摘要：“悖論”教學(xué)情景是糾正學(xué)生錯(cuò)誤前概念的教學(xué)模式之一，本文介紹了“悖論”情景創(chuàng)設(shè)的基本原則、教學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)方式。

關(guān)鍵詞：誘思探究教學(xué)；“悖論”情景創(chuàng)設(shè)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148(2011)5(S)-0014-3

誘思探究教學(xué)強(qiáng)調(diào)“以誘達(dá)思”，要求教師在教學(xué)中把教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)轉(zhuǎn)化為問題情境，讓學(xué)生“身臨其境”，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。然而，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前，總是存在一些來源于日常生活經(jīng)驗(yàn)的前概念。在這些概念中，有些與科學(xué)概念相吻合，有些是不吻合的。由于錯(cuò)誤的前概念具有普遍性、頑固性和隱蔽性的特點(diǎn)，所以對(duì)物理學(xué)習(xí)有很大的負(fù)面影響。如何糾正錯(cuò)誤的前概念，實(shí)現(xiàn)物理高效課堂，有許多的模式，創(chuàng)設(shè)“悖論”教學(xué)情景就是其中之一。

1 “悖論”情景創(chuàng)設(shè)的基本原則

悖論指在邏輯上可以推導(dǎo)出互相矛盾之結(jié)論，但表面上又能自圓其說的命題或理論體系。悖論的出現(xiàn)往往是因?yàn)槿藗儗?duì)某些概念的理解認(rèn)識(shí)不夠深刻、正確所致。創(chuàng)設(shè)“悖論”教學(xué)情景應(yīng)遵循如下原則：

1.1 科學(xué)性原則

“悖論”情景創(chuàng)設(shè)首先要滿足科學(xué)性條件。“悖論”情景創(chuàng)設(shè)的設(shè)計(jì)、操作、對(duì)現(xiàn)象的解釋等不能有科學(xué)性的錯(cuò)誤。同時(shí)，“悖論”情景創(chuàng)設(shè)應(yīng)該具有科學(xué)探究、科學(xué)思想和科學(xué)方法方面的教育因素?！般Ｕ摗鼻榫皠?chuàng)設(shè)的內(nèi)容是在學(xué)生的 “最近發(fā)展區(qū)”難易適度的內(nèi)容，任何過淺、過易或過深、過難的設(shè)計(jì)都不符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，難以達(dá)到教學(xué)的目的。

1.2 差異性原則

認(rèn)知沖突是概念改變過程的起點(diǎn)。“悖論”情景創(chuàng)設(shè)應(yīng)暴露出學(xué)生的原認(rèn)知與“悖論”情景創(chuàng)設(shè)的現(xiàn)象或問題之間的差異，展示出科學(xué)概念與錯(cuò)誤前概念的差異。學(xué)生通過比較，產(chǎn)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，認(rèn)識(shí)到自己的前概念是有瑕疵的，從而修正或重構(gòu)新的科學(xué)概念。

1.3 針對(duì)性原則

在中學(xué)物理教學(xué)中，要有針對(duì)性地利用“悖論”情景創(chuàng)設(shè)。充分利用“悖論”情景創(chuàng)設(shè)的趣味性、強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突、證偽性和教育功能，在學(xué)生的物理概念規(guī)律認(rèn)識(shí)模糊處、感性認(rèn)識(shí)薄弱處、錯(cuò)誤的前概念處，在物理現(xiàn)象或過程的對(duì)比中恰到好處地運(yùn)用“悖論”情景教學(xué)。

2 “悖論”情景創(chuàng)設(shè)的教學(xué)特點(diǎn)

“悖論”情景創(chuàng)設(shè)的現(xiàn)象與學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)相悖，完全出乎學(xué)生的意料，能產(chǎn)生出強(qiáng)烈的趣味性。同時(shí)，“悖論”情景創(chuàng)設(shè)的新奇、“反常”現(xiàn)象與學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的知識(shí)相矛盾，引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，使學(xué)生在認(rèn)知沖突中積極地達(dá)到新的認(rèn)知平衡。由于“悖論”情景創(chuàng)設(shè)的現(xiàn)象沒有出現(xiàn)學(xué)生預(yù)期的現(xiàn)象，與學(xué)生的猜想與假設(shè)相矛盾，起到了證偽學(xué)生原有想法的作用?！般Ｕ摗鼻榫敖虒W(xué)設(shè)計(jì)要充分考慮學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知水平，盡量放大它們的“驚”、“奇”、“怪”、“險(xiǎn)”，充分激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)物理的興趣。

3 “悖論”情景創(chuàng)設(shè)的教學(xué)方式

教學(xué)過程中，教師根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)生的認(rèn)知水平，創(chuàng)設(shè)一個(gè)包含新知識(shí)、新方法、新思維的問題情境。學(xué)生運(yùn)用舊知識(shí)、舊方法、習(xí)慣思維在解決新問題時(shí)產(chǎn)生“悖論”。教師引導(dǎo)學(xué)生分析這種“悖論”產(chǎn)生的原因，通過科學(xué)的探索，提出新知識(shí)、新方法、新思維，得出新結(jié)論，然后消除“悖論”。筆者針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中暴露出的錯(cuò)誤前概念，例談如下幾種“悖論”情景創(chuàng)設(shè)的教學(xué)方式。

3.1 多媒體法

有些物理概念的建立和物理規(guī)律的掌握，用實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)都不能達(dá)到預(yù)期的效果時(shí)，運(yùn)用現(xiàn)代多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生有身臨其境之感，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性及社會(huì)責(zé)任感，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣的目的。

在上“超重與失重”一節(jié)課時(shí)，教師提問：“一個(gè)人手里拿著一支筆，放手后筆如何運(yùn)動(dòng)？”“做自由落體運(yùn)動(dòng)?！睂W(xué)生回答。然后教師放一段楊利偉在神舟五號(hào)飛船內(nèi)做的同樣動(dòng)作，結(jié)果筆“懸浮”在空中的視頻。這時(shí)學(xué)生馬上會(huì)產(chǎn)生疑問“為什么筆在陸地上會(huì)掉下來，而在飛船內(nèi)就不會(huì)呢？”“悖論”情景的出現(xiàn)立即激發(fā)了學(xué)生的求知欲，使新課教學(xué)在學(xué)生積極的思考中有效的進(jìn)行。

3.2 實(shí)驗(yàn)法

科學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的“異?！爆F(xiàn)象常成為科學(xué)家發(fā)現(xiàn)和提出問題的源泉。在物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)就變得至關(guān)重要了。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)矛盾的物理現(xiàn)象即“悖論”現(xiàn)象，讓學(xué)生通過探索“悖論”現(xiàn)象的成因，養(yǎng)成問題意識(shí)和求真的科學(xué)態(tài)度，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)素養(yǎng)。

例如，在講“楞次定律”的時(shí)候，教師提問：磁鐵能吸引鐵、鈷、鎳，能“吸引”鋁嗎？學(xué)生根據(jù)初中物理知識(shí)很快回答不能。教師立即演示（如圖1），當(dāng)條形磁鐵穿過自由懸掛的鋁圈時(shí)，鋁圈隨之運(yùn)動(dòng)。呈現(xiàn)出奇妙的“悖論”現(xiàn)象：鋁圈不是鐵質(zhì)材料，怎么運(yùn)動(dòng)了？在教師的啟發(fā)下學(xué)生聯(lián)想到用楞次定律來解釋。然后換一個(gè)有缺口的鋁圈，再讓學(xué)生猜想當(dāng)磁鐵穿過時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？學(xué)生吃一塹，長一智，很快認(rèn)為會(huì)運(yùn)動(dòng)。教師再演示，學(xué)生又大吃一驚：居然沒動(dòng)！思維的火花再次被點(diǎn)燃，在教師的啟發(fā)下學(xué)生再一次聯(lián)想到用楞次定律來解釋。學(xué)生通過這種方式獲取的知識(shí)就會(huì)歷歷在目，理解更深刻！

又如，在物態(tài)變化一課中，可以做如下實(shí)驗(yàn)：取一個(gè)大試管，里面裝滿水，再放入一條小魚，為了不讓小魚跑到試管上部，在試管中間橫放一個(gè)隔離網(wǎng)。然后用酒精燈加熱試管上部（如圖2）?？梢钥吹?，試管上部的水沸騰了，底部的小魚卻依然游來游去，若無其事。精彩還在后面，只見教師把試管中的水換成冷水，取出一保溫瓶，將口傾斜，將瓶中東西倒入試管，隨著一陣“白汽”并發(fā)出“嗤嗤”的響聲，再次觀察試管時(shí)，發(fā)現(xiàn)原來有金魚游動(dòng)的水結(jié)成了完整的一塊冰，金魚也被冰在其中，不得動(dòng)彈。學(xué)生正在為金魚被凍死而惋惜時(shí)，教師將試管放入盛有熱水的大容器中，不一會(huì)，冰熔化了，金魚又?jǐn)[起了尾巴。這一過程伴隨著學(xué)生為金魚的生死而發(fā)生情緒變化的一場虛驚，將學(xué)生帶入了物態(tài)變化的情境，引人入勝。原來速凍金魚是教師利用液氮汽化吸熱使水結(jié)冰的過程。

3．3 故事法

有趣的故事及幽默的語言表達(dá)，不僅讓學(xué)生容易學(xué)到知識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變苦學(xué)為樂學(xué)。

在講“動(dòng)與靜”時(shí)，教師：“在戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)士用子彈來殺敵。第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在2000m高空飛行的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè)小東西，飛行員敏捷地將它抓住，令他吃驚的是，抓住的竟是一顆德國子彈。飛行員抓住子彈時(shí)受傷了嗎？”一石激起千層浪，學(xué)生充滿求知欲的眼神期待著下文，教師順利引入新課。

3．4 “準(zhǔn)歷史”法

“準(zhǔn)歷史”法泛指在編寫教材時(shí)忠于歷史事實(shí)和發(fā)展順序的情況下，將史料進(jìn)行加工，以服務(wù)于某種教學(xué)目的或邏輯思路的做法。在物理教學(xué)中，把與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的物理學(xué)史料，尤其是對(duì)某一理論的形成起到啟發(fā)、轉(zhuǎn)折等關(guān)鍵作用的人物、事件、思想進(jìn)行重新組織展示，使學(xué)生從歷史事件中廣泛吸取科學(xué)的思想方法和研究方法以及所蘊(yùn)含的豐富的科學(xué)精神與人文精神。

在講“自由落體運(yùn)動(dòng)”時(shí)，教師介紹如下物理學(xué)史：古希臘思想家亞里士多德曾經(jīng)斷言：物體從高空落下的快慢同物體的重量成正比，重者下落快，輕者下落慢。1800多年來，人們都把這個(gè)錯(cuò)誤論斷當(dāng)作真理而信守不移。直到16世紀(jì)，伽利略才發(fā)現(xiàn)了這一理論在邏輯上的矛盾。伽利略說，假如一塊大石頭以某種速度下降，那么，按照亞里士多德的論斷，一塊小些的石頭就會(huì)以相應(yīng)慢些的速度下降。要是我們把這兩塊石頭捆在一起，那這塊重量等于兩塊石頭重量之和的新石頭，將以何種速度下降呢？如果仍按亞里士多德的論斷，勢必得出截然相反的兩個(gè)結(jié)論。一方面，新石頭的下降速度應(yīng)小于第一塊大石頭的下降速度，因?yàn)榧由狭艘粔K以較慢速度下降的石頭，會(huì)使第一塊大石頭下降的速度減緩；另一方面，新石頭的下降速度又應(yīng)大于第一塊大石頭的下降速度，因?yàn)榘褍蓧K石頭捆在一起，它的重量大于第一塊大石頭。這兩個(gè)互相矛盾的結(jié)論不能同時(shí)成立，可見亞里士多德的論斷是不合邏輯的悖論。伽利略進(jìn)而猜想，如果兩個(gè)物體受到的空氣阻力相同，或?qū)⒖諝庾枇β匀ゲ挥?jì)，那么，兩個(gè)重量不同的物體將以同樣的速度下落，同時(shí)到達(dá)地面。

3．5 習(xí)題法

因?yàn)榱?xí)題課沒有上新課時(shí)的新奇與激動(dòng)，學(xué)生參與度不高，很多學(xué)生都覺得很枯燥。然而習(xí)題課也是物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，它對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的梳理與知識(shí)的查漏補(bǔ)缺是不可或缺的。尋找機(jī)會(huì)，創(chuàng)設(shè)“悖論”情景，依然可以激發(fā)學(xué)生對(duì)習(xí)題課的興趣。

在初中學(xué)習(xí)摩擦力后的習(xí)題課中出示如下例題：小胖用力水平向左推放在水平地面上的木箱，但未推動(dòng)，是因?yàn)椋?）

A．木箱的質(zhì)量太大

B．推力小于木箱與地面的摩擦力

C．推力等于木箱與地面的摩擦力

D．木箱的重力大于推力

學(xué)生第一次遇到此題，一般會(huì)根據(jù)錯(cuò)誤的前概念選B。教師提出問題：“木箱水平方向受哪些力，根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系木箱應(yīng)該怎樣運(yùn)動(dòng)？”學(xué)生：“木箱水平方向只受摩擦力和推力，因?yàn)槟Σ亮Υ笥谕屏?，合力與摩擦力方向相同，所以木箱會(huì)向右運(yùn)動(dòng)?！苯處煟骸拔覀冇昧ο蜃笸?，結(jié)果木箱向右跑了。”學(xué)生大笑，知道這樣的現(xiàn)象不可能發(fā)生?！般Ｕ摗鼻榫暗某霈F(xiàn)促使學(xué)生討論交流，得出正確的答案C。

教師無論選取哪種“悖論”情景創(chuàng)設(shè)的教學(xué)方式，都應(yīng)該從學(xué)生的錯(cuò)誤前概念，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)的重、難點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)那榫皠?chuàng)設(shè)，才能誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)因，激發(fā)學(xué)習(xí)潛能，提高課堂效率。

(欄目編輯趙保鋼)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文