xiàn)學(xué)生更是初次遇到,而我們處理的方式是輕描淡寫(xiě)地強(qiáng)加于學(xué)生,對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)既沒(méi)有深刻的印象,更沒(méi)有深層次的理解,兩種折射情況的不同很容易出現(xiàn)遺忘或者混淆,在以后的應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤就在所難免。

學(xué)習(xí)九年級(jí)物理“液體壓強(qiáng)”時(shí)遇到的是學(xué)生的思維誤區(qū)。由于固體壓強(qiáng)的影響,在探究液體壓強(qiáng)與什么因素有關(guān)時(shí),學(xué)生一般都會(huì)提出液體壓強(qiáng)的大小受液體的重力影響。而且由于容器的形狀不同,液體的重力也會(huì)不同,學(xué)生還會(huì)認(rèn)為液體壓強(qiáng)與容器的形狀有關(guān)。我們通常使用的解決方法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行排除,利用液體壓強(qiáng)計(jì)比較同種液體深度相同、重力不同時(shí)的壓強(qiáng),讓學(xué)生意識(shí)到液體的壓強(qiáng)與液體的重力無(wú)關(guān)。用同樣的方法還可以排除液體壓強(qiáng)與容器的形狀的關(guān)系。這種處理方式好像經(jīng)過(guò)了實(shí)驗(yàn),其實(shí)只是通過(guò)實(shí)驗(yàn)給了學(xué)生一個(gè)結(jié)果,沒(méi)有進(jìn)行深層次的探究,沒(méi)有從根本上讓學(xué)生真正理解,原來(lái)思維當(dāng)中的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)仍然存在。這樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)加給學(xué)生的淺層次的認(rèn)識(shí)很快就被遺忘,在以后解決有關(guān)液體壓強(qiáng)的問(wèn)題時(shí),液體的重力和容器的形狀就成為嚴(yán)重的干擾因素,影響學(xué)生的正常思維。

二、打開(kāi)學(xué)生的“思維癥結(jié)”,是提高探究教學(xué)有效性的可行方法

如果我們?cè)谔骄窟^(guò)程中,找到學(xué)生的“思維癥結(jié)”,并打開(kāi)了學(xué)生的“思維癥結(jié)”,探究過(guò)程有效性一定可以得到提高。那么,怎樣才能打開(kāi)學(xué)生的“思維癥結(jié)”呢?這就需要我們?cè)谡莆諏W(xué)生的“思維癥結(jié)”之后,將學(xué)生思維的盲區(qū)和誤區(qū)作為探究過(guò)程中需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題,從根本上消除盲區(qū)和誤區(qū),接受準(zhǔn)確的物理知識(shí)和物理方法。

1.針對(duì)學(xué)生的“思維癥結(jié)”改進(jìn)探究過(guò)程。

針對(duì)學(xué)生在探究光的折射規(guī)律時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題,我們對(duì)探究過(guò)程作如下的改進(jìn):將學(xué)生實(shí)驗(yàn)中常用的儀器半圓形玻璃磚(光透過(guò)半圓形玻璃磚時(shí)只會(huì)發(fā)生一次偏折)換成平行玻璃磚,將玻璃磚放在一張白紙上,這樣激光筆發(fā)出的激光沿著白紙透過(guò)玻璃磚時(shí)就會(huì)發(fā)生兩次偏折,然后根據(jù)光路在白紙上畫(huà)出光路圖,每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)本組實(shí)驗(yàn)畫(huà)出的光路圖,總結(jié)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。在探究過(guò)程由于我們減少了對(duì)學(xué)生的限制,就增加了學(xué)生分析的難度,折射光究竟向哪偏折呢?這就需要學(xué)生好好分析一下了。在分析過(guò)程中,學(xué)生的思維往往會(huì)發(fā)生一些沖突,有的學(xué)生可能只總結(jié)其中的一種情況,有的學(xué)生可能只總結(jié)另外一種情況,還有的學(xué)生可能會(huì)把整個(gè)光路做一個(gè)完整的描述。但是思維沖突的過(guò)程,往往也是思維不斷完善的過(guò)程,學(xué)生通過(guò)自己思維的不斷完善而獲得結(jié)論,不僅印象深刻,而且理解深入,可以徹底消除思維的盲區(qū)。

2.針對(duì)學(xué)生的“思維癥結(jié)”設(shè)置新的探究過(guò)程。

學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)時(shí)遇到的問(wèn)題,就可以這樣處理,我們完全可以在原來(lái)實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上提出兩個(gè)新的問(wèn)題,讓學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的探究。

問(wèn)題一、液體壓強(qiáng)的大小真的與液體的重力無(wú)關(guān)嗎?

問(wèn)題二、液體壓強(qiáng)的大小真的與容器的形狀無(wú)關(guān)嗎?

第一個(gè)問(wèn)題的探究可以利用兩組裝有水的容器進(jìn)行。第一組是底面積不相等的柱形容器裝有等質(zhì)量的水;第二組是讓底面積不相等的柱形容器裝有等深度的水。讓學(xué)生分別分析兩組容器中水的重力的關(guān)系和水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的大小關(guān)系,總結(jié)結(jié)論。因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)固體壓強(qiáng)的知識(shí),液體壓強(qiáng)的知識(shí)也有了初步的了解,通過(guò)分析和討論不難得出,第一組容器雖然液體重力、對(duì)容器底部的壓力相等,但受力面積不等,壓強(qiáng)自然不等;第二組容器雖然液體重力不等壓力不等,但由于受力面積也不相等,壓強(qiáng)反而相等。接下來(lái)我們就可以讓學(xué)生利用已有的壓強(qiáng)知識(shí)推導(dǎo)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式,就可以讓學(xué)生理解,無(wú)論液體的重力如何變化,只要我們把握液體的密度和深度,就可以對(duì)液體壓強(qiáng)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。

第二個(gè)問(wèn)題的探究對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的難度,需要我們和學(xué)生一起完成。這個(gè)探究可以借助一個(gè)裝有水的容器。容器的形狀如圖所示。

需要我們和學(xué)生一起分析的部分:

(1)液體和容器壁之間的相互作用;

(2)分析容器兩個(gè)肩部對(duì)液體的壓力;

(3)分析與同底的柱狀容器深度相同時(shí)相比較水的重力的差值;

(4)分析壓力和差值之間的關(guān)系。

當(dāng)我們的探究過(guò)程進(jìn)行到這里時(shí),有的同學(xué)恍然大悟,那接下來(lái)的事情就十分簡(jiǎn)單了,我們完全可以將剩下的部分交給學(xué)生,通過(guò)討論學(xué)生就可以弄明白液體壓強(qiáng)與容器形狀無(wú)關(guān)的原因,那就是無(wú)論是什么形狀的容器,只要液體的深度和密度相同,液體壓強(qiáng)的大小一定與同底的柱狀容器一樣,因此我們分析液體壓強(qiáng)只需把握其密度和深度就可以了。

經(jīng)過(guò)這樣的處理,不但徹底排除了思維誤區(qū)的干擾,而且強(qiáng)化了液體壓強(qiáng)分析問(wèn)題的方法,提高了學(xué)生的分析能力。

3.打開(kāi)學(xué)生的“思維癥結(jié)”,可以提高探究教學(xué)的有效性。

在學(xué)習(xí)“歐姆定律”這一節(jié)時(shí)曾經(jīng)做過(guò)這樣的嘗試。這是一節(jié)完整的實(shí)驗(yàn)探究課,在探究過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)變阻器的作用是學(xué)生比較陌生的一個(gè)盲區(qū),就把變阻器的作用作為實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中的一個(gè)要點(diǎn)去處理,結(jié)果收到了良好的效果。

本次實(shí)驗(yàn)探究分為兩個(gè)部分,第一部分是研究電流和電壓的關(guān)系,在設(shè)計(jì)電路時(shí)就遇到了變阻器,將變阻器的作用做了一次重點(diǎn)處理,讓學(xué)生探討了一系列的問(wèn)題:

(1)電路中用不用加變阻器?

(2)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用是什么?

(3)變阻器怎樣起到這樣的作用?

在學(xué)生探討完這些問(wèn)題之后,對(duì)探究規(guī)律時(shí)應(yīng)獲取多組數(shù)據(jù),利用變阻器可以調(diào)節(jié)用電器兩端的電壓和流過(guò)的電流,以及變阻器的變化對(duì)電路的影響等問(wèn)題的理解就可以得到一定提高。

第二部分的實(shí)驗(yàn)是研究電流和電阻的關(guān)系。在設(shè)計(jì)電路時(shí)也會(huì)遇到變阻器,由于變阻器的作用發(fā)生了變化,將變阻器的作用做了第二次重點(diǎn)處理,讓學(xué)生探討變阻器的作用。在這次探討過(guò)程中,不僅可以強(qiáng)化第一次探究學(xué)生的收獲,還可以讓學(xué)生更深刻的理解控制變量在實(shí)驗(yàn)中的重要性,讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力得到提高。

不僅僅是這幾個(gè)實(shí)例,當(dāng)我們?cè)诮虒W(xué)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題之后,每部分的教學(xué)設(shè)計(jì)大家都會(huì)認(rèn)真分析學(xué)生的“思維癥結(jié)”,制定詳細(xì)的處理方案,結(jié)果收到了良好的效果。學(xué)生感覺(jué)學(xué)起物理來(lái)更容易了,學(xué)習(xí)的興趣也就高了;作業(yè)更少了,學(xué)生和教師的負(fù)擔(dān)都輕了,但教學(xué)成績(jī)更好了。我們對(duì)學(xué)生“思維癥結(jié)”的研究一定要繼續(xù)下去。

【責(zé)任編輯 張桂英】