微探究突破學(xué)生思維障礙點(diǎn)的實(shí)踐與研究

靳锎

摘?要：本文通過(guò)對(duì)初中物理教材中一些有價(jià)值的探究點(diǎn)（即學(xué)生的思維障礙點(diǎn)），進(jìn)行二次挖掘，從中篩選出符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、能促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的部分，作為重要的學(xué)習(xí)資源，師生共同研究學(xué)習(xí)，以達(dá)到突破學(xué)生的思維障礙，提升學(xué)生的學(xué)科思維能力的目的.

關(guān)鍵詞：微探究;思維障礙;思維能力

文章編號(hào)：1008-4134（2019）18-0041中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

微探究的“微”除了“細(xì)微”之意，還含有“精深”“精妙”之意，微探究從“精”“深”“妙”處入手，能精準(zhǔn)抓住學(xué)生的思維障礙點(diǎn)，對(duì)突破學(xué)生的思維障礙點(diǎn)有重要的意義.通過(guò)一年的研究，篩選微探究?jī)?nèi)容、進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)、課堂實(shí)踐檢驗(yàn)、反思提升修改完善等，微探究已經(jīng)成為突破學(xué)生思維障礙點(diǎn)的一種重要方式，有效促進(jìn)了學(xué)生思維能力的科學(xué)發(fā)展，下面結(jié)合具體的案例和大家分享.

1?單位換算微探究，突破學(xué)生思維障礙

單位換算一直是教學(xué)中學(xué)生的思維障礙點(diǎn)，例如在2018～2019年期末水平檢測(cè)中，全區(qū)單位換算題的得分率只有50%.初次接觸長(zhǎng)度單位換算時(shí)，教師引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行微探究，發(fā)現(xiàn)單位之間的進(jìn)制規(guī)律，后面學(xué)習(xí)所有單位時(shí)可以采取類比遷移的方式， 做到一通百通，突破學(xué)生的思維障礙.對(duì)于有些復(fù)合單位，如速度單位的換算，針對(duì)學(xué)生因?yàn)樗烙浻脖?，常常將它們之間的換算關(guān)系混淆的現(xiàn)象，更要設(shè)計(jì)微探究，讓學(xué)生對(duì)其換算關(guān)系實(shí)際進(jìn)行推導(dǎo)，讓他們真正理解“乘或除3.6”的原因來(lái)突破思維障礙.

2?情境創(chuàng)設(shè)微探究，突破學(xué)生思維障礙

課堂設(shè)計(jì)的問(wèn)題只有在一定的情境中才能激發(fā)學(xué)生的求知欲，才能提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力，進(jìn)一步突破學(xué)生的思維障礙點(diǎn).

例如龜兔賽跑情境設(shè)計(jì)：兩個(gè)同學(xué)分別扮演烏龜和兔子，呈現(xiàn)比賽的整個(gè)過(guò)程.提出問(wèn)題：（1）烏龜和兔子誰(shuí)獲勝了？為什么？（2）烏龜和兔子誰(shuí)的平均速度大？（3）在整個(gè)比賽過(guò)程中，烏龜?shù)乃俣纫恢笨靻?？?）龜兔賽跑的寓言故事真實(shí)可信嗎？ 學(xué)生在不知不覺(jué)中理解了平均速度的含義.

再如誤差情境設(shè)計(jì).學(xué)生先動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)：用刻度尺測(cè)量物理課本的長(zhǎng)度，學(xué)生再展示測(cè)量結(jié)果，若未估讀則引導(dǎo)學(xué)生加以改正，并對(duì)自己的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修改，教師繼續(xù)板書(shū)其他不同的數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)結(jié)果不同之處，問(wèn)：哪個(gè)結(jié)果正確？（都對(duì)）明明有區(qū)別？（有誤差）學(xué)生閱讀課本9～10頁(yè)“誤差” 回答下列問(wèn)題：什么是誤差？ 誤差與錯(cuò)誤的區(qū)別？減小誤差的方法？學(xué)生實(shí)際計(jì)算平均值，是在真實(shí)的測(cè)量情境中真正理解了誤差的含義.

3?實(shí)驗(yàn)微探究，突破學(xué)生思維障礙

實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的最好方式，它通過(guò)最簡(jiǎn)潔的思維活動(dòng)形成概念、建立規(guī)律，實(shí)驗(yàn)直觀形象，也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣最有效的方法，它是學(xué)生最喜歡的突破思維障礙的方式.

在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，一般的思維方式是先探究物距滿足什么條件時(shí)，分別形成倒立、縮小的實(shí)像，倒立、放大的實(shí)像和正立、放大的虛像，通過(guò)數(shù)據(jù)的不完全歸納得出物距滿足的條件 ，然后再探究三個(gè)成像區(qū)間的兩個(gè)分界點(diǎn)u=2f和u=f時(shí)分別成什么像.這種教學(xué)方式需要采集大量的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)分析數(shù)據(jù)、不完全歸納得出結(jié)論，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，

現(xiàn)在采用逆向思維的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，將以往給定數(shù)值進(jìn)行不完全歸納性探究，變?yōu)橹苯俞槍?duì)成像分界點(diǎn)的精確探究，有效幫助學(xué)生理解規(guī)律，具體操作如下.

一探：將凸透鏡固定在50cm處，發(fā)光體F置于零刻度處，移動(dòng)光屏得到清晰的像，觀察并記錄像的性質(zhì)和像距.說(shuō)出像的性質(zhì)和像距.讓發(fā)光體F靠近凸透鏡，過(guò)程中分三次停下來(lái)，移動(dòng)光屏找到清晰的像，觀察并記錄像和像距的變化.

二探：在由縮小的像變?yōu)榉糯蟮南竦倪^(guò)程中，一定有一個(gè)位置成等大的像，找到并記錄物距和像距.找到剛開(kāi)始不能成像的位置，記錄物距.

三探：觀察通過(guò)凸透鏡成的手指的像，是正立放大的.它的物距在什么范圍呢？

4?科學(xué)方法微探究，突破學(xué)生思維障礙

科學(xué)方法是物理教學(xué)的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生能力的重要途徑，科學(xué)方法作為物理認(rèn)識(shí)活動(dòng)的中介，是連接物理現(xiàn)象和物理知識(shí)的重要紐帶，重視科學(xué)方法有助于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).物理教材中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)方法，舉例如下.

控制變量法：初中許多重要實(shí)驗(yàn)利用了此種方法.例如研究滑動(dòng)摩擦力的有關(guān)因素，設(shè)計(jì)系列問(wèn)題運(yùn)用控制變量的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).

轉(zhuǎn)換法：音叉的振動(dòng)很微弱，用肉眼幾乎觀察不到，我們用乒乓球?qū)F(xiàn)象放大.

理想實(shí)驗(yàn)法：實(shí)驗(yàn)時(shí)雖然聽(tīng)到的鈴聲逐漸變小，但始終都能聽(tīng)到鈴聲.請(qǐng)學(xué)生分析原因.

理想模型法：怎樣表示光的傳播？用一根帶有箭頭的直線表示光的傳播軌跡和方向.

等效替代法：某同學(xué)在做“研究平面鏡成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一塊平板玻璃豎直架在放有一薄直尺的水平桌面上，再取兩段蠟燭用以尋找像的位置.當(dāng)蠟燭B與蠟燭A的像完全重合時(shí)，便找到了像的位置.

反證法：如真空罩實(shí)驗(yàn)：用抽氣機(jī)將空氣抽出，傾聽(tīng)聲音的變化，驗(yàn)證聲音的傳播需要介質(zhì).再如光的反射實(shí)驗(yàn)：探究反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)的特點(diǎn)時(shí)，將一塊硬紙板向后偏折，無(wú)法找到反射光線.

類比法：如學(xué)習(xí)功率概念時(shí)類比速度概念，包括物理意義、定義、公式、單位等;再如學(xué)習(xí)電壓時(shí)類比水壓，電路、電流、電源、開(kāi)關(guān)、用電器都可以找到對(duì)應(yīng)的類比對(duì)象.

“相對(duì)論”.如用受熱膨脹的尺子測(cè)量物體（不受溫度影響）長(zhǎng)度，結(jié)果會(huì)偏小，因?yàn)槌咦优蛎浐髽?biāo)準(zhǔn)放大.同樣道理利用磨損的砝碼稱量質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)變小了，所以結(jié)果會(huì)偏大.

5?學(xué)科（如數(shù)學(xué)）整合微探究，突破學(xué)生思維障礙

5.1?數(shù)推得當(dāng)，重視物理意義

在物理學(xué)習(xí)中，如果脫離物理模型的適用條件或者忽視物理與數(shù)學(xué)的相互制約關(guān)系，只是進(jìn)行純粹的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，容易導(dǎo)致思維障礙.例如，對(duì)于密度公式ρ=m/V，從數(shù)學(xué)角度看，密度與質(zhì)量成正比，與體積成反比，但這與事實(shí)是不相符的，因?yàn)槊芏仁俏镔|(zhì)的一種特性，與質(zhì)量和體積無(wú)關(guān)，類似的還有速度、電阻、比熱容和熱值公式等.對(duì)于這些有特殊物理意義的概念，要注重概念的獲得過(guò)程，并且要從物理上對(duì)學(xué)生的數(shù)推關(guān)系進(jìn)行分析和消除，從而加深對(duì)物理概念的理解.

5.2?區(qū)分物理和數(shù)學(xué)的解題格式

數(shù)學(xué)強(qiáng)調(diào)數(shù)的運(yùn)算，而物理強(qiáng)調(diào)量的意義，因此在計(jì)算題上兩個(gè)學(xué)科相差較大.在教學(xué)上，要采用比較的方法，抓住兩者的異同，強(qiáng)化計(jì)算題解題格式，見(jiàn)表1.

物理和數(shù)學(xué)計(jì)算題的最大區(qū)別是物理計(jì)算題必須有公式，中間必須有單位.物理結(jié)果用小數(shù)表示，更加強(qiáng)調(diào)了數(shù)值的物理意義.對(duì)于初學(xué)者，要不斷強(qiáng)化物理計(jì)算題的格式，把正確的解題格式逐漸納入學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中.

6?規(guī)律整合微探究，突破學(xué)生思維障礙

物理規(guī)律是物理學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容之一，適當(dāng)將物理規(guī)律進(jìn)行整合，有助于學(xué)生建構(gòu)完整的知識(shí)體系.例如凸透鏡成像拓展物理規(guī)律整合微探究，可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解記憶.二倍焦距和焦距分別是什么像的分界點(diǎn)？縮小和放大實(shí)像的分界點(diǎn)，實(shí)像和虛像的分界點(diǎn).總結(jié)為：一分虛實(shí)，二分大小.實(shí)像和虛像有什么規(guī)律？倒立的像都是實(shí)像，正立的像都是虛像.總結(jié)為：倒實(shí)正虛.再看前三條規(guī)律隨著物距的變化，像距和像的大小有什么變化規(guī)律？隨著物距的減小，像距增大，像也增大.總結(jié)為：物近像遠(yuǎn)大.又例如，從岸上看水中的景物，由于光的折射，在水中的折射角小于空氣中的入射角，像的位置比實(shí)際位置淺;而從水中看岸上的景物，由于同樣的原因，將比實(shí)際位置變高;而這兩種情況可以合二為一，那就是成像位置變高的虛像.

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