如何消除物理現象錯誤經驗產生的負遷移
當人們看到玻璃杯摔在堅硬的水泥地上會立即破碎,而摔在柔軟的沙灘上卻安然無恙;看到沉重的物體不易搬動,而輕小的物體則相反;聽到在空蕩的大廳里說話能聽到回聲,而在放了東西的小屋子里說話則聽不到回聲等生活現象時,往往要問為什么,其實這里面蘊含著豐富的物理知識。可見,有些日常生活經驗對學生掌握物理知識大有幫助。然而,一些錯誤的日常“經驗”卻給物理知識的學習帶來一定的障礙,筆者在此談談如何消除錯誤的經驗產生負遷移對物理知識的學習產生的障礙。
一、錯誤的“經驗”帶來的學習障礙
生活經驗往往是學生在學習物理前所形成的一些經驗性概念,由于中學生的知識面較窄,經驗有限,因此考慮問題難免帶有片面性,容易被表面現象迷惑,學生形成一些錯誤的生活“經驗”是不可避免的。這些“經驗”可分為積極與消極兩種,積極的經驗在學生學習過程中可產生正遷移,而消極經驗則產生負遷移。學生自以為是的那些片面性經驗往往使學生對物體的認識產生錯覺,致使一些錯誤“經驗”在腦子里根深蒂固。這些“經驗”對物理知識的掌握不但沒有幫助,反而是學生掌握物理知識的障礙。
比如“原子結構論”,學生在掌握這一知識之前毫無感性經驗,但是通過教師生動有趣的講解,以及Flash動畫效果,完全能夠掌握這一知識,盡管這些理論非常抽象。學習“力的作用是相互的”這一知識時,學生對“作用力”和“反作用力”有一定的感性經驗,但是這些感性經驗中有些是片面的,也就是說感性經驗中有些是錯誤的“經驗”。如“只有人或者動物、機器等物體才能施力,而且施力是單方面的”;“打人者和被打者一個是單純施力者,一個是單純受力者”;“雞蛋碰石頭,雞蛋破了,石頭安然無恙,所以雞蛋受力大,而石頭受力小”。又如學習“力與物體的運動”時,學生認為力是維持物體運動的必需條件,必須有力作用在物體上,物體才會運動,否則物體就會停下來;馬拉車前進是馬拉車的力大于車拉馬的力。再如,物體做自由落體運動從同一高度豎直落下時,不同的物體不可能同時落地;太陽曝曬下的木塊的溫度不如在同樣情況下的金屬的溫度高,等等。這些先入為主的錯誤“經驗”使學生對“力的知識”感到困惑。
在教學中,教師不但要告訴學生正確的結論,還要想辦法糾正學生的錯誤觀點,這無疑增加了教學的難度。并且每個人對事物的感受不同,所以對同一事物的認識可能產生不同的錯誤。物理教師在教學中應該如何幫助學生從錯誤的“經驗”中走出來,正確地認識物理現象的本質呢?
二、走出錯誤“經驗”的迷霧,正確認識物理現象的本質
1.從物理概念和規律入手,引導學生糾正錯誤概念。
教師在備課時要充分估計學生可能存在的錯誤“經驗”,做到心中有數,注重弄清和真正掌握物理概念和規律,并把它們作為解釋物理現象的依據,這樣就可有效地糾正學生的錯誤“經驗”。當教師在教學中幫助學生得出正確結論后不妨將錯誤認識也提出來,引起學生的注意,讓學生自動除錯誤“經驗”。
如:講到“二力平衡”問題時,讓學生回想“作用力與反作用力”,這樣能使學生意識到“作用力與反作用力是一對平衡力”是錯誤的。在講“自由落體”一節中, 學生對“任何物體做自由落體運動從同一高度豎直落下時,不同的物體將同時落地”覺得很難理解,所以教學中應強調“自由落體運動”是指在只受重力作用下的豎直下落運動,但在實驗中,不可避免地受到空氣等阻力影響,結果當然不會完美。從而使學生建立“密度和重力都不相同的物體在空氣中,從同一高度落下,快慢幾乎一樣”的概念,在此基礎上再對自由落體運動加以分析、研究。這樣,就很容易使讓學生消除模糊不清、似是而非的疑惑的感覺,從而使概念變得清晰明朗化,就可以大大提高學生的課堂學習效率。
2.加強實物演示,豐富感性認識,消除“經驗”,確立正確概念。
做演示實驗能在教學過程中給學生提供觀察物理現象的特定條件,使學生在頭腦中建立正確的物理概念。同時,中學生的抽象思維在很大程度上屬于經驗型,需要感性經驗支持。因此在教學中,教師應在了解學生實際的基礎上,充分利用一切可以利用的實驗條件為學生演示或者引導學生自己動手演示一些現象,通過實物演示消除頭腦中的錯誤概念。其實,許多概念性的知識并不需要多精密的實驗儀器就能說明問題,有時候僅僅需要一面鏡子、一只杯子、一瓶水或者一個小鋼球等。
比如,在“大氣壓”一節教學中,教師可以準備一杯水和一張硬紙片,演示前先向學生提問:用硬紙片蓋住杯口倒過來,紙片會掉下來、水會流出來嗎?部分學生根據日常積累的錯誤“經驗”,肯定會回答:紙片會掉下來,水會流出來。演示的實驗結果馬上會糾正學生在認識上的錯誤,并能避免這種錯誤在以后的學習中延伸。
又如,講“熱學”時,教師提問:夏天天氣悶熱,怎樣做會覺得涼快些?學生會回答:打開電扇。教師問:為什么?學生回答:因為電扇吹的是涼風。其實教師可以拿出兩個溫度計,分別放在電扇正吹著的地方和吹不到的地方,過幾分鐘后,看這兩個溫度計的示數竟然一樣。這時教師問:涼風為什么沒使風扇吹著的溫度計的示數變低?緊接著在這只溫度計的液泡上裹上一團濕棉花,再讓風扇對著它吹,會發現,溫度計的示數明顯下降。學生馬上明白了:人身體出了汗,電扇使空氣流動, 加速了蒸發,而蒸發時,汗液從人體吸熱,所以才覺得涼快。
3.分析錯誤根源,讓學生甄別正誤。
如:物體溫度降低,它的熱量就減少;物體的吸收熱量,它的溫度就一定升高;兩物體溫度相同,內能就一定相等;物體溫度升高,其內能就一定增加……這些似是而非的觀點使學生積極地展開思維活動,探明其中正確的物理過程,從而對正確的觀點印象深刻,對錯誤的看法也能知其錯誤的真正原因。
總之,這些錯誤的“經驗”對物理概念的正確形成非常不利,它們導致正確的科學概念不容易在學生的頭腦中建立起來,造成了物理課堂教學效率的低下。錯誤的“經驗”是學生掌握物理知識的障礙,幫助他們克服障礙,是提高教學質量所必需的步驟,也是每個物理老師的職責所在。
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