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        基于經(jīng)驗(yàn)前測的初中物理典型光學(xué)前概念的引導(dǎo)策略

        2020-08-19 12:56:00蔡峰黎
        新智慧·上旬刊 2020年6期
        關(guān)鍵詞:前概念引導(dǎo)策略

        蔡峰黎

        【摘?要】初中生在學(xué)習(xí)物理光學(xué)知識前,頭腦中有許多片面或錯誤的光學(xué)前概念,這些前概念對學(xué)生科學(xué)概念的建構(gòu)有著消極的影響。本文以初中物理光學(xué)知識主題為例,從精準(zhǔn)定位“前概念”、有力撬動“前概念”兩方面,闡述基于經(jīng)驗(yàn)前測的初中物理典型光學(xué)前概念的引導(dǎo)策略。

        【關(guān)鍵詞】經(jīng)驗(yàn)前測;前概念;引導(dǎo)策略

        一、問題的提出

        初中物理教學(xué)中,經(jīng)常會有這樣的普遍現(xiàn)象,那就是學(xué)生看似都能“聽懂”課,但課后反饋效果不理想,甚至是“屢教不改”。歸根結(jié)底,學(xué)生頭腦中原有的根深蒂固的錯誤經(jīng)驗(yàn)和思維方式?jīng)]得到糾正??此祈槙车恼n堂,很有可能是問題課堂。從教師教這個角度去看,教師不了解學(xué)生的真實(shí)想法和障礙在哪,始終按自己的經(jīng)驗(yàn)把知識硬塞給學(xué)生,導(dǎo)致教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”嚴(yán)重不協(xié)調(diào),教師所講與學(xué)生所想始終在不同的思維軌道上。這樣的教學(xué)沒有根基,有效性顯然蕩然無存。

        二、問題的診斷

        其實(shí),來到課堂上的學(xué)生絕不是一張白紙或一塊白板。他們在接受各項(xiàng)系統(tǒng)的教育之前,對外部世界就有了一定的認(rèn)知,這些認(rèn)知來源于學(xué)生的日常生活、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和先前的學(xué)習(xí),我們稱之為“前概念”。學(xué)生頭腦中的前概念有些是對現(xiàn)象或事物模糊、表面、膚淺的認(rèn)識,這些前概念往往是片面的,缺乏科學(xué)性的,甚至是錯誤的。如果教師忽視了學(xué)生頭腦中前概念對新知識學(xué)習(xí)的影響,有些片面或錯誤的前概念會明顯阻礙學(xué)生理解接受新知識。要完成學(xué)生新舊知識和經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變,并對學(xué)生原有的認(rèn)知進(jìn)行提升或重構(gòu),教學(xué)中首先進(jìn)行的應(yīng)該是“診斷”,即經(jīng)驗(yàn)前測。通過經(jīng)驗(yàn)前測揭露出學(xué)生頭腦中已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、思維方式、經(jīng)驗(yàn)來源,其次才是“治療”。本文將從精準(zhǔn)定位“前概念”、有力撬動“前概念”兩方面,闡述基于經(jīng)驗(yàn)前測的初中物理典型光學(xué)前概念的引導(dǎo)策略。

        三、基于經(jīng)驗(yàn)前測的初中物理典型光學(xué)前概念的引導(dǎo)策略

        (一)做好課前預(yù)判,精準(zhǔn)定位“前概念”

        1.聯(lián)系生活,摸清學(xué)生日常生活中形成的“前概念”

        物理來源于生活,光學(xué)知識與學(xué)生的日常生活密切相關(guān),學(xué)生頭腦中對光的認(rèn)識直接來源于生活經(jīng)驗(yàn)。由于學(xué)生思維的不成熟,憑直觀感覺經(jīng)過思維加工形成的認(rèn)識一般都是片面或錯誤的。例如,學(xué)生平時(shí)玩過激光筆、見過手電筒發(fā)出的光,他們會認(rèn)為光就是沿直線傳播的;學(xué)生在照鏡子的時(shí)候遠(yuǎn)離鏡子,看到鏡中的“自己”變小了,就會認(rèn)為像變小了;學(xué)生會認(rèn)為只有像鏡子一樣光滑的物體才會反光,而其他的物體卻不會……這些前概念可以通過教師課前與學(xué)生的訪談或問題互動來捕捉和獲取。

        2.對比課標(biāo),挖掘科學(xué)教材中需要突破的“前概念”

        小學(xué)階段的學(xué)生的思維主要是具體形象思維??紤]學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn),小學(xué)科學(xué)課程通常僅呈現(xiàn)簡單而具體的科學(xué)概念,很少去解釋說明有理論基礎(chǔ)的科學(xué)理論和定律。在幾何光學(xué)這一塊內(nèi)容中,經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)前測可以發(fā)現(xiàn)新初二學(xué)生普遍缺乏對光學(xué)概念的完整認(rèn)知,例如:學(xué)生對凸透鏡和凹面鏡對光線的會聚作用形成強(qiáng)光和高溫有所了解,但對兩者使用原理上的區(qū)別認(rèn)識模糊;學(xué)生對凸透鏡的了解局限于兩面都凸的透鏡、會放大物體、能聚光得到強(qiáng)光和高溫的特點(diǎn);學(xué)生了解不同顏色的物體吸熱本領(lǐng)不同,但不知道原因是什么……通過對比分析小學(xué)科學(xué)和初中物理課標(biāo)和教材的光學(xué)內(nèi)容,需要確定哪些概念需要補(bǔ)充、完善或者修正,學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙在哪里,為科學(xué)合理地設(shè)計(jì)和組織教學(xué)提供依據(jù)。這樣的教學(xué)才能有的放矢,從而提高課堂效率。

        (二)巧用思維杠桿,有力撬動“前概念”

        以《光的直線傳播》這節(jié)課為例,深入調(diào)查新初二學(xué)生的感性認(rèn)識和潛在知識,學(xué)生頭腦中已經(jīng)積累了許多“光沿直線傳播”的簡單前概念。如何把學(xué)生對“光在空氣中沿直線傳播”的簡單認(rèn)識上升到“光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的”的理論認(rèn)識,從而幫助學(xué)生搭建思維的臺階實(shí)現(xiàn)認(rèn)識上的飛躍,是教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的關(guān)鍵問題。

        1.創(chuàng)設(shè)情境——充分還原“前概念”

        幾何光學(xué)中學(xué)生錯誤或者片面的前概念是源于對生活中光現(xiàn)象的觀察經(jīng)驗(yàn)所得,所以就可以從學(xué)生的生活出發(fā)創(chuàng)設(shè)問題情境,通過設(shè)置某一熟悉的情境來還原“前概念”,讓學(xué)生漸入佳境,同時(shí)也是教師實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)改造的切入點(diǎn)。

        【教學(xué)片段一】

        首先,教師用激光筆在空氣中打出一束光,在墻上形成一個光斑。

        師:激光筆頭與光斑之間,光是如何傳播的呢?

        生:直線。

        師:你們能看見它是沿直線傳播到墻上的嗎?

        生:好像不能。

        師:如果我們能把它的傳播路徑顯示出來就好了。生活中,你們有“看到”過光的傳播路徑嗎?

        生:下雨天可以看到汽車燈發(fā)出的燈光束、樹蔭底下的光束是直的……

        師:那能否按照上面思路,想辦法顯示出激光筆發(fā)出光的傳播路徑呢?

        生:噴水霧或者煙霧。(教師演示顯示光路的實(shí)驗(yàn))

        師:光只能在空氣中傳播嗎?你還想進(jìn)一步研究什么問題?

        生:想知道光在液體和固體中是怎么傳播的。

        學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),觀察光在空氣、水、玻璃磚、果凍中傳播情況。

        師:你們看到了什么?

        生:光在氣體、液體、固體中都是沿直線傳播的。

        師:像剛才提到的氣體、液體、固體,我們稱它們?yōu)榻橘|(zhì),那么請用一句話描述光是如何傳播的。

        生:光在介質(zhì)中是沿直線傳播的。

        鑒于小學(xué)科學(xué)書上對光和影有許多的篇幅介紹,學(xué)生對光的直線傳播比較熟悉,但缺乏科學(xué)全面的認(rèn)識。“光總是沿直線傳播”的這種觀點(diǎn)在學(xué)生的頭腦中已先入為主。課堂上,教師從學(xué)生的已有認(rèn)知入手,積極模擬有關(guān)情境,將學(xué)生帶回到前概念建立的背景之中,在學(xué)生的分析表達(dá)中充分暴露其“前概念”,為之后形成強(qiáng)烈的思維沖突做好鋪墊。

        2.尋找反證——直面沖擊“前概念”

        學(xué)生缺乏對概念的完整認(rèn)知,這樣的認(rèn)知往往是學(xué)生對某一事物的片面觀察或只關(guān)注某一事件的部分過程所導(dǎo)致的,所以教師要根據(jù)前概念形成的原因,主動創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生敢于對自己的認(rèn)知進(jìn)行質(zhì)疑和反思,全面深入的思考,讓事實(shí)來沖擊“前概念”。一旦引發(fā)認(rèn)知沖突,就會引起學(xué)生認(rèn)知心理的不平衡,激起學(xué)生好奇心和求知欲,使學(xué)生產(chǎn)生解決問題的動機(jī)。

        【教學(xué)片段二】

        師:光總是沿直線傳播嗎?

        生:……

        師:同學(xué)們回顧生活中一些光的現(xiàn)象,利用手邊器材,嘗試尋找光并非總是沿直線傳播的證據(jù)。

        學(xué)生體驗(yàn):讓光從水面的上方斜射入水中;光斜射到平面鏡上;光斜射到玻璃磚……

        師:同學(xué)們看到說明現(xiàn)象?這些現(xiàn)象說明了什么?

        生:有時(shí)候,光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),它的傳播路徑發(fā)生偏折了。

        師:換句話說,光沿直線傳播是有條件的,怎么表述呢?

        生:光在同一種介質(zhì)中才沿直線傳播。

        教師的“光總是沿直線傳播嗎?”這一追問,讓學(xué)生出乎意料而不知如何回答的同時(shí),也激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望,驅(qū)動學(xué)生打破固化的思維模式,換一個角度重新審視這個問題。學(xué)生通過自身體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)光偏折的現(xiàn)象使學(xué)生重新思考自身的已有認(rèn)知,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)原有前概念中的不合理性,從而驅(qū)動他們對原有觀念進(jìn)行調(diào)整、改造,使其順應(yīng)于新情境,有效培養(yǎng)了學(xué)生質(zhì)疑反思的批判性思維能力。在質(zhì)疑和辨析中,學(xué)生對概念的理解和知識的建構(gòu)更加深入。

        3.妙用實(shí)驗(yàn)——有力修正“前概念”

        驗(yàn)所呈現(xiàn)出來的直觀的現(xiàn)象往往給人造成深刻的影響。要糾正學(xué)生頑固的錯誤前概念,要在真實(shí)演示的視覺等感受上找對策。運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)引發(fā)認(rèn)知沖突,讓學(xué)生觀察實(shí)物動態(tài)變化過程,以實(shí)驗(yàn)結(jié)果與學(xué)生預(yù)測的差異,激化學(xué)生的認(rèn)知沖突,促使學(xué)生主動打破固有觀念,重新思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論,架構(gòu)新的概念。

        【教學(xué)片段三】

        教師重新演示激光筆打出光束,在墻上留下光斑,點(diǎn)燃酒精燈,用火焰去烤激光束,墻上的光斑發(fā)生晃動。

        師:光斑晃動說明了什么?

        生:光在空氣中不再沿直線傳播了。

        教師演示實(shí)驗(yàn):向透明水槽里倒入清水,用激光筆從一側(cè)水平照射,學(xué)生發(fā)現(xiàn)光是沿直線傳播的;用漏斗沿側(cè)壁向水的下方加入飽和糖水,再次用激光筆水平照射,并慢慢將激光筆往下移動,讓學(xué)生觀察光在糖水中光路變化情況。

        師:大家看到了什么現(xiàn)象?

        生:光在糖水中向下彎曲。

        師:為什么光不再沿直線傳播了呢?

        生:介質(zhì)變得不均勻了。

        教師演示實(shí)驗(yàn):用玻璃棒充分?jǐn)嚢杼撬?,讓學(xué)生再次觀察光在糖水中的光路。

        生:攪拌后光在糖水中又沿直線傳播。

        師:結(jié)合前面的實(shí)驗(yàn),說明光沿直線傳播必須滿足什么條件?如何完整地表述?

        生:光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。

        通過演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)光的傳播路徑從直線到曲線再回到直線,這出乎意料的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生產(chǎn)生最為直觀的認(rèn)識,學(xué)生對自己原有認(rèn)知的調(diào)整和完善更加高效。學(xué)生的思維隨之發(fā)生著順應(yīng)、同化的不斷變化,他們的認(rèn)知也實(shí)現(xiàn)了從表象到本質(zhì)的一個飛躍。

        綜上所述,前概念普遍存在于學(xué)生的思維中,并具有頑固性、廣泛性、隱蔽性、自發(fā)性等特點(diǎn)。教師在實(shí)施課堂教學(xué)前有目的地對學(xué)生進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)前測,深入挖掘?qū)W生的“前概念”,把學(xué)生的“前概念”轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源,并精心設(shè)計(jì)、靈活運(yùn)用教學(xué)策略對學(xué)生的“前概念”進(jìn)行引導(dǎo)和轉(zhuǎn)變,從而使我們的物理課堂教學(xué)真正有效。

        參考文獻(xiàn):

        [1]莊寧.打造智慧校園,做智慧教師——初中物理光學(xué)典型前概念調(diào)查與引導(dǎo)策略[C].全國智慧型教師培養(yǎng)體系建構(gòu)模式學(xué)術(shù)會議二等獎?wù)撐募?016.

        [2]馮琴英.初中物理光學(xué)前概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略[J].華人時(shí)刊(校長),2015(08).

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