黃劍

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》提倡教學(xué)方式多樣化，注重科學(xué)探究?？茖W(xué)探究是物理課教學(xué)的靈魂，是貫穿整個教學(xué)過程的一種思想，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)的研究方法，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和分析解決問題的能力，也能感受到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛，經(jīng)歷失敗與錯誤。物理以感知為基礎(chǔ)，從起始階段就扎根于活生生的認(rèn)識過程中。初中物理知識多數(shù)直接來源于生活，與生產(chǎn)、生活實(shí)際有緊密聯(lián)系，讓學(xué)生通過親身體驗去探究知識，這樣的教學(xué)符合新課程理念。

人的認(rèn)識發(fā)展總是由淺入深、由表及里，當(dāng)學(xué)生的認(rèn)識還停留在淺層、表面時，對自然界的認(rèn)識是片面的，再加上生活經(jīng)驗和已有知識的干擾，形成錯誤的物理前概念且轉(zhuǎn)化非常不易。錯誤的前概念如果得不到及時糾正，將影響對物理知識的同化和順應(yīng)，甚至歪曲新知識的意義，使學(xué)生形成錯誤的思維，造成物理學(xué)習(xí)的障礙。根據(jù)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移理論，科學(xué)探究過程能夠構(gòu)建“比較組織者”，通過科學(xué)探究過程讓學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，對自己原有認(rèn)知加以補(bǔ)充和糾正，從中意識到自己原有認(rèn)知的不足。在初中物理學(xué)習(xí)中，有相當(dāng)一部分前概念的負(fù)遷移必須通過科學(xué)探究過程加以轉(zhuǎn)化。

錯誤前概念：太陽通過樹葉的縫隙形成的光斑形狀隨縫隙形狀的不同而不同。轉(zhuǎn)化策略：讓學(xué)生用點(diǎn)燃的蠟燭、有小圓孔的硬紙板、光屏通過實(shí)驗探究小孔成像現(xiàn)象，重點(diǎn)觀察物體和像的形狀；然后用方形、三角形、菱形小孔的硬紙板，探究小孔成像并重點(diǎn)觀察物體和像的形狀；最后加大孔的大小到桶口那么大，并在此過程中探究小孔成像情況并重點(diǎn)觀察物體和像的大小。學(xué)生在自己經(jīng)歷的科學(xué)探究過程中消除了錯誤前概念，建立了科學(xué)概念：只要滿足孔小的條件，像的形狀與孔的形狀無關(guān)。

感性認(rèn)識是理性認(rèn)識的基礎(chǔ)，豐富感性認(rèn)識是幫助學(xué)生理解知識的重要手段，而感性認(rèn)識要在實(shí)踐中獲得，所以科學(xué)探究過程可以幫助學(xué)生用真實(shí)的探究結(jié)果否定原來錯誤的前概念。

錯誤前概念：自行車尾燈是人造光源。轉(zhuǎn)化策略：讓學(xué)生用兩塊平面鏡呈90度放置，用點(diǎn)光源斜射一塊平面鏡并適當(dāng)調(diào)整入射光線的方向，可觀察到出射光線平行于入射光線射出。學(xué)生通過親身體驗就知道了自行車尾燈的工作原理：自行車在路面上行駛時，后面車的燈發(fā)出的光照到自行車尾燈上，由于尾燈的特殊構(gòu)造能使反射光線平行于入射光線射出。學(xué)生用自己的雙手、雙眼去親自經(jīng)歷，用自己的心靈去親自感悟，錯誤的前概念就自然消失，科學(xué)概念也能正常建構(gòu)了。

錯誤前概念：激光是復(fù)色光。轉(zhuǎn)化策略：讓學(xué)生依次做下面的探究實(shí)驗并觀察現(xiàn)象：（l）讓一束太陽光照射到三棱鏡上，在出射光線方向放一張白紙，在白紙上形成一條彩色的光帶；（2）讓激光（紅光）照射到三棱鏡上，在出射光線方向放一張白紙，在白紙上可觀察到紅光；（3）換成發(fā)綠光的激光筆做同樣的實(shí)驗，在白紙上可觀察到綠光；（4）換成發(fā)藍(lán)光的激光筆做同樣的實(shí)驗，在白紙上可觀察到藍(lán)光。學(xué)生通過實(shí)驗探究自己的想法，既讓學(xué)生“自己”信服地否定了自己的錯誤前概念，又對科學(xué)概念有了較為深刻的理解。

錯誤前概念：只要加熱一定升溫。轉(zhuǎn)化策略：讓學(xué)生用如圖所示裝置探究海波在加熱過程中溫度變化情況，待溫度升至40℃左右開始，每隔大約1分鐘記錄一次溫度，在海波完全熔化后再記錄4-5次，把數(shù)據(jù)填人表格中，并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制海波熔化時溫度隨時間變化的圖像；讓學(xué)生經(jīng)歷三個過程：（l）在海波加熱過程中觀察溫度變化情況；（2）分析海波加熱過程中溫度的變化情況；（3）繪制海波熔化時溫度隨時間變化情況的圖像。通過實(shí)驗學(xué)生放棄錯誤前概念，建立科學(xué)概念：物質(zhì)在加熱過程中不一定升溫。通過學(xué)生直接體驗，接受事實(shí)。

錯誤前概念：當(dāng)物體受到擠壓時，硬的物體不會發(fā)生形變。轉(zhuǎn)化策略：用一個稍扁的玻璃瓶裝滿紅色水，用插有細(xì)玻管的橡膠塞子塞緊瓶口，讓學(xué)生用手?jǐn)D壓玻璃瓶并觀察細(xì)玻管中紅色液面的變化情況，從細(xì)玻管中液面的變化情況體會到硬的玻璃瓶在受到擠壓時也會發(fā)生形變，像這樣通過學(xué)生科學(xué)探究過程排除直觀教學(xué)中的直覺思維對理性認(rèn)識的干擾，頗具說服力。最后再向?qū)W生解釋，由于硬物體的形變不明顯，對我們研究的主要問題的影響極小，常常忽略不計，增強(qiáng)學(xué)生的辯證思維能力。

錯誤前概念：條形磁鐵摔斷成兩半后，每半截都只有一個磁極。轉(zhuǎn)化策略：在平時的教學(xué)中注意收集摔斷的磁體以備需要時用，當(dāng)學(xué)生知道磁體有南北兩個磁極，由于受到正負(fù)電荷能夠單獨(dú)存在的影響，會認(rèn)為磁極也能單獨(dú)存在，讓學(xué)生運(yùn)用磁極間相互作用的規(guī)律探究已摔成半截的磁體兩端，這樣學(xué)生的心智結(jié)構(gòu)會發(fā)生革命性變化，其錯誤前概念順利向科學(xué)概念轉(zhuǎn)化。

綜上所述，錯誤前概念的負(fù)遷移影響不容忽視，設(shè)計合理的科學(xué)探究過程，使學(xué)生通過科學(xué)探究實(shí)驗體會學(xué)習(xí)前后認(rèn)識上的變化，激起學(xué)生對原有觀念的質(zhì)疑和反思，對轉(zhuǎn)變和穩(wěn)定學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)有促進(jìn)作用，有利于推動科學(xué)概念的形成和完善。在初中物理教學(xué)中合理運(yùn)用科學(xué)探究策略，針對學(xué)生的錯誤前概念設(shè)計有沖擊力的實(shí)驗，使學(xué)生放棄前概念從而建立科學(xué)概念的研究具有必要性和現(xiàn)實(shí)作用。