轉(zhuǎn)變學(xué)生“錯(cuò)誤觀念”實(shí)施物理教學(xué)有效性的實(shí)踐研究

周科用

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

【關(guān)鍵詞】 物理教學(xué)? 錯(cuò)誤觀念? 實(shí)踐研究

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

轉(zhuǎn)變“錯(cuò)誤觀念”教學(xué)是指采取有效的策略暴露學(xué)生的錯(cuò)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(guò)程。

一、轉(zhuǎn)變“錯(cuò)誤觀念”教學(xué)策略的實(shí)踐研究

皮亞杰的發(fā)生認(rèn)識(shí)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(duì)立性矛盾。學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，總是試圖以原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)來(lái)同化對(duì)新知識(shí)的理解，當(dāng)遇到不能解釋的新現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)發(fā)生認(rèn)知沖突。當(dāng)沖突產(chǎn)生時(shí)，學(xué)生需要對(duì)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(jī)和動(dòng)力。波斯納的觀念轉(zhuǎn)變理論也指出： 對(duì)當(dāng)前的觀念不滿(mǎn)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(lái)促進(jìn)觀念轉(zhuǎn)變是轉(zhuǎn)變“錯(cuò)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(gè)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(guò)程中，針對(duì)一個(gè)實(shí)際問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)或原有認(rèn)知進(jìn)行判斷、推理得到一個(gè)結(jié)論，再通過(guò)物理理論或?qū)嶒?yàn)得到另一個(gè)結(jié)論， 兩者相比較出現(xiàn)“相異或相反”，從而揭示錯(cuò)誤觀念，對(duì)原有觀念產(chǎn)生不滿(mǎn)，進(jìn)而在認(rèn)知沖突中糾正認(rèn)知錯(cuò)誤。

（1）“理論—實(shí)驗(yàn)”相悖

例如，在非純電阻電路中，U>IR，UIt>I2Rt，即電功大于電熱。對(duì)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(shí)形成思維定勢(shì)。為了破除這種錯(cuò)誤觀念，我們可以重新設(shè)計(jì)教學(xué)問(wèn)題：

如圖1所示，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(jì)算得到I=E/（R+r） =1.5A，而當(dāng)連接電路演示時(shí)，電流表示數(shù)為I=0.3A。這一理論與實(shí)驗(yàn)相矛盾，產(chǎn)生了沖突。這時(shí)引導(dǎo)學(xué)生從能量守恒的角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析：電路中包含電動(dòng)機(jī)、電解糟等用電器，則電流做功時(shí)就有電能轉(zhuǎn)化為機(jī)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(jī)械能或化學(xué)能只能為零，這與事實(shí)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(duì)一個(gè)問(wèn)題情境用兩種不同的理論來(lái)加以分析，得到相互矛盾的結(jié)果。運(yùn)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(wèn)題的能力， 也是“轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤觀念教學(xué)”的有效方法。

2. 類(lèi)比法

類(lèi)比是根據(jù)兩個(gè)（或兩類(lèi)）不同對(duì)象的一些相同或相似屬性，而推出這兩個(gè)（或兩類(lèi)）對(duì)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(guò)類(lèi)比，使學(xué)生區(qū)別概念，澄清概念，加深對(duì)概念的理解。

3. 正誤對(duì)比法

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

二、轉(zhuǎn)變“錯(cuò)誤觀念”教學(xué)實(shí)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(cuò)誤觀念，教學(xué)應(yīng)始于一個(gè)問(wèn)題情境，成功的問(wèn)題情境能使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)產(chǎn)生積極的動(dòng)機(jī)，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(shí)間

對(duì)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(shí)間。因此，要設(shè)計(jì)有針對(duì)性的探索活動(dòng)。只有學(xué)生投身于對(duì)情境的探究，才能積累經(jīng)驗(yàn)，提出觀念。學(xué)生在探索過(guò)程中，教師可以通過(guò)引導(dǎo)以暗示和幫助學(xué)生建立觀念。經(jīng)過(guò)一番探索后，學(xué)生基本上建立了自己的觀念，要鼓勵(lì)學(xué)生敢于表達(dá)自己的觀念。如：通過(guò)口頭描述、書(shū)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(diǎn)，觀念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的主要機(jī)制是順應(yīng)，即學(xué)生必須對(duì)原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和改變，以便更好地理解和接納新知識(shí)。因此，必須給予學(xué)生充分的時(shí)間，認(rèn)識(shí)新舊知識(shí)間的不同。教師應(yīng)為學(xué)生提供促進(jìn)認(rèn)知順應(yīng)和重建新觀念的支持和幫助，對(duì)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(qiáng)科學(xué)觀念的鞏固

新習(xí)得的科學(xué)觀念若不經(jīng)過(guò)鞏固強(qiáng)化，就會(huì)遺忘，并且由于錯(cuò)誤觀念的頑固性，鞏固強(qiáng)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(yùn)用到其他新情境，促進(jìn)觀念遷移，形成對(duì)科學(xué)觀念更深刻、更全面的理解。通過(guò)對(duì)科學(xué)觀念的運(yùn)用提高科學(xué)觀念的地位。在有些情況下，學(xué)生仍然有錯(cuò)誤觀念存在，通過(guò)鞏固強(qiáng)化階段可以進(jìn)一步促進(jìn)錯(cuò)誤觀念的轉(zhuǎn)變。