溫 敏 徐曉梅

（云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院 云南 昆明 650500）

在日常生活與學(xué)習(xí)中，學(xué)生自發(fā)建構(gòu)了一些光學(xué)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，如月亮是光源、放大鏡只能將物體放大等，其中有些知識(shí)經(jīng)驗(yàn)是與科學(xué)概念相沖突的錯(cuò)誤概念，但往往能很好地“解釋”一些表面現(xiàn)象，符合直觀觀察，被學(xué)生認(rèn)為是“科學(xué)合理”的概念，如果這些錯(cuò)誤概念得不到及時(shí)糾正，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的思維，歪曲科學(xué)光學(xué)概念的物理意義，難以理解科學(xué)概念的本質(zhì).因此教師要采取合理有效的教學(xué)策略幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念，建立科學(xué)光學(xué)概念體系.

1 初中光學(xué)中常見(jiàn)的錯(cuò)誤概念

表1 初中光學(xué)中常見(jiàn)的錯(cuò)誤概念

2 光學(xué)錯(cuò)誤概念產(chǎn)生的原因

錯(cuò)誤概念產(chǎn)生的原因是多方面的，只有充分了解了學(xué)生頭腦中錯(cuò)誤概念形成的原因，才能對(duì)癥下藥，順利轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念.

2.1 學(xué)生對(duì)光學(xué)現(xiàn)象的看法與古代先哲相似

由于有些學(xué)生對(duì)先哲盲目信從，當(dāng)古代先哲對(duì)光現(xiàn)象的錯(cuò)誤看法與自己相似時(shí)，錯(cuò)誤概念就自然形成了.如學(xué)生認(rèn)為眼睛能看到物體是眼睛發(fā)出的光照到了物體上，恩培多克勒［1］等也主張眼睛本身發(fā)出某種東西遇到物體所發(fā)出的東西就產(chǎn)生了視覺(jué)，兩種觀點(diǎn)很相似，這樣“眼睛能發(fā)光”錯(cuò)誤概念就形成了.

2.2 學(xué)生根據(jù)光現(xiàn)象的表象來(lái)理解光現(xiàn)象

由于學(xué)生的知識(shí)有限，通常會(huì)根據(jù)表象去理解日常生活中的光現(xiàn)象，但這些表象能幫助學(xué)生“成功”理解所遇到的一些光學(xué)現(xiàn)象，就形成看似合乎邏輯的非實(shí)質(zhì)性的觀點(diǎn).如月亮能照亮夜空，月亮就是光源；生活中的光是五顏六色的，所以光是可見(jiàn)的.

2.3 學(xué)生的概念生態(tài)圈

依據(jù)波斯納（Posner）提出的概念轉(zhuǎn)變模型中概念生態(tài)圈理論，在日常的生活與學(xué)習(xí)中，每個(gè)學(xué)生形成了自己的經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)，在經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)中不僅有具體的概念、實(shí)例，也包括一般信念和觀念，但其中不乏有些經(jīng)驗(yàn)與當(dāng)前科學(xué)理論相違背.

2.4 來(lái)自正式的課堂教學(xué)

由于有些教師的教育觀念陳舊，教學(xué)不創(chuàng)新，只重視知識(shí)的傳授，往往把主要精力放在培養(yǎng)學(xué)生解題方法、解題能力和應(yīng)試技巧上，把取得好的考試成績(jī)作為唯一目標(biāo)，忽視了靈活運(yùn)用教材創(chuàng)設(shè)具體課堂情境，不能為學(xué)生間的交流、表達(dá)相互的觀點(diǎn)和教師了解學(xué)生已有的錯(cuò)誤概念提供更多的機(jī)會(huì)，教師不能根據(jù)錯(cuò)誤概念成因調(diào)整教學(xué)策略幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念，這樣錯(cuò)誤概念干擾了新概念的學(xué)習(xí)，影響了學(xué)生正確理解新概念的物理意義，導(dǎo)致產(chǎn)生更多的光學(xué)錯(cuò)誤概念.

2.5 學(xué)生錯(cuò)誤的類比遷移

類比遷移是用熟悉問(wèn)題的解決方法去解決相似新問(wèn)題的一種問(wèn)題解決策略，研究表明，由于學(xué)生對(duì)初中生缺乏類比推理的心理能力，且對(duì)已學(xué)概念理解不夠深刻，在利用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題時(shí)，往往容易形成錯(cuò)誤的類比遷移而產(chǎn)生錯(cuò)誤概念.如：用處理水中人像形成的原理來(lái)處理水中魚(yú)像.

2.6 課外媒介不規(guī)范的言語(yǔ)表達(dá)

隨著科技的發(fā)展，學(xué)生可以通過(guò)廣播、電視、報(bào)刊雜志、網(wǎng)絡(luò)等多種媒介獲取大量光學(xué)知識(shí)，由于物理知識(shí)專業(yè)性很強(qiáng)，有些媒介對(duì)物理知識(shí)表達(dá)不太規(guī)范與科學(xué)，而學(xué)生具有的相關(guān)物理知識(shí)少，不能判斷媒體上的光學(xué)知識(shí)是否正確、表達(dá)是否規(guī)范，導(dǎo)致學(xué)生形成了錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，如影、像不分.

3 促進(jìn)光學(xué)錯(cuò)誤概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略

由于錯(cuò)誤概念具有廣泛性、隱蔽性、自發(fā)性、反復(fù)性、負(fù)遷移性等特點(diǎn)，為順利轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念，教師要營(yíng)造生生、師生相互討論交流的課堂，讓學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)能充分地展現(xiàn)出來(lái)，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)不同的課堂情境，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，然后采取行之有效的教學(xué)策略，使學(xué)生的錯(cuò)誤概念得以轉(zhuǎn)變，從而建立科學(xué)概念體系.

3.1 營(yíng)造開(kāi)放互動(dòng)的課堂 深入了解學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)世界

奧蘇貝爾有這樣一句名言：“影響學(xué)習(xí)的唯一重要因素，就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么，要探明這一點(diǎn)，并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué).”［2］教師要以開(kāi)放的觀念和心態(tài)，確立“發(fā)展個(gè)性、百花齊放”，打破“求同”敢于“求異”的治教方略，為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)寬松民主、交流互動(dòng)的課堂環(huán)境，讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與到課堂中相互討論、表達(dá)不同觀點(diǎn).學(xué)生在課堂討論交流過(guò)程中所表達(dá)出來(lái)的原有認(rèn)識(shí)是非常好的課程資源，既能讓教師全面客觀地了解到學(xué)生經(jīng)驗(yàn)世界中存在哪些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，為實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤概念轉(zhuǎn)變提供良好的教學(xué)契機(jī).學(xué)生在交流討論時(shí)，教師要認(rèn)真傾聽(tīng)學(xué)生的看法與主張，要洞察他們想法的由來(lái)，不管學(xué)生的理解和解釋正確與否，教師都要做出積極的回應(yīng)，對(duì)有些看來(lái)不合邏輯，甚至是很荒唐可笑的觀點(diǎn)，不要譏諷、打擊、壓制，甚至責(zé)罵學(xué)生，而要認(rèn)真深入地分析那些看似荒唐的觀點(diǎn)產(chǎn)生的原因；同時(shí)教師要根據(jù)教學(xué)的需要，創(chuàng)新地處理教材，大膽合理地運(yùn)用各種教學(xué)資源創(chuàng)設(shè)各種課堂情境，做到“以境啟發(fā)、以疑引入”，充分激發(fā)學(xué)生的好奇心，調(diào)動(dòng)學(xué)生的內(nèi)趨力，使學(xué)生想學(xué)、樂(lè)學(xué)，能積極主動(dòng)學(xué)習(xí)科學(xué)概念，轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念.

案例1：在學(xué)習(xí)“看不見(jiàn)的光”時(shí)［3］，為了解學(xué)生對(duì)“看不見(jiàn)的光”存在哪些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，課堂上，教師先讓學(xué)生觀察激光筆（多色）、電視遙控器、風(fēng)扇式電暖氣、驗(yàn)鈔筆等工作時(shí)所發(fā)出的光，然后提出問(wèn)題：我們平時(shí)能看到哪些顏色的光，舉出哪些物體能發(fā)出紅外線、紫外線，這些物體發(fā)出的光是什么顏色的？有哪些方面的應(yīng)用？紅外線、紫外線是光嗎？將學(xué)生分成多個(gè)小組，鼓勵(lì)學(xué)生圍繞上述問(wèn)題展開(kāi)激烈地討論，然后讓每組學(xué)生代表回答討論結(jié)果及陳述相應(yīng)的理由.在學(xué)生在自由討論期間，教師要積極參與到學(xué)生的交流討論中，認(rèn)真聽(tīng)取學(xué)生在討論過(guò)程中各自所持的觀點(diǎn)與主張，詳細(xì)了解學(xué)生對(duì)“不可見(jiàn)光”存在哪些錯(cuò)誤概念及產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因.例如，看到醫(yī)院的紫外線燈、銀行的驗(yàn)鈔機(jī)、滅蚊燈等發(fā)出藍(lán)紫色的光，遙控器燈、風(fēng)扇式電暖氣、白熾燈等發(fā)出紅光，所以認(rèn)為紫外線是藍(lán)紫的，紅外線是紅色的，它們是可見(jiàn)光；因?yàn)槠綍r(shí)看到的光是各種顏色的，所以認(rèn)為所有的光是可見(jiàn)的.這些錯(cuò)誤概念產(chǎn)生原因是學(xué)生看到這些光現(xiàn)象的表象后，沒(méi)有對(duì)表象進(jìn)一步求證，而是將表象誤認(rèn)為是光現(xiàn)象的本質(zhì)，從而導(dǎo)致了錯(cuò)誤概念的形成.

3.2 創(chuàng)設(shè)情境 引發(fā)認(rèn)知沖突 轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念

錯(cuò)誤概念與科學(xué)概念之間的沖突是在一定的課堂情境中發(fā)生的，學(xué)生能否體驗(yàn)到認(rèn)知沖突是促進(jìn)錯(cuò)誤概念轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵，只有讓學(xué)生體驗(yàn)到錯(cuò)誤概念與科學(xué)概念對(duì)立時(shí)產(chǎn)生的認(rèn)知沖突，才會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念建立新概念.教師要加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)，充分利用圖形、圖片、視頻資料、多媒體課件等手段，為學(xué)生提供豐富的感性材料，通過(guò)師生、生生間相互討論，使學(xué)生充分意識(shí)到原有認(rèn)識(shí)與新概念之間嚴(yán)重對(duì)立，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、演示實(shí)驗(yàn)、舉特例反例、類比法等方法，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程，并投入到積極的科學(xué)思維活動(dòng)中，使知識(shí)發(fā)生正向遷移，從而轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念.

案例2：通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念

為轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)平面鏡成像規(guī)律的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，教師應(yīng)組織學(xué)生進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)：先點(diǎn)燃桌面上的蠟燭，觀看鏡子中燭焰的像在何處？前后移動(dòng)鏡子，觀察鏡中燭焰像的大小有什么變化？燭焰像的大小真的變化了嗎？為什么？將書(shū)本擋住燭焰，在鏡中還能看到燭焰的像嗎？用書(shū)本放在鏡子正后方，還能看到鏡中燭焰的像嗎？將手指放在燭焰像的位置，手指是否會(huì)燒痛呢？實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生自由討論、交換看法，使他們對(duì)平面鏡成像所持的前概念更加明朗化，明確意識(shí)到自己與其他同學(xué)的想法，通過(guò)經(jīng)歷自主實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使學(xué)生體驗(yàn)到認(rèn)知沖突，再通過(guò)師生總結(jié)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生真正理解平面鏡成像的實(shí)質(zhì)，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤概念的轉(zhuǎn)變.

案例3：通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念

為使學(xué)生透徹理解凸透鏡成像的規(guī)律，教師可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能清楚看到凸透鏡成像的過(guò)程，先安裝好實(shí)驗(yàn)儀器，調(diào)節(jié)燭焰與光屏位置，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像后，將光屏拿開(kāi)，讓學(xué)生在光屏前后方向觀察，看能否看到燭焰的像；當(dāng)燭焰成倒立放大的實(shí)像時(shí)，用一塊圓形黑紙擋住凸透鏡的中央部分，觀察像的亮度與形狀；如果擋住凸透鏡的上半部或下半部分，觀察像的亮度與形狀；如果用黑紙將燭焰擋住一半，觀察像的亮度與形狀，如果用黑紙板將燭焰全部擋住，觀察像的亮度與形狀.通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與教師對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己原來(lái)對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的認(rèn)識(shí)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致甚至相反，認(rèn)識(shí)沖突就瞬間被激發(fā)，錯(cuò)誤概念也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變.

案例4：通過(guò)舉特例、反例等方法，轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤概念

為消除小孔成像與小孔形狀有關(guān)的錯(cuò)誤想法，教師可以拿太陽(yáng)照耀下樹(shù)林下形成許多圓形亮斑為例來(lái)說(shuō)明.這些圓亮斑其實(shí)是太陽(yáng)光經(jīng)樹(shù)葉間的縫隙（相當(dāng)于形狀各異的小孔）所成的像，太陽(yáng)是圓的，像（光斑）也是圓的，像與物體的形狀相同，所以物體通過(guò)小孔所成的像的形狀與物體的形狀相同，與小孔的形狀無(wú)關(guān)；對(duì)紅外線的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，教師可以通過(guò)舉反例來(lái)說(shuō)明，如學(xué)生自己、桌椅、墻壁等無(wú)時(shí)無(wú)刻都在發(fā)出紅外線，但我們根本看不到它們發(fā)出的紅外線，更不用說(shuō)是紅色的.要轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)紫外線是紫色錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，教師直接向?qū)W生解釋，之所以看到紫外線燈和驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的光是藍(lán)紫色的，是因?yàn)樗鼈儼l(fā)出外線里含有少量可見(jiàn)的紫光和藍(lán)光.

3.3 加強(qiáng)情境練習(xí) 鞏固所學(xué)物理概念

在學(xué)生初步建立新概念后，教師要為學(xué)生創(chuàng)造貼近生活、貼近自然的情境練習(xí)，使學(xué)生有機(jī)會(huì)在不同的、新穎的情境中應(yīng)用物理概念，同時(shí)教師要引導(dǎo)學(xué)生深化和活化概念，對(duì)相似和易混淆概念進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而建立概念之間的聯(lián)系，以豐富和發(fā)展對(duì)概念的意義建構(gòu)，達(dá)到對(duì)概念的深刻理解與靈活運(yùn)用.下面列舉幾道典型的光學(xué)習(xí)題，用以鞏固所學(xué)知識(shí).

（1）下列現(xiàn)象中，不能說(shuō)明光是沿直線傳播的是

A.小孔成像 B.影子的形成

C.日食和月食 D.岸上楊柳在水中的倒影

（2）一個(gè)三角形物體經(jīng)六邊形的小孔成像后，像是

A.六邊形 B.三角形

C.五邊形 D.無(wú)法確定

（3）關(guān)于平面鏡成像，下列說(shuō)法正確的是

A.物體遠(yuǎn)離平面鏡，像也遠(yuǎn)離平面鏡，像變小

B.物體遠(yuǎn)離平面鏡，像也遠(yuǎn)離平面鏡，像的大小不變

C.物體靠近平面鏡，像的位置不變，像的大小不變

D.物體靠近平面鏡，像靠近平面鏡，像變大

（4）在凸透鏡成像規(guī)律的研究中，燭焰在凸透鏡對(duì)面的光屏上成清晰的像，這時(shí)用白紙板將燭焰擋住一半，則

A.像的亮度變暗了，形狀不變

B.像的亮度變暗了，形狀變?yōu)樵瓉?lái)的一半

C.像的亮度不變，形狀變?yōu)樵瓉?lái)的一半

D.像的亮度不變，形狀也不變

總之，教師要注重精心策劃課堂教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)方式，創(chuàng)設(shè)開(kāi)放的、相互接納的課堂，使學(xué)生充分展現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)世界中的錯(cuò)誤概念，在創(chuàng)設(shè)的課堂情境中引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，讓學(xué)生主動(dòng)轉(zhuǎn)變光學(xué)錯(cuò)誤概念，建立科學(xué)光學(xué)概念體系.

1 （法）羅曼·羅蘭著.恩培多克勒·斯賓諾莎的光芒.趙英暉譯.上海：上海人民出版社，2013.185

2 郭玉英.物理新課程教學(xué)案例研究.北京：高等教育出版社，2008.59

3 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)八年級(jí)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)（物理）.北京：人民教育出版社，2006.54～55