如何消除物理现象错误经验产生的负迁移

当人们看到玻璃杯摔在坚硬的水泥地上会立即破碎,而摔在柔软的沙滩上却安然无恙;看到沉重的物体不易搬动,而轻小的物体则相反;听到在空荡的大厅里说话能听到回声,而在放了东西的小屋子里说话则听不到回声等生活现象时,往往要问为什么,其实这里面蕴含着丰富的物理知识。可见,有些日常生活经验对学生掌握物理知识大有帮助。然而,一些错误的日常“经验”却给物理知识的学习带来一定的障碍,笔者在此谈谈如何消除错误的经验产生负迁移对物理知识的学习产生的障碍。

一、错误的“经验”带来的学习障碍

生活经验往往是学生在学习物理前所形成的一些经验性概念,由于中学生的知识面较窄,经验有限,因此考虑问题难免带有片面性,容易被表面现象迷惑,学生形成一些错误的生活“经验”是不可避免的。这些“经验”可分为积极与消极两种,积极的经验在学生学习过程中可产生正迁移,而消极经验则产生负迁移。学生自以为是的那些片面性经验往往使学生对物体的认识产生错觉,致使一些错误“经验”在脑子里根深蒂固。这些“经验”对物理知识的掌握不但没有帮助,反而是学生掌握物理知识的障碍。

比如“原子结构论”,学生在掌握这一知识之前毫无感性经验,但是通过教师生动有趣的讲解,以及Flash动画效果,完全能够掌握这一知识,尽管这些理论非常抽象。学习“力的作用是相互的”这一知识时,学生对“作用力”和“反作用力”有一定的感性经验,但是这些感性经验中有些是片面的,也就是说感性经验中有些是错误的“经验”。如“只有人或者动物、机器等物体才能施力,而且施力是单方面的”;“打人者和被打者一个是单纯施力者,一个是单纯受力者”;“鸡蛋碰石头,鸡蛋破了,石头安然无恙,所以鸡蛋受力大,而石头受力小”。又如学习“力与物体的运动”时,学生认为力是维持物体运动的必需条件,必须有力作用在物体上,物体才会运动,否则物体就会停下来;马拉车前进是马拉车的力大于车拉马的力。再如,物体做自由落体运动从同一高度竖直落下时,不同的物体不可能同时落地;太阳曝晒下的木块的温度不如在同样情况下的金属的温度高,等等。这些先入为主的错误“经验”使学生对“力的知识”感到困惑。

在教学中,教师不但要告诉学生正确的结论,还要想办法纠正学生的错误观点,这无疑增加了教学的难度。并且每个人对事物的感受不同,所以对同一事物的认识可能产生不同的错误。物理教师在教学中应该如何帮助学生从错误的“经验”中走出来,正确地认识物理现象的本质呢?

二、走出错误“经验”的迷雾,正确认识物理现象的本质

1.从物理概念和规律入手,引导学生纠正错误概念。

教师在备课时要充分估计学生可能存在的错误“经验”,做到心中有数,注重弄清和真正掌握物理概念和规律,并把它们作为解释物理现象的依据,这样就可有效地纠正学生的错误“经验”。当教师在教学中帮助学生得出正确结论后不妨将错误认识也提出来,引起学生的注意,让学生自动摒除错误“经验”。

如:讲到“二力平衡”问题时,让学生回想“作用力与反作用力”,这样能使学生意识到“作用力与反作用力是一对平衡力”是错误的。在讲“自由落体”一节中, 学生对“任何物体做自由落体运动从同一高度竖直落下时,不同的物体将同时落地”觉得很难理解,所以教学中应强调“自由落体运动”是指在只受重力作用下的竖直下落运动,但在实验中,不可避免地受到空气等阻力影响,结果当然不会完美。从而使学生建立“密度和重力都不相同的物体在空气中,从同一高度落下,快慢几乎一样”的概念,在此基础上再对自由落体运动加以分析、研究。这样,就很容易使让学生消除模糊不清、似是而非的疑惑的感觉,从而使概念变得清晰明朗化,就可以大大提高学生的课堂学习效率。

2.加强实物演示,丰富感性认识,消除“经验”,确立正确概念。

做演示实验能在教学过程中给学生提供观察物理现象的特定条件,使学生在头脑中建立正确的物理概念。同时,中学生的抽象思维在很大程度上属于经验型,需要感性经验支持。因此在教学中,教师应在了解学生实际的基础上,充分利用一切可以利用的实验条件为学生演示或者引导学生自己动手演示一些现象,通过实物演示消除头脑中的错误概念。其实,许多概念性的知识并不需要多精密的实验仪器就能说明问题,有时候仅仅需要一面镜子、一只杯子、一瓶水或者一个小钢球等。

比如,在“大气压”一节教学中,教师可以准备一杯水和一张硬纸片,演示前先向学生提问:用硬纸片盖住杯口倒过来,纸片会掉下来、水会流出来吗?部分学生根据日常积累的错误“经验”,肯定会回答:纸片会掉下来,水会流出来。演示的实验结果马上会纠正学生在认识上的错误,并能避免这种错误在以后的学习中延伸。

又如,讲“热学”时,教师提问:夏天天气闷热,怎样做会觉得凉快些?学生会回答:打开电扇。教师问:为什么?学生回答:因为电扇吹的是凉风。其实教师可以拿出两个温度计,分别放在电扇正吹着的地方和吹不到的地方,过几分钟后,看这两个温度计的示数竟然一样。这时教师问:凉风为什么没使风扇吹着的温度计的示数变低?紧接着在这只温度计的液泡上裹上一团湿棉花,再让风扇对着它吹,会发现,温度计的示数明显下降。学生马上明白了:人身体出了汗,电扇使空气流动, 加速了蒸发,而蒸发时,汗液从人体吸热,所以才觉得凉快。

3.分析错误根源,让学生甄别正误。

如:物体温度降低,它的热量就减少;物体的吸收热量,它的温度就一定升高;两物体温度相同,内能就一定相等;物体温度升高,其内能就一定增加……这些似是而非的观点使学生积极地展开思维活动,探明其中正确的物理过程,从而对正确的观点印象深刻,对错误的看法也能知其错误的真正原因。

总之,这些错误的“经验”对物理概念的正确形成非常不利,它们导致正确的科学概念不容易在学生的头脑中建立起来,造成了物理课堂教学效率的低下。错误的“经验”是学生掌握物理知识的障碍,帮助他们克服障碍,是提高教学质量所必需的步骤,也是每个物理老师的职责所在。