由于每个学生原有经验和思维方式不同,所以在物理学习中,学生对物理概念的理解会有不同,甚至会出现一些理解错误,教师在教学中应创设问题情景,制造认知冲突,通过交流讨论,让学生有机会表述自己的思想和见解,以便发现错误纠正错误。恰如打蛇要引蛇出洞,清除记忆深处的错误也要先诱导学生暴露错误。比如,在学习自由落体运动时,教师可通过实验使学生暴露错误:同时同地等高释放铁片和羽毛,铁片先落地"学生认为重的物体下落快,因为铁片比羽毛重,所以铁片下落快。再用牛顿管做自由落体实验,学生会发现羽毛和铁片运动快慢相同"这一出乎意料的结果造成了惊奇和疑问,学生不得不重新考虑自己的观点。当学生用错误的概念来理解和解释某些实际问题而产生矛盾时,即原有概念与科学概念发生了“冲突”时,学生才会自愿放弃错误的观点。值得注意的是,教师应在所有学生的观点都充分展示后,再揭示矛盾,以免错误暴露不全面,解决不彻底。
二、用科学的方法指导学生建立正确的物理概念
纠正错误概念是对错误的清除过程,同时也是正确概念的形成过程。学习是学生调动自己独特的经验,对新信息进行对比、分析、批判、选择和重建的过程。这个过程是自主、能动而充满个性的,教师的教导在未被学生主动建构之前对学生个体而言毫无意义。课堂教学的容量,说到底不是教师输出了多少信息,而是学生内化了多少信息。可见,错误概念的清除与正确概念的建立是学生的个体行为,教师可以启发,却无法包办。[1]
错误的形成总是有其根源的,特别是一些错误往往源于生活,学生印象很深。如果仅按教材进行教学,不触动学生原有的误解,学生好象听懂了,也能够正确回答某些问题,但一遇到不同的或稍微复杂的情况,仍然不能正确回答,所以要纠正错误,必须对这些错误的负面影响有足够的认识。在制定教学计划的过程中,要制定纠正错误的教学计划,有意识地利用各种手段反复纠正。例如,在牛顿第一定律及惯性的教学中,可做这样的实验:将一木块放在木板上让其随木板一起在水平桌面上运动,当木板遇到障碍物停止运动时,木块却继续向前运动。实验后,如果教师立即作出结论：“木块之所以继续向前运动,是因为它有保持自己运动状态不变的性质,这种性质叫惯性。”如此教法即使再多做几个类似的实验,学生也未必能正确掌握惯性。有的学生可能还会产生这样的疑问：为什么木块的继续运动不是由于力的作用呢?他们原有的误解“力是物体运动的原因”并没有被触动。比较好的方法是,在学生看了这个实验后,引导学生运用逻辑推理的方法去认识惯性。比如,教师提出对实验现象可以有两种解释：一种是,这时木块受到一个向前的作用力使它继续向前运动；另一种是,这时木块在前进方向上不受力的作用,继续向前运动是由它本身的某种性质决定的。让学生考虑孰是孰非,然后引导学生对木块的受力情况进行分析。如果说木块受到一个向前的力的话,那么根据力是物体对物体的作用,这个力必然有一个施力者,但又找不到这个施力者,那么这个力自然也就不存在。这样引导学生逐步认识到第一种解释是完全错误的,纠正了“力是使物体运动的原因”的错误认识,从而比较自然地形成物体惯性的概念。
物理上有许多相近的物理概念,它们既相互联系又相互区别,具有不同的本质属性。有的学生对它们的物理意义理解不透,区分不清,加上头脑中没有完整的物理情境,容易将它们之间的关系简单化,产生理解错误。如表示物理量大小及它变化快慢的两个量,学生就容易混淆。以速度和加速度为例,二者都是描述物体运动的物理量,速度表示物体运动的快慢,而加速度则是表示速度变化的快慢。有的学生认为,物体的加速度大,速度就大,加速度变大时,速度就随之变大。要克服这种思维障碍,可以抓住两个概念的差异,从不同的角度突出这种差异,进行区别。一是可以通过具体的典型例子加以纠正,使概念深化,找出两者之间的内在联系和区别。如物体的振动,物体向平衡位置运动的过程中,加速度是变小的,直至为零,速度是变大的;而离开平衡位置的过程中,加速度是变大的,速度反而是变小的,直至为零。为了强调加速度和速度这两个大小的差别和变化的不一致,再让学生分别说明始末位置它们的大小,学生通过这一物理情境就能明确这两个量的区别,避免混淆。二是可以运用图像进行区别,说明在v-t图像中,斜率表示物体的加速度,纵坐标表示物体的速度,等等。
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