黃劍

摘 要：從近幾年的學(xué)生中考答題情況發(fā)現(xiàn)：常規(guī)的破除錯(cuò)誤前概念的策略對(duì)改變學(xué)生頭腦中錯(cuò)誤的前概念作用不大。所以，我們必須重新審視常規(guī)策略的缺陷，探索更為科學(xué)的有利于前概念轉(zhuǎn)變的策略。這對(duì)于當(dāng)前的中考物理復(fù)習(xí)教學(xué)來(lái)說(shuō)迫在眉睫。在中考復(fù)習(xí)中，由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)完初中物理的全部課程，有一定的知識(shí)基礎(chǔ)。針對(duì)這種情況，筆者就中考物理復(fù)習(xí)教學(xué)中如何運(yùn)用“追本溯源”等策略有效地轉(zhuǎn)變“錯(cuò)誤前概念”進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：中考復(fù)習(xí)；前概念干擾；非常規(guī)策略

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）5-0019-5

在中考復(fù)習(xí)前，由于生活背景的影響、教師教學(xué)不當(dāng)，在知識(shí)的積累過(guò)程中，前后知識(shí)相互聯(lián)系、相互影響，造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中錯(cuò)誤前概念像滾雪球一樣越滾越多，而在中考復(fù)習(xí)時(shí)教師“重就題論題，輕舉一反三”，“重改錯(cuò)，輕反思”，特別是沒(méi)有想辦法破除錯(cuò)誤前概念的干擾。在教學(xué)過(guò)程中只重視學(xué)生模仿性地做題，而對(duì)物理概念、規(guī)律缺乏深刻的理解，沒(méi)有追本溯源，從而導(dǎo)致理性辨析的有效性不佳。再加上許多教師和學(xué)生沒(méi)有把主要精力集中在有疑問(wèn)的問(wèn)題上，大多數(shù)老師和學(xué)生在中考題海中奮力拼搏，由于題做得太多，造成大腦鈍化且產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，造成了中考復(fù)習(xí)低效。從近幾年的學(xué)生中考答題情況發(fā)現(xiàn)：常規(guī)的破除錯(cuò)誤前概念的策略對(duì)改變學(xué)生頭腦中的錯(cuò)誤前概念作用不大，所以我們必須重新審視常規(guī)策略的缺陷，探索更為科學(xué)的有利于前概念轉(zhuǎn)變的策略，這對(duì)于當(dāng)前的中考物理復(fù)習(xí)教學(xué)來(lái)說(shuō)迫在眉睫。在中考復(fù)習(xí)中，由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)完初中物理的全部課程，有一定的知識(shí)基礎(chǔ)，針對(duì)這種情況，筆者就中考物理復(fù)習(xí)教學(xué)中如何運(yùn)用“追本溯源”等策略有效地轉(zhuǎn)變“錯(cuò)誤前概念”進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

案例1 甲同學(xué)在一根長(zhǎng)鋼管的一端敲擊一下，乙同學(xué)在鋼管的另一端將耳朵貼近鋼管，可以聽(tīng)到 次響聲，其中，第一次響聲是通過(guò)

傳來(lái)的，第二次響聲是通過(guò)_____傳來(lái)的。

答題中暴露的錯(cuò)誤前概念：認(rèn)為聲音在空氣中的傳播速度比在鋼管中的傳播速度大。

常規(guī)策略一：

直接告知結(jié)論：聲速的大小跟介質(zhì)的種類有關(guān)。在固體中傳播速度最快，液體次之，氣體最慢。

常規(guī)策略二：

讓學(xué)生閱讀課本的小資料并自己歸納出規(guī)律：聲速的大小跟介質(zhì)的種類有關(guān)。在固體中傳播速度最快，液體次之，氣體最慢。

以上兩種策略可起暫時(shí)的作用。一旦學(xué)生學(xué)了光、力的相關(guān)知識(shí)后可能會(huì)與光速混淆，學(xué)生會(huì)認(rèn)為聲音在氣體中傳播時(shí)受阻最小，最容易傳播，速度最快；在固體中傳播時(shí)受阻最大，最難傳播，速度最慢；液體介于兩者之間。所以，學(xué)生在剛學(xué)聲知識(shí)時(shí)對(duì)老師灌輸?shù)目茖W(xué)概念印象深刻，在單元檢測(cè)中能正確作答，但隨著后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，原刺激逐漸淡化，生活、學(xué)習(xí)中錯(cuò)誤概念反反復(fù)復(fù)地沖擊和誘導(dǎo)，潛移默化地占據(jù)掉科學(xué)概念的位置， 在中考時(shí)反而很多學(xué)生答錯(cuò)。

非常規(guī)策略：追本溯源。

首先，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)聲音傳播的本質(zhì)原因：如圖1所示，當(dāng)鼓膜向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，它將空氣分子推擠到一起，從而產(chǎn)生一個(gè)密部；當(dāng)鼓膜向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣分子又變得稀疏，從而產(chǎn)生一個(gè)疏部。鼓面的振動(dòng)帶動(dòng)周圍的空氣振動(dòng)，形成了疏密相間的波動(dòng)，向遠(yuǎn)處傳播。

接著進(jìn)行類比：聲音是以聲波（屬于機(jī)械波）的形式傳播，通過(guò)介質(zhì)傳播，無(wú)介質(zhì)聲波就無(wú)法傳播，這是必要條件；光是以電磁波的形式傳播，不是通過(guò)介質(zhì)傳播，是通過(guò)電磁場(chǎng)傳播的。

最后分析本質(zhì)原因：由于聲音是以聲波（屬于機(jī)械波）的形式傳播，通過(guò)介質(zhì)傳播，因此它的速度取決于介質(zhì)粒子在受到擾動(dòng)后彈回的快慢。彈性是物質(zhì)受到擾動(dòng)后恢復(fù)原狀的能力，如果一種介質(zhì)彈性很好，那么它的粒子很容易恢復(fù)原狀。一般說(shuō)來(lái)，固體材料彈性最好，固體粒子移動(dòng)得不會(huì)太遠(yuǎn)，當(dāng)聲波的密部和疏部通過(guò)時(shí)，固體粒子前后振動(dòng)得很快，因此聲波的密部和疏部非常容易在固體中傳播；大多數(shù)液體的彈性較差，所以聲音在液體里傳播比固體中慢；氣體的彈性很差，因而聲音在氣體中傳播最慢。[1]

此策略由于注重追本溯源，錯(cuò)誤的前概念從理性的分析中得以澄清，利用“說(shuō)理”幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。

案例2 當(dāng)楊楊戴上紅領(lǐng)巾走近穿衣鏡時(shí)，他在穿衣鏡中的像將（ ）

A.逐漸變大 B.逐漸變小

C.大小不變 D.遠(yuǎn)離穿衣鏡

答題中暴露的錯(cuò)誤前概念：物離鏡越遠(yuǎn)，所成像越小。

在現(xiàn)實(shí)中，物體離得越遠(yuǎn)，看到的物體好像變小了，所以學(xué)生基本都會(huì)認(rèn)為看到的物體變小了。

常規(guī)策略一：

再次告知學(xué)生結(jié)論并要求背誦結(jié)論：平面鏡所成的像的大小與物體的大小相等。

常規(guī)策略二：

再次讓學(xué)生做“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生再次觀察物體離平面鏡的距離不同時(shí)，像的大小始終與物體大小相等，借這個(gè)實(shí)驗(yàn)加深印象。

以上兩種策略，由于把知識(shí)進(jìn)行單項(xiàng)傳遞，提供給學(xué)生“現(xiàn)成的東西”，學(xué)生不會(huì)因老師告訴他們科學(xué)概念而“除掉”腦袋中已有的錯(cuò)誤概念，對(duì)科學(xué)概念的建構(gòu)極為不利。

非常規(guī)策略：追本溯源。

首先介紹“視角”的含義：從人眼向觀察的物體兩端各引一條直線，這兩條直線的夾角即為“視角”。如果視角大，則在視網(wǎng)膜上成的像大，人就會(huì)認(rèn)為物體大；視角小，則在視網(wǎng)膜上成的像也小，人就會(huì)認(rèn)為物體小。

然后分析本質(zhì)原因：當(dāng)人向平面鏡走近時(shí)，像與人的距離小了，人觀察像的視角也就增大了，因此所看到的像也就感覺(jué)變大了。當(dāng)人照鏡子時(shí)離鏡子越遠(yuǎn)，視角越小，人眼感覺(jué)像越小，是視覺(jué)上“遠(yuǎn)小近大”的視覺(jué)效應(yīng)，由此產(chǎn)生了錯(cuò)誤的前概念。

此策略強(qiáng)調(diào)有關(guān)“視角”產(chǎn)生的誤差影響。這樣進(jìn)行追本溯源式的教學(xué)后學(xué)生就能抓住問(wèn)題的本質(zhì)——是“視角”造成“遠(yuǎn)小近大”的視覺(jué)效應(yīng)，再也不會(huì)受錯(cuò)誤前概念的干擾，在中考中遇到類似的題就能正確作答。

案例3 空氣中有一束光垂直射向直角形玻璃磚，如圖2左圖所示，請(qǐng)作出這束光線射入玻璃磚后并從斜邊射出的大致方向。

答題中暴露的錯(cuò)誤前概念：光從一種物質(zhì)進(jìn)入另一種物質(zhì)時(shí)發(fā)生折射，折射光線一定偏向法線。

常規(guī)策略一：

如圖2中圖所示：通過(guò)實(shí)驗(yàn)再次展現(xiàn)光的折射現(xiàn)象，讓學(xué)生記住再次觀察到的現(xiàn)象。

常規(guī)策略二：

類比：如圖2右圖所示，當(dāng)兩輪在桌面上沿垂直桌布方向直線行駛時(shí)，兩輪的速度相等。到了桌布與桌面的交界處，兩輪同時(shí)接觸桌布，速度同時(shí)減?。ㄓ捎谧啦急茸烂娲植冢岳^續(xù)沿直線行駛。當(dāng)兩輪在桌面上沿與桌布不垂直的方向直線行駛時(shí)，兩輪的速度是相等的，繼續(xù)直線行駛。當(dāng)?shù)搅俗啦寂c桌面的交界處，先接觸到桌布（由于桌布比桌面粗糙）的輪子速度減小，另一個(gè)輪子的速度不變，由于兩個(gè)輪子速度不同，這就出現(xiàn)了兩輪拐彎的情況。等另一個(gè)輪子也進(jìn)入桌布以后，速度也慢了下來(lái)，兩個(gè)輪子的速度又相等了，在桌布上又可以沿直線行進(jìn)了。

第一種策略以傳授“結(jié)論”為唯一目的，沒(méi)有將教學(xué)重心放在形成結(jié)論的過(guò)程中。第二種策略不但沒(méi)解決原問(wèn)題反而給學(xué)生增加新的問(wèn)題，即：為什么當(dāng)兩輪在桌面上沿與桌布不垂直的方向直線行駛時(shí)進(jìn)入桌布由于速度不同出現(xiàn)了整車兩輪拐彎的情況，而當(dāng)兩輪在桌面上沿垂直桌布方向直線行駛時(shí)，進(jìn)入桌布繼續(xù)沿直線行駛。

非常規(guī)策略：追本溯源。

首先告知學(xué)生：光是電磁波，傳播時(shí)不需要介質(zhì)，且介質(zhì)會(huì)對(duì)光的傳播起阻礙作用，光通過(guò)兩種分子結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)受阻程度不同，速度不同。比如：空氣的分子比較稀疏，水的分子較為緊密，所以當(dāng)光從空氣射入水中的時(shí)候，速度會(huì)變慢。

然后提問(wèn)：如圖3所示，你在沙灘上如果要去救落入水中的小孩，你選擇哪條路徑？ 學(xué)生會(huì)立即回答“路徑2”（因?yàn)閷W(xué)生都知道兩點(diǎn)之間直線最短）；這時(shí)與學(xué)生討論：人在沙灘上跑的速度要比在水里游泳時(shí)快得多，所以雖然路徑3比路徑2距離長(zhǎng)，但是路徑3比路徑2所需時(shí)間更短。光也一樣，光在空氣中傳播的速度比水中快得多，為了更快到達(dá)目的地，光也會(huì)選擇最快的路徑：光線傳播的路徑是需時(shí)最少的路徑（最短時(shí)間原理），所以會(huì)發(fā)生折射[2]。

這樣進(jìn)行追本溯源式教學(xué)后，充分切入學(xué)生真實(shí)的經(jīng)驗(yàn)世界，促進(jìn)知識(shí)的“生長(zhǎng)”，促進(jìn)深層理解的生成，有利于改造和重組學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，便于破除錯(cuò)誤前概念。

案例4 下列關(guān)于功、功率、機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是（ ）

A.做功多的機(jī)器機(jī)械效率一定高

B.功率小的機(jī)器做功慢

C.機(jī)械效率高的機(jī)器功率一定大

D.越省力的機(jī)器機(jī)械效率越大

答題中暴露的錯(cuò)誤前概念：“機(jī)械效率的大小跟機(jī)械省力多少有關(guān)，越省力，機(jī)械效率越高”。

常規(guī)策略一：

再次復(fù)習(xí)“功”“功率”“機(jī)械效率”等相關(guān)概念。

常規(guī)策略二：

進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)：在小山前，讓全體學(xué)生都搬同樣重的物體以最快的速度從山腳跑上山頂，測(cè)出自己做的功、功率、機(jī)械效率，再讓全體成員抱同樣的但物重減半的物體從山腳跑上山頂，測(cè)自己的機(jī)械效率。通過(guò)測(cè)量找出：上樓最快的，做功最多的，功率最大的，機(jī)械效率最高的。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)：上樓最快的做功卻不是最多；做功最多的，功率不是最大；機(jī)械效率最高的同學(xué)不是身強(qiáng)力壯的男生而是全班最矮小瘦弱的女生；每個(gè)同學(xué)兩次的機(jī)械效率不一樣。

第二種策略對(duì)學(xué)生理解 “功”“功率”“機(jī)械效率”等相關(guān)概念有一定的效果，正如著名教育家布魯納曾說(shuō)過(guò)：“人唯有憑借解決問(wèn)題或發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的努力才能學(xué)到真正的發(fā)現(xiàn)方法，這種實(shí)踐愈積累，就愈能將自己學(xué)到的東西概括為解決問(wèn)題和探究問(wèn)題的方式”，但是對(duì)破除學(xué)生已有的錯(cuò)誤前概念——“機(jī)械效率的大小跟機(jī)械省力多少有關(guān)，越省力，機(jī)械效率越高”作用不大。

非常規(guī)策略：首先讓學(xué)生知道，如圖4所示，機(jī)械可以通過(guò)三種途徑中的一種使工作更輕松。

接著補(bǔ)充機(jī)械效益的相關(guān)知識(shí)：

最后講解：在理想情況下，作用于某一機(jī)械上的功（輸入功）與機(jī)械所做的功（輸出功）大小完全相同。 事實(shí)上，輸出功總是要小于輸入功，任何機(jī)械都會(huì)因克服摩擦或克服機(jī)械本身所受的重力而浪費(fèi)一些功（額外功），在保證所做輸出功一定的情況下，人們總是希望額外功越少越好，即額外功在總功中所占的比例越少越好。物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率：

此策略通過(guò)增加知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生從心底悟出機(jī)械效率的大小跟機(jī)械省力多少無(wú)關(guān)。

案例5 把標(biāo)有“6 V 6 W”的小燈泡L1和標(biāo)有“6 V 3 W”的小燈泡L2串聯(lián)后接在電源電壓為6 V的電路中（不考慮燈絲電阻的變化），下列說(shuō)法正確的是 （ ）

A.因?yàn)橥ㄟ^(guò)它們的電流相等，所以一樣亮

B.因?yàn)闊鬖2 電阻較大，實(shí)際功率較大，所以燈L2較亮

C.因?yàn)闊鬖1額定功率較大，所以燈L1較亮

D.因?yàn)闊鬖1實(shí)際功率較大，所以燈L1較亮

答題中暴露的錯(cuò)誤前概念：額定電功率大的燈泡一定比額定電功率小的燈泡亮。

常規(guī)策略一：如圖5所示，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)依次為0.5 V、1.5 V、2.5 V和2.8 V，依次記下電壓表示數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I，分別將U、I記錄在表格中。觀察并比較4次小燈泡的發(fā)光情況，將現(xiàn)象記錄在表格中。

常規(guī)策略二：通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察現(xiàn)象。

甲燈標(biāo)有“PZ 220 V 40 W”，乙燈標(biāo)有“PZ 220 V 100 W”，將兩盞燈并聯(lián)接在220 V 的電路中，比較兩燈的亮度；將上述兩燈串聯(lián)接在 220 V的電路中，比較兩燈的亮度。

以上兩種策略雖然讓學(xué)生看到“一個(gè)燈泡的亮度由實(shí)際功率決定，與燈泡上標(biāo)的額定功率無(wú)關(guān)”，但學(xué)生心中還有疑惑：為什么還要標(biāo)上這個(gè)與燈泡亮度無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)呢？時(shí)間長(zhǎng)了以后在中考時(shí)學(xué)生錯(cuò)誤的前概念又會(huì)“死灰復(fù)燃”：用“‘額定功率越大的燈泡越亮”的觀點(diǎn)解決問(wèn)題。

非常規(guī)策略：追本溯源。

首先，讓學(xué)生討論一個(gè)問(wèn)題“能否讓一個(gè)小燈泡發(fā)出很亮很亮的光？”然后教師演示實(shí)驗(yàn)：減小燈泡兩端的電壓，小燈泡變得非常暗；增大小燈泡兩端的電壓，小燈泡變得非常亮乃至燒壞。這時(shí)學(xué)生發(fā)現(xiàn)：用電器的電功率是會(huì)隨著實(shí)際電壓的改變而發(fā)生變化但不能無(wú)限增大，有一個(gè)限度。這時(shí)，老師告訴學(xué)生電器生產(chǎn)廠在用電器上標(biāo)的額定功率是告訴我們此用電器的實(shí)際功率不能超過(guò)此值：這個(gè)值是能使用電器充分發(fā)揮用途又不至于損壞的極限值，即電器正常工作時(shí)的功率——額定功率，而此時(shí)的電壓就是額定電壓。

此策略通過(guò)講清電器生產(chǎn)廠在燈泡上標(biāo)明“額定功率”的作用，讓學(xué)生不但知其然，還能知其所以然。

案例6 燈泡L1、L2分別標(biāo)有“10 V 10 W”和“9 V 5.4 W”的字樣，若將它們串聯(lián)使用時(shí)，電路兩端允許加的最大電壓值是（ ）

A.10 V B.9 V C.15 V D.19 V

常規(guī)策略一：

老師在黑板上親自演算其過(guò)程。

常規(guī)策略二：

防患于未然：為了避免學(xué)生由于受錯(cuò)誤前概念的干擾出錯(cuò)，先告知學(xué)生要先計(jì)算出每個(gè)燈泡的正常工作電流，串聯(lián)使用時(shí)，只能讓電路中通過(guò)小的正常工作電流，然后讓學(xué)生自己進(jìn)行計(jì)算。

以上兩種策略造成學(xué)生一聽(tīng)就懂，馬上做題也能做對(duì)，但在中考中就會(huì)由于前概念的干擾出錯(cuò)。

最后，讓學(xué)生對(duì)他們自己計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，他們自然會(huì)恍然大悟，0.76 A>0.6 A，原來(lái)上一題是錯(cuò)誤的。

通過(guò)這種方式：讓學(xué)生在老師的幫助和引導(dǎo)下進(jìn)行自我否定，要比教師對(duì)學(xué)生的直接否定要好得多，經(jīng)過(guò)自己積極建構(gòu)相關(guān)知識(shí)，既注意不傷害到學(xué)生的自尊心，造成打擊學(xué)生學(xué)習(xí)物理積極性的后果，也能讓學(xué)生在中考中遇到此類題時(shí)不會(huì)再出錯(cuò)。

在中考復(fù)習(xí)中，不要一味地進(jìn)行題海戰(zhàn)術(shù)，經(jīng)常使用題海戰(zhàn)術(shù)會(huì)使學(xué)生形成機(jī)械化的解題步驟，思維固化。波利亞曾說(shuō)：“一個(gè)專心的認(rèn)真?zhèn)湔n的教師能夠拿出一個(gè)有意義的但又不太復(fù)雜的題目，去幫助學(xué)生挖掘問(wèn)題的各個(gè)方面，使得通過(guò)這道題，就好像通過(guò)一道門戶，把學(xué)生引入一個(gè)完整的理論”，中考復(fù)習(xí)是從“負(fù)”起點(diǎn)開(kāi)始，先要破除這些“錯(cuò)誤”的前概念，再建立科學(xué)概念。針對(duì)不同的錯(cuò)誤前概念，研究破除這些錯(cuò)誤前概念的方法和措施，采用有針對(duì)性的解構(gòu)策略，將會(huì)在中考復(fù)習(xí)中收到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]帕迪利亞（Padilla，M.J.）.劉明，范保群，李均利，譯.科學(xué)探索者：聲與光/（美）[M].杭州：浙江教育出版社，2010.

[2]劉京原.梁善模繪，金振杰，南垠映，崔英蘭，譯.漫畫(huà)物理——輕松干掉33個(gè)物理問(wèn)題[M].北京：現(xiàn)代出版社， 2012.

[3]帕迪利亞（Padilla，M.J.）.胡躍明，曹增節(jié)，譯. 科學(xué)探索者：運(yùn)動(dòng)、力與能量（美）[M].杭州：浙江教育出版社，2010.（欄目編輯 劉 榮）