編制二段式試題診斷學(xué)生浮力錯誤前概念

周 超

(廣東省佛山市第一中學(xué)，廣東 佛山 528000)

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編制二段式試題診斷學(xué)生浮力錯誤前概念

周 超

(廣東省佛山市第一中學(xué)，廣東 佛山 528000)

前概念是指學(xué)生在學(xué)習(xí)知識之前，頭腦中對物理知識的想法.錯誤的物理前概念對物理學(xué)習(xí)會有巨大的負(fù)遷移，難以改變.本文以八年級物理《浮力》內(nèi)容為例，介紹二段式試題的具體編制過程；利用二段式試題對學(xué)生進(jìn)行測試，揭示了學(xué)生關(guān)于《浮力》內(nèi)容的錯誤前概念.

二段式;錯誤前概念;相異構(gòu)想

錯誤前概念是在課堂學(xué)習(xí)某個知識點前，頭腦中對這個知識點片面或與科學(xué)事實相悖的觀念，這些觀念以潛在的形式存在，平時不容易表現(xiàn)出來.為了能夠更好的了解學(xué)生的現(xiàn)有水平，提高課堂效率，國外教育工作者常利用二段式試題，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯誤前概念，并取得了很好的效果.這對我國教育工作具有很好的借鑒作用.

一、二段式試題的編制

二段式試題與傳統(tǒng)的選擇題不同，它由兩部分組成，第一部分采用單項選擇題的形式，由題干及選項組成；第二部分則針對第一部分選項附加上理由選項，還可以在選項“其他”處填寫自己的理由.Treagust在1988年提出了三個階段編制二段式試題的方法，下面以初中人教版教材《浮力》章節(jié)為例，具體介紹編制過程:

1. 第一階段：確定內(nèi)容、研究的范圍以及概念，命制題目

根據(jù)人教版教科書《浮力》及查閱相關(guān)文獻(xiàn), 以浮力有關(guān)的內(nèi)容和范圍為命題依據(jù), 其中包括浮力的定義、影響浮力大小因素、阿基米德原理、物體沉浮條件.

利用以上概念，設(shè)計如上所示的概念圖.

2. 第二階段：收集學(xué)生的錯誤前概念

查閱關(guān)于浮力錯誤前概念的研究文獻(xiàn)，收集學(xué)生可能具有的錯誤前概念.比較有代表性是，物體在水面上的部分會受到浮力，所以漂在水面上，而水下面的部分不受浮力，所以沒有漂在水面上；物體沉入水中后，完全在水面下，所以物體不受浮力作用；空心的物體會浮在水面上.物體浮出水面因為它是中空的；實心的物體會沉,空心的物體會浮；體積大的物體受到的浮力大,會上浮；體積小的物體受到的浮力小,會下沉.

教師對學(xué)生進(jìn)行非結(jié)構(gòu)訪談也是收集學(xué)生錯誤前概念的方法之一，非結(jié)構(gòu)訪談是由訪談?wù)呋诖笾碌姆秶蛟L談大綱與訪談對象自由的交談，具體問題在訪談過程中邊談邊形成邊提出.以下以筆者對廣州市金道中學(xué)八年級某學(xué)生就“物體受浮力”訪談片段為例：

師:一個小木塊放在哪里會受到浮力呢？

生：在水中會受到浮力.

師：在空氣中受到浮力嗎？

生：不受吧.

師：為什么你覺得在水中受到浮力，在空氣中就不受呢？

生：因為他在水中浮起來了啊，空氣不會浮起來！

師：浮起來就受浮力，不浮起來就不受？

生：是的

師：那現(xiàn)在如果大小兩塊木塊，放在水中，誰受的浮力大呢？

生：大木塊吧.

師：為什么是大木塊呢？

生：因為大木塊漂起來了啊，你要把它按到水里去需要好大的力氣，所以大木塊浮力更大.

從以上可以看出該學(xué)生的錯誤前概念有：物體在水中才受到浮力，在空氣中不受；相同材質(zhì)的物體在液體中體積越大，浮力越大.

第三種方式是根據(jù)概念圖編制選擇題，選擇題后面附有空白橫線，學(xué)生在橫線處填寫選擇的理由，收集學(xué)生的錯誤前概念.

3. 第三階段：完成二段式試題

將收集的學(xué)生錯誤前概念進(jìn)行分類匯總，轉(zhuǎn)化為理由選項，附在第二階段使用的選擇題后，對一些學(xué)生錯選較少、無法測出學(xué)生錯誤前概念的選擇題刪去，完成二段式試題的編制；利用上述方法，筆者共編制十道試題，其中部分展示如下：

圖1

1.如圖1所示，現(xiàn)有掛在彈簧測力計下兩完全相同實心鐵球，分別浸在甲杯的水和乙杯的鹽水中，則甲乙兩杯哪個杯上方彈簧測力計的讀數(shù)大？(鹽水的密度大于水的密度)( ).

A．甲 B. 乙 C.相等

選擇的理由( ).

1) 浮力與液體密度有關(guān)，液體密度越大，浮力越大，所以甲上方彈簧測力計讀數(shù)大；

2) 浮力與液體密度有關(guān)，液體密度越大，浮力越小，所以乙上方彈簧測力計讀數(shù)大；

3)水的密度比鹽水的密度小，小球在水里受到向下的壓強(qiáng)更小，所以甲上方彈簧測力計讀數(shù)更大；

4)其他____.

圖2

2.將同一蘋果，先后投入甲、乙兩個杯中，其中甲燒杯中裝的液體為水，乙燒杯裝的液體為鹽水，如圖2所示，蘋果在甲燒杯中浮出水面的體積較少，試比較蘋果在甲、乙兩燒杯中所受浮力的大小 ( ).

圖2

A．甲杯中蘋果所受浮力大

B. 乙杯中蘋果所受浮力大

C. 兩杯中蘋果所受浮力一樣大

選擇的理由( ).

1)鹽水的密度比水的密度大；2)物體浸在甲乙兩杯中的體積越大，浮力越大；3)根據(jù)二力平衡，物體所受浮力等于重力；4)同一個蘋果，浮出液面的體積越大，浮力越大；5)其他____.

圖3

4.承接上題，將甲燒杯蘋果浮在水面上的2部分用小刀切除(如圖3所示)，則蘋果1還是放在水中，則蘋果1在水中會出現(xiàn)什么情況( ).

A. 浮起來;B. 沉下去;C.保持不動；

選擇的理由： ( ).

1)因為蘋果的密度沒有變；2)體積變小了，重力變小，所浮力變大；3)體積變小了，重力變小，所受浮力變小；4)蘋果切平后，密度沒有變化，浮力也不變；5)因為重力和浮力都變小；6)其他____.

二、利用二段式試題施測，調(diào)查學(xué)生浮力錯誤前概念

利用編制二段式試題，共十道，對沒有學(xué)習(xí)過浮力內(nèi)容的八年級學(xué)生進(jìn)行調(diào)查；學(xué)生第一、第二部分都正確時才能被視為正確，超過10%的錯誤選項組合作為學(xué)生的錯誤前概念，將調(diào)查發(fā)現(xiàn)浮力內(nèi)容學(xué)生錯誤前概念列舉如下：

浮力知識點來源錯誤前概念浮力產(chǎn)生的原因日常生活經(jīng)驗(1)物體在液體中就會受到浮力；浮力大小影響因素日常生活經(jīng)驗(1)浮力與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大的物體，浮力越大；(2)同質(zhì)量同材質(zhì)的物體，浮力與物體的底面積有關(guān)，底面積越大，其在液體中所受浮力越大；(3)物體完全浸在液體中，所受浮力與離液面的距離有關(guān)，距離越小所受浮力越大；(4)當(dāng)物體浸在液體體積相同時，物體的密度越大，浮力越大或越小；浮力大小的影響因素先前的學(xué)習(xí)(1)物體所受浮力與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越大，浮力越大或越小；物體沉浮條件日常生活經(jīng)驗(1)相同質(zhì)量的物體，浮出水面的體積越大，浮力越大；(2)同一物體漂浮在液體中，液體的密度越大，物體所受浮力越大；(3)漂浮在液體中的物體，將液面上的部分切除，由于物體密度不變，所以物體會靜止不動；(4)船之所以能浮起來，是因為與鐵相比船密度變小，受到浮力變大；(5)懸浮在液體中的物體，在液體中的深度越深，物體密度越大；(5)同材質(zhì)、同質(zhì)量漂浮在液面上的物體，空心比實心受到的浮力要大；物體沉浮條件先前的學(xué)習(xí)(1)沉在水底的物體，根據(jù)二力平衡，重力等于浮力；(2)同體積的物體密度越大，對水的壓強(qiáng)越大，所以在水中沉的越深；

二段式試題聚集了傳統(tǒng)試題和訪談的優(yōu)點，既能大面積施測，又能確切地測驗出學(xué)生的錯誤前概念.就中學(xué)階段所學(xué)物理內(nèi)容，如果我國教育工作者都能夠命制出相應(yīng)的試題，無疑將會加快教師專業(yè)發(fā)展進(jìn)程和有利于教師采取更恰當(dāng)?shù)姆绞酱龠M(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí).

[1]李高峰,劉新娟. 運用新型測試題診斷學(xué)生錯誤概念[J]. 基礎(chǔ)教育課程,2009(06):63-65.

[2]林俊義.國二學(xué)生浮力迷思概念之研究[D].臺灣：國立彰化師范大學(xué),2002.

[責(zé)任編輯：閆久毅]

2017-05-01

曹銀山(1974.09-),男,江蘇如東,中小學(xué)高級，從事初中物理教學(xué)實踐與研究.

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