轉(zhuǎn)變學(xué)生“錯誤觀念”實施物理教學(xué)有效性的實踐研究

周科用

【摘 要】 學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中，存在一些錯誤的觀念，對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。由于有些錯誤觀念是長年積累形成的，具有極大的廣泛性、頑固性、隱蔽性。通過悖論法、類比法等方法，可以糾正錯誤觀念，優(yōu)化物理過程，能提高物理教學(xué)的有效性。

【關(guān)鍵詞】 物理教學(xué)? 錯誤觀念? 實踐研究

錯誤觀念是指學(xué)生的知識經(jīng)驗中存在的與新知識的學(xué)習(xí)不一致甚至相互沖突的經(jīng)驗，這些經(jīng)驗常常是學(xué)生在以往的生活和學(xué)習(xí)過程中，由于日常生活經(jīng)驗、教師、教材等因素形成的一系列與科學(xué)知識相違背的觀念，并且，隨著物理教學(xué)的進行，新的錯誤必會不斷地形成和發(fā)展。

轉(zhuǎn)變“錯誤觀念”教學(xué)是指采取有效的策略暴露學(xué)生的錯誤觀念，改變學(xué)生的原有認(rèn)知中與科學(xué)觀念相矛盾的圖式，從而達(dá)到解決沖突、完善學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的教學(xué)過程。

一、轉(zhuǎn)變“錯誤觀念”教學(xué)策略的實踐研究

皮亞杰的發(fā)生認(rèn)識論指出：認(rèn)知沖突是人的原有圖式與新感受到的事件或客體之間的對立性矛盾。學(xué)生學(xué)習(xí)新知識時，總是試圖以原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)來同化對新知識的理解，當(dāng)遇到不能解釋的新現(xiàn)象時，就會發(fā)生認(rèn)知沖突。當(dāng)沖突產(chǎn)生時，學(xué)生需要對新信息或原有的圖式做調(diào)整以解決沖突;而教師則要激起學(xué)生的興趣和好奇心，使其在解決沖突中完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)， 因此引發(fā)觀念沖突是觀念轉(zhuǎn)變的契機和動力。波斯納的觀念轉(zhuǎn)變理論也指出： 對當(dāng)前的觀念不滿意是產(chǎn)生觀念轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因素。因此，圍繞“引發(fā)認(rèn)知沖突，解決沖突，完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)”的方法來促進觀念轉(zhuǎn)變是轉(zhuǎn)變“錯誤觀念”教學(xué)的重要理論思想。

1. 悖論法

“ 悖論”就是一種邏輯矛盾，是指從某一前提出發(fā)推出兩個在邏輯上自相矛盾的命題，或從某一理論中推出與已知的科學(xué)原理或?qū)嵺`相矛盾的命題。在物理教學(xué)過程中，針對一個實際問題引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗或原有認(rèn)知進行判斷、推理得到一個結(jié)論，再通過物理理論或?qū)嶒灥玫搅硪粋€結(jié)論， 兩者相比較出現(xiàn)“相異或相反”，從而揭示錯誤觀念，對原有觀念產(chǎn)生不滿，進而在認(rèn)知沖突中糾正認(rèn)知錯誤。

（1）“理論—實驗”相悖

例如，在非純電阻電路中，U>IR，UIt>I2Rt，即電功大于電熱。對此，有些學(xué)生不可理解，他們總認(rèn)為 UIt 與 I2Rt是一回事，其原因是在初中學(xué)習(xí)部分電路的歐姆定律時形成思維定勢。為了破除這種錯誤觀念，我們可以重新設(shè)計教學(xué)問題：

如圖1所示，當(dāng)電動機運轉(zhuǎn)時，電路中電流I等于多少？

學(xué)生根據(jù)閉合電路的歐姆定律計算得到I=E/（R+r） =1.5A，而當(dāng)連接電路演示時，電流表示數(shù)為I=0.3A。這一理論與實驗相矛盾，產(chǎn)生了沖突。這時引導(dǎo)學(xué)生從能量守恒的角度對問題進行分析：電路中包含電動機、電解糟等用電器，則電流做功時就有電能轉(zhuǎn)化為機械能或化學(xué)能。若電功等于電熱，即電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么用電器獲得的機械能或化學(xué)能只能為零，這與事實不相符合。故而，電熱僅是電功的一部分。

（2）“理論—理論”相悖

“理論—理論”相悖即針對一個問題情境用兩種不同的理論來加以分析，得到相互矛盾的結(jié)果。運用該方法創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境具有新奇性、不和諧性，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲和探索的興趣。渴望得到合作者或老師的幫助，有利于培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力， 也是“轉(zhuǎn)變錯誤觀念教學(xué)”的有效方法。

2. 類比法

類比是根據(jù)兩個（或兩類）不同對象的一些相同或相似屬性，而推出這兩個（或兩類）對象的其他屬性也可能相同或相似的一種推理方法。許多物理概念既有本質(zhì)不同的一面，又有內(nèi)在聯(lián)系的一面，教學(xué)中既要注意某一概念本身，又要注意不同概念之間的聯(lián)系，通過類比，使學(xué)生區(qū)別概念，澄清概念，加深對概念的理解。

3. 正誤對比法

在知識的鞏固環(huán)節(jié)中，采用正誤對比，可使學(xué)生從中找出錯誤所在及其原因，明白錯誤觀念與正確理解的實質(zhì)性的區(qū)別。從實際教學(xué)效果來看，正誤對比能使學(xué)生的記憶更深刻，對概念和規(guī)律的理解與掌握程度更準(zhǔn)確，進而使其錯誤觀念從根本上得以糾正。

二、轉(zhuǎn)變“錯誤觀念”教學(xué)實施、操作中的建議

1. 創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境

為了暴露學(xué)生的錯誤觀念，教學(xué)應(yīng)始于一個問題情境，成功的問題情境能使學(xué)生對學(xué)習(xí)活動產(chǎn)生積極的動機，激發(fā)學(xué)生的求知欲，為以后的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

2. 給予學(xué)生充分探索、呈現(xiàn)觀念的時間

對于一些復(fù)雜的情境，學(xué)生提出自己的觀念，需要一定的探索時間。因此，要設(shè)計有針對性的探索活動。只有學(xué)生投身于對情境的探究，才能積累經(jīng)驗，提出觀念。學(xué)生在探索過程中，教師可以通過引導(dǎo)以暗示和幫助學(xué)生建立觀念。經(jīng)過一番探索后，學(xué)生基本上建立了自己的觀念，要鼓勵學(xué)生敢于表達(dá)自己的觀念。如：通過口頭描述、書面描述等。目的是讓學(xué)生暴露自己的觀念，這些觀念是后續(xù)觀念轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)。

3. 促成認(rèn)知重建

按照皮亞杰的觀點，觀念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的主要機制是順應(yīng)，即學(xué)生必須對原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進行調(diào)整和改變，以便更好地理解和接納新知識。因此，必須給予學(xué)生充分的時間，認(rèn)識新舊知識間的不同。教師應(yīng)為學(xué)生提供促進認(rèn)知順應(yīng)和重建新觀念的支持和幫助，對新觀念作詳細(xì)的論述，使學(xué)生得以重新組織自己的觀念。

4. 加強科學(xué)觀念的鞏固

新習(xí)得的科學(xué)觀念若不經(jīng)過鞏固強化，就會遺忘，并且由于錯誤觀念的頑固性，鞏固強化科學(xué)觀念是觀念轉(zhuǎn)變教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)。該階段主要是學(xué)生將建構(gòu)的科學(xué)觀念運用到其他新情境，促進觀念遷移，形成對科學(xué)觀念更深刻、更全面的理解。通過對科學(xué)觀念的運用提高科學(xué)觀念的地位。在有些情況下，學(xué)生仍然有錯誤觀念存在，通過鞏固強化階段可以進一步促進錯誤觀念的轉(zhuǎn)變。