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初中物理教学如何帮助学生走出“想当然”
作者：郑 钢
一､ “想当然”现象溯因
1.物理知识本身抽象程度比较高
“物理知识并非是自然界实际存在的物质运动原原本本的照相,而是人们对它们进行思维加工､去伪存真､抽象出纯物理属性,抓住主要矛盾,构造出理想的物理模型和物理环境,进而用它们描述自然界物理现象和物理运动规律的一套理论｡” [1] 物理大纲明确提出“物理概念和规律是物理知识的核心内容”｡物理概念是某类物理现象或物理过程的共同性质和本质特征在人们头脑中反映,是对物理现象和物理过程的抽象化概括化的思维形式｡物理规律是物理现象､过程在一定条件下发生､发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映,是物理概念的联系和发展｡它们是物理学学科的基础,要想正确解释物理现象､真正解决物理问题,必须掌握物理概念与规律｡学生之所以这么“想当然”,就因为没有完全掌握物理知识｡
2.初中生处在从具体形象思维为主向抽象思维为主过渡的阶段
初中生思维发展的一个主要特点是:抽象逻辑思维日益占有主要地位,但是思维中的具体形象成分仍然起着重要作用｡据研究,从初中二年级开始,少年的抽象逻辑思维开始由经验型向理论型转化,这种转化到高中二年级才能初步完成｡这种思维特点使得初中学生观察物理现象较多地停留在日常生活经验的水平上,较难深入理解物理概念的物理意义和概念所反映的物理事物､现象的本质,也就出现以上的“想当然”｡
3.课堂教学中“物”“理”分离现象的普遍存在
审视我们的课堂:教学,普遍存在“物”“理”分离的现象｡以往的物理教学很大程度上把知识传授看得过重,往往淡化获取知识的过程,可谓见“理”不见“物”,结果“理”也教不好｡学生死记概念､规律,不看物理现象,只会套用公式,不能运用“理”来分析物理现象｡当前的物理教学倡导探究教学,可不少老师又似乎走向另一个极端｡只重过程,不讲结果;只要探究,不要接受｡可谓见“物”不见“理”｡结果是知识落实差,概念规律传授不到位,学生运用物理原理的能力显得薄弱｡
二､ “想当然”现象的对症下药
1.借“物”说“理”,彻底摒弃“想当然”
学生之所以“想当然”,还是因为他们过于相信经验､相信感觉｡此时,通过说理分析,虽然也能使他们认识错误､明白道理,但由于这种“想当然”意识的根深蒂固,学生还是会犯类似的错误｡要想较有力冲击这种意识,需要一个比较强的刺激｡借“物”说“理”,以直观形象和实验来否定“想当然”,是有效之举｡如:有这样一个问题:把一杯冷水浸在沸腾的开水中,让杯子四周都与开水接触,不断地给开水锅加热,杯中的水能不能沸腾?学生“想当然”地回答:能｡教师就可以通过当场实验来验证,这样可以给学生留下极为深刻的印象｡又如:两只完全一样的生鸡蛋,运动着的去撞静止的,撞击的部位也一样,你猜猜看,哪一只先碎?装铁块的烧杯漂浮在水槽的水面上,将铁块取出投入水中后,水面的高度将如何变?这些问题都可以当场实验｡针对学生“想当然”的错误,我们力求用无可辩驳的直观事实,以强大的冲击力击毁学生根深蒂固的“想当然”｡
2.究“物”明“理”,探究趣化物理知识
帮助学生走出”想当然”根本途径,还是教授物理知识｡教授物理知识的重要性是不言而喻的,问题是如何帮助学生更加有效地掌握物理知识｡要解决这个问题,一方面要充分了解学生,一方面要深刻领会知识｡从学生思维实际和学科知识特点考虑,新课标所倡导的科学探究应该是教学首选:科学探究通过提出问题､猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析论证､评估､交流与合作等一系列过程,探究获得物理知识｡这种方式获得的知识,对学生来说,将是鲜明而牢固的｡以下是笔者关于浮力大小决定因素的探究教学｡
(1)展示情景,提出问题
众所周知的现象:铁块在水中会下沉,而木块却上浮｡提出问题,为什么有的物体下沉,而有的物体上浮?从而让学生思考浮力大小与什么有关｡
(2)科学猜想,思维发散
鼓励学生大胆猜测,联系所学知识,提出假设｡有认为与物体质量有关,有认为与物体体积有关,有认为与物体密度有关,有认为可能与物体形状有关,有认为可能与物体浸入液体深度有关,有认为可能与液体密度有关｡
(3)制定计划,设计实验
在学生认真思考和充分讨论的基础上,教师进一步启发学生思考:①怎样判断浮力大小与物重是否有关?②怎样判断浮力大小与物质密度大小是否有关?③怎样判断浮力大小与物体形状是否有关?④怎样判断浮力大小与物体所在深度是否有关?⑤怎样判断浮力大小与物体体积是否有关?⑥怎样判断浮力大小与液体密度大小是否有关……在此基础上设计实验｡
(4)进行实验,收集数据
分小组分任务进行实验验证,并收集证据｡
(5)分析论证,得出结论
学生认识到:浮力大小与液体的密度､物体排开液体的体积有关,并且随着它们的增大而增大､减小而减小｡浮力大小与物重､物体的形状､物体的密度､物体浸没在液体中的深度等无关｡进而接受了著名的阿基米德定律｡
由此可见,科学探究,让学生自主参与设计实验方案､观察实验现象,化抽象为具体,变枯燥为有趣,是排除生活错觉,构建物理知识的有效途径｡
3.举“物”证“理”,比较强化物理知识
学生通过自主学习和探究获得的物理知识往往比较浅显且不完善｡需要教师补充实例,在丰富的物理表象中得到深化｡这是通常探究教学容易忽视的｡例如:在得出动能､势能､机械能等知识后,让学生通过荡秋千､蹦蹦床､撑杆跳高､跳板跳水､滚摆等实际例子,区分动能和势能,并分析它们如何相互转化｡
注意比较,强化知识｡物理上有许多相近的物理概念,它们既相互联系又相互区别,具有不同的本质属性｡例如:压力和压强这两个物理概念,学生很容易混淆｡有的学生认为,压力大,压强就大,压力小,压强就小,其实不然｡由于生活中学生形成的观念“压”是从上往下,造成对压力概念的片面理解,以为压力方向都是垂直向下的｡教学中要通过分析几种典型的情况,例如水平面上､竖直面上､斜面上､天花板上的情况,使学生明确压力有不同的方向,与重力是有区别的｡压强又与压力不同,教学中重点使学生认识压力产生的效果与接触面积的大小有关,即压强是单位面积上受到的压力｡为了让学生明确压力大,压强不一定大的问题,可以举坦克能通过沼泽地,而人则不能走过去的例子｡再如:平衡力和相互作用力､速度和加速度､惯性和惯性定律､温度与热量､动量与动能等等,都需要好好比较辨析｡
物理概念的逻辑性和精细性,是物理难学的重要原因之一,加强实例印证和比较辨析,是不可或缺的重要一环｡
4.用“理”察“物”,实践内化物理思维
解决物理问题,是运用知识的过程,是学生把学到的“理”运用到“物”中的过程｡如:学习热学有关内容及大气压后,我提出下面的问题:有人想买一个腌菜的坛子,要求密闭性良好,不然里面的菜容易变质,怎样才能快速选出一个不漏气的坛子?要求学生用已学过的物理知识解决这个问题｡结果过了一天,有位同学想出了一个最佳选择办法:先在坛子口的水槽中加上水,然后将一张点燃的纸丢进坛中,稍等一会儿盖上坛子盖,若槽中的水能被吸进坛子里面,说明坛子不漏气,否则漏气｡并谈了他的选择原理｡而且第二天还拿了一个这样的坛子在班上演示,很成功｡这样能够自觉用“理”察“物”,才算是真正掌握了“理”｡
为了帮助学生内化物理知识,除了以上所举的运用物理知识解决生活的物理问题外,还可以结合物理习题进行一题多解､一题多变的训练｡如:上面提到的一道浮力题:装铁块的烧杯在水槽的水面上,将铁块取出投入水中后,水面的高度将如何变?可以用整体法,也可用假设法､极端法等其他方法求解｡还能多变､多思｡若把题中的铁分别改为①木块②水③盐水④酒精时,结果又会怎样呢?这样的操练是非常有效的灵活用“理”察“物”内化物理思维的过程｡
总之,一旦学生拥有厚实的物理知识,形成良好的物理思维习惯,就自然而然不会“想当然”地分析物理现象､解答物理问题｡
参考文献
[1] 王较过,郝会玲,任丽平.论新课程理念下物理知识观的重建.天津师范大学学报,2005(3).
(责任编辑 孙晓雯)