相異構想的形成原因分析及教學對策

1、相異構想的形成原因分析及教學對策沈金林（平湖中學 浙江 平湖 314200）奧蘇伯爾在他的教育心理學一書的扉頁上寫道：“如果我不得不把全部教育心理學還原為一條原理的話，我將會說，影響學習的最重要因素是學生已經(jīng)知道了什么，根據(jù)學生原有的知識狀況進行教學?！彪m然這句話可能有失偏頗，但他強調(diào)原有知識水平對新學習的重要影響的用意卻無疑是正確的。教學實踐證明，學生在接觸到新的知識時，總是試圖用舊的知識結構和思維方式去理解它，有時甚至會修正新知識的含義，以適用舊有的知識結構與思維方式，結果新的與舊的混雜在一起，派生出形形色色的偏離了科學概念的想法，教育理論上稱之為相異構想。相異構想會嚴重地阻礙學生對科學概

2、念的接受、形成和發(fā)展。研究相異構想的成因，對物理概念的教學有重要的指導意義。本文試通過對“分子動理論”學生相異構想形成原因的調(diào)查分析，以為其他如力學、電學等物理分支領域?qū)W生相異構想的研究提供借鑒和參考。一、調(diào)研樣本與答卷情況分子動理論的觀點和思想方法，是引導學生從宏觀走向微觀，從個體分析走向系統(tǒng)綜合的關鍵一環(huán)，而學生對本章的學習往往只停留在識記水平，在深層次上有許多相異構想。所以，研究“分子動理論”中學生相異構想形成原因，有典型的教學意義。調(diào)查問卷采用問答題的形式，命題圍繞有關分子動理論的基本觀念，共六大題，試卷全文見表。調(diào)查的對象是高一年級和高二年級各二個班的學生，測試時間是在高二年級剛學過

3、分子動理論之后。其中高一年級的學生僅在初中階段學過分子動理論的初步，調(diào)查這部分學生是為了探查進行分子動理論教學的前概念情況。并希望能通過對比二個年級學生的答題情況，從中探查經(jīng)過教學之后學生的相異構想的轉(zhuǎn)化情況。調(diào)查共收到有效答卷189份。根據(jù)學生的回答，剔除其中無意義的，我們將含有典型的相異構想的錯誤整理歸類，列表如下。從調(diào)查分析可發(fā)現(xiàn)，由于試題本身所涉及的能力要求和高一、高二年級所接受知識水平的差異，多數(shù)錯誤類型在兩個年級中出現(xiàn)的頻率明顯不同，我們用a1表示該錯誤類型在高一年級組中出現(xiàn)的頻度較高，a2則表示在高二年級組中出現(xiàn)的頻度較高。又為便于后面分析闡述，我們將各種錯誤按表中序列編號為1,

4、2,3。題號測試題典型錯誤組別編號一把一堆10cm3的鹽粒倒入150cm3的水中，經(jīng)過攪拌后，食鹽全部溶解，液體的體積變?yōu)?58cm3。試解釋為什么溶液的體積比原來食鹽和水的體積之和少一些。食鹽溶解后，水分子的空隙全部被重新占有，所以體積減少。a11鹽拋入水后，鹽分子被水分子吸引，故溶液體積減小。a22分子是通過擴散現(xiàn)象和布朗運動的形式做無規(guī)則運動的。a23二一個小女孩的橙汁在即將渴光時，她用力把最后幾滴吸入口中，結果連盛橙汁的紙盒都給弄凹了。試就盒內(nèi)空氣分子所發(fā)生的變化，去解釋紙盒被弄凹的原因。吸吮時盒內(nèi)的分子數(shù)少了，產(chǎn)生了引力作用，把盒弄凹了。a24吸吮后，分子的間隙增大，速度加快了。a1

5、5三把一個未十足充氣的塑料氣球放在兩塊木板之間用力壓緊，用手指觸球，感覺球的表面很硬。如果把木板拿走，球則恢復柔軟。試用分子動理論解釋為何夾在木板間的球顯得較硬？球內(nèi)分子距離減少，分子間的相互作用力就表現(xiàn)為斥力，所以夾在板間的球顯得硬。a26球被壓偏，使球的容積變小，因此氣體分子間的空隙馬上被填滿，所以球很硬。a17四在罐裝噴霧劑的罐上常印有一些請用戶注意的句子，其中一項為“請勿把用完的空罐棄置于火中”。試就分子動理論解釋為什么這樣做會發(fā)生危險。受熱后氣體分子加速運動和膨脹。a18受熱后，分子間的空隙增大，超過罐的容量，就會產(chǎn)生破壞力。a19五所有固體都可以研磨或錘擊成粉末，直至個別顆粒再也不

6、能用肉眼察見，這種現(xiàn)象是不是顯示固體由分子或原子組成的一個有力證據(jù)？試解釋你的見解。任何物體是由分子或原子構成，所以把一個物體制成粉末直至個別顆粒，是物體逐漸分離成獨立的原子或分子。a110當錘固體時，對分子來講，壓力無限大，破壞了分子間的作用力。a211因為分子很小，用眼看不到，所以肉眼看不到的就是原子或分子。a112六設想在一個密閉的容器內(nèi)只有一個單獨的氣體分子。1試在方框內(nèi)繪出這個分子運動的路線。2若容器的溫度保持在0，這個分子是固定不動，還是不斷運動？如圖1 a213如圖2 a114二、調(diào)查結果分析分析以上學生的錯誤類型，并經(jīng)與學生交流討論，我們將產(chǎn)生相異構想可能的原因大致歸結為下幾個

7、方面：21 觀念障礙，即應用舊的思想方法去理解接受、組織運用新的知識。通過力學的學習，學生已經(jīng)習慣于機械的疊加方法和機械的確定性，在回答上述問題時，就往往把它運用到宏觀和微觀的關系中，把宏觀當成微觀的機械總和，機械地用微觀分析解釋宏觀現(xiàn)象。如錯誤4中，認為氣體分子間的相互作用力會使容器變形。再如錯誤13中的圖1，把個別分子單獨存在時的行為，與存在于一個巨大的系統(tǒng)中的分子的行為視為同一。這兩種錯誤在高二組出現(xiàn)的頻度較高，也在一定程度上說明了經(jīng)過力學中機械觀的學習后對研究微觀問題的負遷移影響。22 認知構建障礙，即認知結構不能及時更新或重建。一些物理知識的學習，要求學生更新或重建自己的認知結構，但

8、學生常有一種維持原有認知結構的傾向，不恰當?shù)匕研轮R納入到認知結構的原有框架之中。在學習“分子動理論”時，學生常常力圖維持關于宏觀物體的認知結構，混淆了宏觀概念與微觀概念的界線，用描述宏觀現(xiàn)象的術語來表述微觀過程。如錯誤8中認為分子本身會熱脹冷縮。再如錯誤3中把布朗運動等同于分子無規(guī)則運動。這有可能是因為學生混淆了宏觀與微觀的區(qū)別，也有可能是由于習慣上的名詞使用錯誤造成的。23 舊情景干擾，即把原有的物理情景不恰當?shù)剡w移到新的情景中去。如教學中曾用酒精和水混合后總體積減小的事實，說明分子間隙的存在。學生不注意分析這種情況與食鹽和水混和的不同，不注意食鹽顆粒間存在許多宏觀的空隙，把兩種情況等同起

9、來，結果產(chǎn)生錯誤1的模式。再如化學中許多物質(zhì)溶解時可能發(fā)生化學反應，就不管食鹽溶解時是否有化學反應，也用化學反應來解釋，結果出現(xiàn)了如錯誤2之相異構想：分子間的引力會改變?nèi)芤旱捏w積。這種不合理的遷移之所以產(chǎn)生，一是由于對舊知識的理解不深，不知它的適用范圍，二是由于對新舊情景不會對比、分析。24 思維障礙，即由于缺乏學習新知識所必要的感性經(jīng)驗，不能適應思維的抽象程度的要求?！胺肿觿永碚摗敝械囊恍┪锢碇R難以用直觀的語言進行描述或難以用直觀的實驗加以說明，對于許多習慣于直觀形象思維而尚未完成到抽象邏輯思維轉(zhuǎn)變的學生來說，這些知識就成了難點。于是就不恰當?shù)赜蒙钪械囊恍┈F(xiàn)象為模型，去理解想象我們不能直

10、接觀察到的過程。如用十字路口的人群比作氣體系統(tǒng)，當人很擠時，就走不動；人疏了，就可以走得快些；以此設想氣體分子間隙大，運動速度就可加快，錯誤5的產(chǎn)生即是這種不恰當類比的結果。或把氣體分子當成固體小顆粒，如米粒。當米粒充滿了米袋，就把米袋脹硬，類推到氣體分子一個挨一個地塞滿了氣球的空間，氣球就會變硬，如錯誤7中認為氣體的壓強是由靜態(tài)擠壓引起的?；蛘呦胂蠓肿涌梢韵箢w粒一樣從物體上分割出來，如錯誤10。25 邏輯錯誤。如錯誤12中，認為肉眼看不見的東西即是分子。又如錯誤9，認為氣體分子熱運動加劇，分子間間隙一定增大。而沒想到物體受熱只是具有膨脹的趨勢，但能否脹大，還受制于其他條件。特別是氣體，一般而

11、言，是充滿整個容器的，容器的體積若無改變，氣體溫度雖然升高，但體積也不能變大，分子間的間隙就不可能增大。再如圖2，學生用一簇射線表示分子向各個方向運動不確定，認為都有可能。這只是看到事物的一面而沒有看到事物的另一面，即，對于一個具體的分子，在一個確定的時刻，它的運動只能有一個確定的方向。調(diào)查顯示，a1組邏輯類錯誤明顯的較a2組多，這也表明，高二學生思辨能力的提高，對建立科學概念起到了重要作用。三教學的啟示和教學策略從各種相異構想在高一、高二年級組的分布對照中可看出，有些相異構想通過教學以后得到有效轉(zhuǎn)化，而有些則轉(zhuǎn)化不大，甚至有些反而得到了加強。這一方面是由于教師不重視研究學生頭腦中已有的或可能

12、出現(xiàn)的相異構想，另一方面是因為教學策略不當，相異構想沒有得到有效轉(zhuǎn)化。那么，如何運用有效的教學策略以實現(xiàn)相異構想的有效轉(zhuǎn)化，根據(jù)以上調(diào)查分析，筆者認為可從以下幾方面考慮：31 重視前概念。組織有效的物理概念教學，首先必須承認和重視學生的原有的知識和思維方式，弄清它們對學生理解新知識會造成什么樣的障礙與影響，并據(jù)此設計和采用有效的教學策略。如通過設計針對性的問題并調(diào)查分析，通過提問與討論，讓學生有機會表述自己的思想和見解等方式，誘導學生暴露前概念。如特級教師吳加澍老師就曾用下面精心設計的一系列問題，發(fā)現(xiàn)了存在于學生中的關于慣性概念的相異構想。師：太空中宇航員抓鉛球有什么感覺？生：沒有感覺，因為g

13、=0；師：投出去做什么運動？生：勻速直線運動；師：撞在一個人的頭上怎么樣？生：不痛不癢（“魚”終于上鉤了）。32 引入“概念沖突”機制。教師在教學過程中提供一些實例和需要學生解決的問題，學生用個人的前概念來理解和解釋這些實例往往會產(chǎn)生矛盾，即前概念和科學概念之間產(chǎn)生了“沖突”。當原有的概念框架無法解釋、無力解決，“沖突”會使學生自愿放棄舊的觀念。如學生學習牛頓第三定律后，常常把一對作用力和反作用力與一對平衡力混淆。為此設計了一些矛盾沖突的問題：若是馬拉車的力等于車拉馬的力，為什么是車被馬拉走，而不是馬被車拉走?把這些司空見慣問題上的似是而非之處，出其不意地在學生面前展開，激起驚奇感，促使學生主

14、動思索、探究。再如對“球內(nèi)分子距離減少，分子間的相互作用力就表現(xiàn)為斥力，所以夾在板間的球顯得硬”這一相異構想，可引導由分子間相互作用力表現(xiàn)為斥力時的分子間距離去估算氣體的密度，再與通常氣體的密度相對照，這時所引起的強烈沖突會使學生產(chǎn)生“震撼”的感覺。33 用科學的方法建立新概念。要使學生掌握好新的知識，不能只是單向地向?qū)W生講解新知識的內(nèi)容。只有使學生認為新概念的建立是明智的合理的，并且新概念比舊概念框架包括了更本質(zhì)的內(nèi)容，學生才能完全接受新概念，實現(xiàn)相異構想向科學概念的自覺轉(zhuǎn)化。所以，教學設計上應多采用探究式教學，重視分析、比較、推理等科學思維方法在建立科學概念中的作用，并增加讓學生自己動手做

15、實驗的機會，適當增加演示實驗，通過實驗啟發(fā)等，讓學生自己建立正確的概念。34 在概念發(fā)展中建立科學概念。即把概念的學習過程看作是概念發(fā)展或轉(zhuǎn)化的過程，教學過程中使學生已有的前概念進一步發(fā)展和延伸，并向科學的物理概念轉(zhuǎn)化。物理概念的學習掌握過程，本身就是一個循序漸進、逐漸深入、不斷完善的過程。如關于“平衡狀態(tài)”的概念，開始時學生頭腦中的理解是“物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)”，這只是從運動角度對平衡狀態(tài)下的定義。在這時候，學生會產(chǎn)生“只要速度為零，物體就處于平衡狀態(tài)”、“只要速度大小不變，物體就處于平衡狀態(tài)”等相異構想。學過加速度概念后，“平衡狀態(tài)”應理解為“物體處于加速度為零狀態(tài)”，學過牛頓運

16、動定律后，“平衡狀態(tài)”應進一步理解為“物體處于合外力為零狀態(tài)”。隨著學習逐漸從概念的表層深入到概念的本質(zhì)，原有的相異構想就自動的得到改正。35 提供學生應用新概念的機會，如解釋生活中的現(xiàn)象、事物，進行課外科技活動等等，使學生在應用中掌握新的知識結構和思維方式。廣東省教育科學研究所、廣東省物理學會、廣州市教育局教研室學生學習相異構想研究課題組學生學習“分子運動論”的相異構想（高凌飚、陳錦濤執(zhí)筆） 該文原載蘇州大學學報自然科學版年合理科專輯。杜秉祺、麥思源、高凌飚、陳錦濤中學生對物質(zhì)粒子概念的相異構想：穗港兩地比較，載香港中文大學教育學報第十五卷第二期（年月）。我的大學愛情觀1、什么是大學愛情：大

17、學是一個相對寬松，時間自由，自己支配的環(huán)境，也正因為這樣，培植愛情之花最肥沃的土地。大學生戀愛一直是大學校園的熱門話題，戀愛和學業(yè)也就自然成為了大學生在校期間面對的兩個主要問題。戀愛關系處理得好、正確，健康，可以成為學習和事業(yè)的催化劑，使人學習努力、成績上升；戀愛關系處理的不當，不健康，可能分散精力、浪費時間、情緒波動、成績下降。因此，大學生的戀愛觀必須樹立在健康之上，并且樹立正確的戀愛觀是十分有必要的。因此我從下面幾方面談談自己的對大學愛情觀。2、什么是健康的愛情：1) 尊重對方，不顯示對愛情的占有欲，不把愛情放第一位，不癡情過分；2) 理解對方，互相關心，互相支持，互相鼓勵，并以對方的幸福

18、為自己的滿足; 3) 是彼此獨立的前提下結合；3、什么是不健康的愛情：1)盲目的約會，忽視了學業(yè);2)過于癡情，一味地要求對方表露愛的情懷，這種愛情常有病態(tài)的夸張;3)缺乏體貼憐愛之心，只表現(xiàn)自己強烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大學生處理兩人的在愛情觀需要三思：1. 不影響學習：大學戀愛可以說是一種必要的經(jīng)歷，學習是大學的基本和主要任務，這兩者之間有錯綜復雜的關系，有的學生因為愛情，過分的忽視了學習，把感情放在第一位；學習的時候就認真的去學，不要去想愛情中的事，談戀愛的時候用心去談，也可以交流下學習，互相鼓勵，共同進步。2. 有足夠的精力：大學生活，說忙也會很忙，但說輕松也是相對會輕松

19、的！大學生戀愛必須合理安排自身的精力，忙于學習的同時不能因為感情的事情分心，不能在學習期間，放棄學習而去談感情，把握合理的精力，分配好學習和感情。3、 有合理的時間；大學時間可以分為學習和生活時間，合理把握好學習時間和生活時間的“度”很重要；學習的時候，不能分配學習時間去安排兩人的在一起的事情，應該以學習為第一；生活時間，兩人可以相互談談戀愛，用心去談，也可以交流下學習，互相鼓勵，共同進步。5、大學生對愛情需要認識與理解，主要涉及到以下幾個方面：（1） 明確學生的主要任務“放棄時間的人，時間也會放棄他?！贝髮W時代是吸納知識、增長才干的時期。作為當代大學生，要認識到現(xiàn)在的任務是學習學習做人、學習

20、知識、學習為人民服務的本領。在校大學生要集中精力，投入到學習和社會實踐中，而不是因把過多的精力、時間用于談情說愛浪費寶貴的青春年華。因此，明確自己的目標，規(guī)劃自己的學習道路，合理分配好學習和戀愛的地位。（2） 樹林正確的戀愛觀提倡志同道合、有默契、相互喜歡的愛情：在戀人的選擇上最重要的條件應該是志同道合，思想品德、事業(yè)理想和生活情趣等大體一致。擺正愛情與學習、事業(yè)的關系：大學生應該把學習、事業(yè)放在首位，擺正愛情與學習、事業(yè)的關系，不能把寶貴的大學時間，鍛煉自身的時間都用于談情說有愛而放松了學習。 相互理解、相互信任，是一份責任和奉獻。愛情是奉獻而不時索取，是擁有而不是占有。身邊的人與事時刻為我們敲響警鐘，不再讓悲劇重演。生命只有一次，不會重來，大學生一定要樹立正確的愛情觀。（3） 發(fā)展健康的戀愛行為 在當今大學校園，情侶成雙入對已司空見慣。抑制大學生戀愛是不實際的，大學生一定要發(fā)展健康的戀愛行為