物理教學(xué)中學(xué)生概念錯(cuò)誤成因的調(diào)查分析

郭　磊

摘 要:研究發(fā)生概念錯(cuò)誤學(xué)生思維的特點(diǎn),也是教學(xué)研究不可缺少的環(huán)節(jié)。通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)卷,開(kāi)展調(diào)查,分析調(diào)查結(jié)果,從認(rèn)知結(jié)構(gòu)和心理因素方面探尋學(xué)生概念錯(cuò)誤形成的原因。

關(guān)鍵詞:物理教學(xué);概念;前概念;遷移;定勢(shì)

中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-010X(2009)09-0053-02

物理概念是客觀事物的物理本質(zhì)屬性在人們頭腦中的反映,是人們進(jìn)行物理思維的基礎(chǔ)。物理概念是在大量觀察、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,運(yùn)用邏輯思維的方法,把事物本質(zhì)的、共同的特征集中起來(lái)加以概括而形成的,任何一個(gè)物理概念都有它明確的內(nèi)涵和外延。

在教學(xué)過(guò)程中,盡管教師十分注意鉆研教材,注意了解和研究學(xué)生,以及選擇教法,然而,在教學(xué)實(shí)踐中無(wú)論教學(xué)如何嚴(yán)謹(jǐn),仍會(huì)有一些學(xué)生產(chǎn)生概念錯(cuò)誤。

概念錯(cuò)誤,不一定都發(fā)生在思維能力較差的學(xué)生身上,在某些思維能力不差,而其思維具有某種特點(diǎn)的學(xué)生,也會(huì)發(fā)生概念錯(cuò)誤。后一類雖不是多數(shù),卻實(shí)際存在。研究發(fā)生概念錯(cuò)誤學(xué)生思維的特點(diǎn),也是教學(xué)研究不可缺少的內(nèi)容。

為了了解學(xué)生概念錯(cuò)誤形成的原因,我們選擇了初二的一個(gè)班級(jí)進(jìn)行了調(diào)查分析。被調(diào)查人數(shù)52人,收回問(wèn)卷52份。調(diào)查方法是采用問(wèn)卷的形式(附問(wèn)卷),并對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行個(gè)別訪談。其中1~3題另找10個(gè)初一的學(xué)生進(jìn)行個(gè)別訪談。

通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),學(xué)生概念錯(cuò)誤形成的原因大致可分為兩部分:第一部分為由學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)造成的;第二部分為心理因素造成的。

一、由學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)造成的概念錯(cuò)誤

1.前概念的作用。

學(xué)生在接受物理學(xué)教育之前,通過(guò)自己的觀察、體驗(yàn)與思考,對(duì)各種物理現(xiàn)象與物理過(guò)程的理解和認(rèn)識(shí),叫前物理概念。

前物理概念有些是正確的,它有助于學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成概念和掌握規(guī)律,是學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。但是,前物理概念畢竟是生活經(jīng)驗(yàn),是在觀察和思考的基礎(chǔ)上自發(fā)形成的,沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的科學(xué)分析與實(shí)驗(yàn)證明。所以,前物理概念多數(shù)是膚淺的、模糊的、帶有片面性的,有的甚至是錯(cuò)誤的。

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn):對(duì)第1題的回答,初一學(xué)生有10人回答像變小,占100%;初二學(xué)生回答“像變小”的有18人,占34.6%;回答“不知道”的3人,占5.7%;答“不變”的有31人,占59.7%。

第2題中,初一學(xué)生中回答“沒(méi)有力”的有9人,占90%;回答“不知道”的1人。初二學(xué)生回答“車子沒(méi)受到力”的有9人,占17.3%;回答“受阻力(摩擦力)”的有39人,占75%;答“不知道”的,有4人,占7.7%。

第3題,初一學(xué)生回答“沒(méi)受浮力”的有8人,占80%,并表示“沉下去了,當(dāng)然沒(méi)有受到浮力了”?；卮稹笆艿礁×Α钡挠?人,占20%。初二學(xué)生回答沒(méi)受浮力的有11人,占21.2%;回答受到浮力的有41人,占78.8%。

從中我們可以看出前概念對(duì)學(xué)習(xí)物理概念時(shí)的負(fù)面作用。

2.知識(shí)的負(fù)遷移。

遷移,是指已經(jīng)獲得的知識(shí)、技能甚至方法和態(tài)度對(duì)學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能的影響。這些影響可能是積極的,也可能是消極的。前者叫正遷移,簡(jiǎn)稱遷移。后者叫負(fù)遷移,也叫干擾。

第4題,回答“密度與質(zhì)量成正比,與體積成反比”的,有13人,占總?cè)藬?shù)的25%;答對(duì)其它正確答案的有39人,占總?cè)藬?shù)的75%。從中我們了解到,學(xué)生答錯(cuò)的主要原因是受到數(shù)學(xué)中的因式之間關(guān)系的影響。

二、心理因素造成的概念錯(cuò)誤

1.思維定勢(shì)的消極作用造成的影響。

思維定勢(shì)是指人們?cè)谒季S中按一種固定的思路去考慮問(wèn)題。學(xué)生在解題過(guò)程中,往往被一些過(guò)去形成的方法所束縛,不能根據(jù)變化了的情況或條件及時(shí)發(fā)現(xiàn)新的辦法,以求得問(wèn)題的解決。

第5題的回答,直接利用P=F/S=9.8N/10^-4m²=9.8×10⁴Pa的有12人,占總?cè)藬?shù)的23.1%;回答“不知道”的有5人,占9.6%;答“無(wú)法計(jì)算”的有35人,占67.3%。通過(guò)與學(xué)生的交談了解到,老師講壓力時(shí)大多數(shù)是講物體對(duì)水平支承面的壓力在數(shù)值上等于重力,久而久之,形成壓力等于重力,甚至壓力就是重力的概念。

2.缺乏比較鑒別能力。

在第6題的回答中,答“重力和支持力是一對(duì)平衡力”的有33人,占63.4%;答“重力和壓力是一對(duì)平衡力”的有5人,占9.7%;答“壓力和支持力是一對(duì)平衡力”的有14人,占26.9%。

在這個(gè)題目中,答錯(cuò)的同學(xué),多數(shù)是沒(méi)有搞清楚平衡力與相互作用力兩者之間的異同,缺乏比較鑒別能力。

同樣,在第8題的回答中,答“活塞不動(dòng)”的,有18人,占34.6%,理由是活塞受平衡力的作用。這也是因?yàn)閷W(xué)生搞不清概念、規(guī)律的適用范圍和題目的條件,缺乏比較鑒別能力而造成的。

3.加工能力的缺乏。

機(jī)械功這個(gè)概念是比較抽象的,而且在中學(xué)的教材上也未能像其他概念那樣有簡(jiǎn)明的“定義”,是不太容易領(lǐng)會(huì)的。

機(jī)械功的概念,反映了在力的作用下移動(dòng)距離造成能量的傳遞或轉(zhuǎn)變的物理過(guò)程。在教材上,把“物體受到力的作用,在力的方向上移動(dòng)距離”概括為力做功。學(xué)生在通過(guò)多種例子領(lǐng)會(huì)機(jī)械功這個(gè)概念時(shí),往往由于加工能力的缺乏,抓不住概念的本質(zhì)方面,而對(duì)概念的外延作了些不合理的擴(kuò)大或縮小,形成了概念錯(cuò)誤。

在第7題的回答中,機(jī)械地套用公式,用“W=FS=500N×40m=20000J”計(jì)算的有17人,占總?cè)藬?shù)的32.7%。

4.缺乏分析綜合能力以及判斷和推理錯(cuò)誤。

第9題中,利用“壓力等于重力”來(lái)做,得出“FB>FA>FC”的有15人,占28.8%。第10題答“F_C＞F_B＞F_A”的有10人,占19.2%。理由是“F=ρgV排,而V_C＞V_B＞V_A”,這兩個(gè)題目的共同錯(cuò)誤都是對(duì)題目條件的判斷錯(cuò)誤,缺乏綜合分析能力。

通過(guò)調(diào)查探尋出學(xué)生錯(cuò)誤概念形成的主要原因,將有助于教師在教學(xué)中針對(duì)上述原因采取有效的教學(xué)策略,加強(qiáng)學(xué)生思維訓(xùn)練,減少錯(cuò)誤概念的形成,從而提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)的效果。

附:調(diào)查問(wèn)卷問(wèn)題

請(qǐng)認(rèn)真回答以下問(wèn)題,要求寫(xiě)出原因。

1.一個(gè)人站在鏡子前,然后慢慢后退,則鏡子中的像的大小會(huì)怎么變?

2.我們騎自行車,如果不蹬的話,車子會(huì)最終停下來(lái),這是為什么?

3.鐵塊扔到水中有沒(méi)有受到浮力?

4.密度是物質(zhì)本身的一種屬性,從密度的計(jì)算公式ρ=m/V中,說(shuō)明三者的關(guān)系。

5.如圖1,已知質(zhì)量為1kg、邊長(zhǎng)為1cm的正方體放在斜面上,問(wèn)斜面受到的壓強(qiáng)是多大?

6.如圖2,下列的力中(重力、支持力、壓力),哪兩個(gè)力是平衡力,哪兩個(gè)力是相互作用力?

7.一個(gè)人用500N的力,把一個(gè)足球踢出40m遠(yuǎn),這個(gè)人對(duì)球做了多少功?

8.如圖3,兩活塞受兩大小相等,方向相反的力的作用,兩活塞將如何運(yùn)動(dòng)?為什么?

9.已知A、B、C三個(gè)容器的底面積相同,比較下列圖中容器底部受到的壓力大小

10.用密度計(jì)測(cè)量液體的密度,試比較下列A、B、C三圖中密度計(jì)受到的浮力大小

【責(zé)任編輯 張桂英】