編制二段式試題診斷學生浮力錯誤前概念

周 超

(廣東省佛山市第一中學，廣東 佛山 528000)

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編制二段式試題診斷學生浮力錯誤前概念

周 超

(廣東省佛山市第一中學，廣東 佛山 528000)

前概念是指學生在學習知識之前，頭腦中對物理知識的想法.錯誤的物理前概念對物理學習會有巨大的負遷移，難以改變.本文以八年級物理《浮力》內容為例，介紹二段式試題的具體編制過程；利用二段式試題對學生進行測試，揭示了學生關于《浮力》內容的錯誤前概念.

二段式;錯誤前概念;相異構想

錯誤前概念是在課堂學習某個知識點前，頭腦中對這個知識點片面或與科學事實相悖的觀念，這些觀念以潛在的形式存在，平時不容易表現出來.為了能夠更好的了解學生的現有水平，提高課堂效率，國外教育工作者常利用二段式試題，發現學生的錯誤前概念，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》章節為例，具體介紹編制過程:

1. 第一階段：確定內容、研究的范圍以及概念，命制題目

根據人教版教科書《浮力》及查閱相關文獻, 以浮力有關的內容和范圍為命題依據, 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，設計如上所示的概念圖.

2. 第二階段：收集學生的錯誤前概念

查閱關于浮力錯誤前概念的研究文獻，收集學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.

教師對學生進行非結構訪談也是收集學生錯誤前概念的方法之一，非結構訪談是由訪談者基于大致的范圍或訪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八年級某學生就“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；相同材質的物體在液體中體積越大，浮力越大.

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

3. 第三階段：完成二段式試題

將收集的學生錯誤前概念進行分類匯總，轉化為理由選項，附在第二階段使用的選擇題后，對一些學生錯選較少、無法測出學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，液體密度越大，浮力越大，所以甲上方彈簧測力計讀數大；

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

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

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，調查學生浮力錯誤前概念

利用編制二段式試題，共十道，對沒有學習過浮力內容的八年級學生進行調查；學生第一、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生的錯誤前概念，將調查發現浮力內容學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生的原因日常生活經驗(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驗(1)浮力與物體的質量有關，質量越大的物體，浮力越大；(2)同質量同材質的物體，浮力與物體的底面積有關，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，距離越小所受浮力越大；(4)當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習(1)物體所受浮力與壓強有關，壓強越大，浮力越大或越小；物體沉浮條件日常生活經驗(1)相同質量的物體，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、同質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習(1)沉在水底的物體，根據二力平衡，重力等于浮力；(2)同體積的物體密度越大，對水的壓強越大，所以在水中沉的越深；

二段式試題聚集了傳統試題和訪談的優點，既能大面積施測，又能確切地測驗出學生的錯誤前概念.就中學階段所學物理內容，如果我國教育工作者都能夠命制出相應的試題，無疑將會加快教師專業發展進程和有利于教師采取更恰當的方式促進學生學習.

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

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

[責任編輯：閆久毅]

2017-05-01

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

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1008-0333(2017)17-0076-02