打开学生的“思维症结”，提高探究教学的有效性

田雪岩　康建平

摘 要:“思维症结”指学生在物理探究过程中出现的思维盲区和误区。打开学生的“思维症结”,要改进探究过程,设置新的探究方法,提高探究教学效果。

关键词:“思维症结”;盲区;误区;探究教学

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2009)07-0054-02

这里的“思维症结”指的是学生在物理探究过程中出现的思维盲区和误区。物理是初中学生刚刚接触到的一门自然科学,学生对分析问题和解决问题的方法相对比较陌生,再加上大部分学生生活经验的缺乏,在探究的过程中很容易遇到学生从来没有接触到的思维区域即思维盲区。由于学生对自然现象和生活现象的本质缺乏了解,往往对这些现象产生一些错误的理解,形成一些错误的概念,即出现思维的误区。无论是思维的盲区还是误区,都会在探究过程中形成思维障碍,影响学生对物理知识和物理方法的接受。因此我们在探究教学的设置过程中必须关注学生的“思维症结”。

一、忽视学生 “思维症结”的探究过程,往往会给学生的学习留下后遗症

探究教学已经成为一种重要的教学模式,实施探究教学的主要目的是为了让学生在探究过程中通过观察现象、分析、思考、总结、辨析、归纳获得物理知识和物理方法。但是在实施过程中,探究教学经常被当作一种流程来使用,而忽略学生的认知,认为只要将探究过程顺利完成,就完成了我们的教学任务。但恰恰就是这种顺利,将学生思维当中存在的问题掩盖过去,不能暴露出来,不能得到彻底的解决,成为学生学习中的遗留问题,影响学生的物理学习。

学习八年级物理“光的折射”时就曾经遇到过这样的问题。在探究光的折射规律的过程中,遇到了两个问题:一个是如何显示光路,一个是光由空气进入其他介质和由其他介质进入空气时,光的偏折方向不一样。如何显示光路必须要做详细的处理,因为只有这样才能保证学生实验的顺利进行。对光的偏折方向问题的处理不同,为了让学生能够沿着提前设置好的探究过程走,顺利完成探究过程,只做了模糊处理,直接将探究实验分成两个层次,让学生先探究由空气进入其他介质的情况,再探究由其他介质进入空气的情况,然后两个结论总结成一个规律让学生记住。但这样的分层使我们的探究过程跳过了学生一个重要思维盲区。对于光的折射学生本来就没有什么了解,折射过程中会有两种不同的情况出现学生更是初次遇到,而我们处理的方式是轻描淡写地强加于学生,对于学生来说既没有深刻的印象,更没有深层次的理解,两种折射情况的不同很容易出现遗忘或者混淆,在以后的应用过程中出现错误就在所难免。

学习九年级物理“液体压强”时遇到的是学生的思维误区。由于固体压强的影响,在探究液体压强与什么因素有关时,学生一般都会提出液体压强的大小受液体的重力影响。而且由于容器的形状不同,液体的重力也会不同,学生还会认为液体压强与容器的形状有关。我们通常使用的解决方法是通过实验进行排除,利用液体压强计比较同种液体深度相同、重力不同时的压强,让学生意识到液体的压强与液体的重力无关。用同样的方法还可以排除液体压强与容器的形状的关系。这种处理方式好像经过了实验,其实只是通过实验给了学生一个结果,没有进行深层次的探究,没有从根本上让学生真正理解,原来思维当中的错误认识仍然存在。这样通过实验强加给学生的浅层次的认识很快就被遗忘,在以后解决有关液体压强的问题时,液体的重力和容器的形状就成为严重的干扰因素,影响学生的正常思维。

二、打开学生的“思维症结”,是提高探究教学有效性的可行方法

如果我们在探究过程中,找到学生的“思维症结”,并打开了学生的“思维症结”,探究过程有效性一定可以得到提高。那么,怎样才能打开学生的“思维症结”呢?这就需要我们在掌握学生的“思维症结”之后,将学生思维的盲区和误区作为探究过程中需要重点解决的问题,从根本上消除盲区和误区,接受准确的物理知识和物理方法。

1.针对学生的“思维症结”改进探究过程。

针对学生在探究光的折射规律时出现的问题,我们对探究过程作如下的改进:将学生实验中常用的仪器半圆形玻璃砖(光透过半圆形玻璃砖时只会发生一次偏折)换成平行玻璃砖,将玻璃砖放在一张白纸上,这样激光笔发出的激光沿着白纸透过玻璃砖时就会发生两次偏折,然后根据光路在白纸上画出光路图,每个实验小组根据本组实验画出的光路图,总结实验的结论。在探究过程由于我们减少了对学生的限制,就增加了学生分析的难度,折射光究竟向哪偏折呢?这就需要学生好好分析一下了。在分析过程中,学生的思维往往会发生一些冲突,有的学生可能只总结其中的一种情况,有的学生可能只总结另外一种情况,还有的学生可能会把整个光路做一个完整的描述。但是思维冲突的过程,往往也是思维不断完善的过程,学生通过自己思维的不断完善而获得结论,不仅印象深刻,而且理解深入,可以彻底消除思维的盲区。

2.针对学生的“思维症结”设置新的探究过程。

学习液体压强时遇到的问题,就可以这样处理,我们完全可以在原来实验探究的基础上提出两个新的问题,让学生进行进一步的探究。

问题一、液体压强的大小真的与液体的重力无关吗?

问题二、液体压强的大小真的与容器的形状无关吗?

第一个问题的探究可以利用两组装有水的容器进行。第一组是底面积不相等的柱形容器装有等质量的水;第二组是让底面积不相等的柱形容器装有等深度的水。让学生分别分析两组容器中水的重力的关系和水对容器底部压强的大小关系,总结结论。因为学生已经学习过固体压强的知识,液体压强的知识也有了初步的了解,通过分析和讨论不难得出,第一组容器虽然液体重力、对容器底部的压力相等,但受力面积不等,压强自然不等;第二组容器虽然液体重力不等压力不等,但由于受力面积也不相等,压强反而相等。接下来我们就可以让学生利用已有的压强知识推导液体压强的计算公式,就可以让学生理解,无论液体的重力如何变化,只要我们把握液体的密度和深度,就可以对液体压强进行准确的分析。

第二个问题的探究对于学生来说有一定的难度,需要我们和学生一起完成。这个探究可以借助一个装有水的容器。容器的形状如图所示。

需要我们和学生一起分析的部分:

(1)液体和容器壁之间的相互作用;

(2)分析容器两个肩部对液体的压力;

(3)分析与同底的柱状容器深度相同时相比较水的重力的差值;

(4)分析压力和差值之间的关系。

当我们的探究过程进行到这里时,有的同学恍然大悟,那接下来的事情就十分简单了,我们完全可以将剩下的部分交给学生,通过讨论学生就可以弄明白液体压强与容器形状无关的原因,那就是无论是什么形状的容器,只要液体的深度和密度相同,液体压强的大小一定与同底的柱状容器一样,因此我们分析液体压强只需把握其密度和深度就可以了。

经过这样的处理,不但彻底排除了思维误区的干扰,而且强化了液体压强分析问题的方法,提高了学生的分析能力。

3.打开学生的“思维症结”,可以提高探究教学的有效性。

在学习“欧姆定律”这一节时曾经做过这样的尝试。这是一节完整的实验探究课,在探究过程中,我们发现变阻器的作用是学生比较陌生的一个盲区,就把变阻器的作用作为实验探究过程中的一个要点去处理,结果收到了良好的效果。

本次实验探究分为两个部分,第一部分是研究电流和电压的关系,在设计电路时就遇到了变阻器,将变阻器的作用做了一次重点处理,让学生探讨了一系列的问题:

(1)电路中用不用加变阻器?

(2)变阻器在实验中的作用是什么?

(3)变阻器怎样起到这样的作用?

在学生探讨完这些问题之后,对探究规律时应获取多组数据,利用变阻器可以调节用电器两端的电压和流过的电流,以及变阻器的变化对电路的影响等问题的理解就可以得到一定提高。

第二部分的实验是研究电流和电阻的关系。在设计电路时也会遇到变阻器,由于变阻器的作用发生了变化,将变阻器的作用做了第二次重点处理,让学生探讨变阻器的作用。在这次探讨过程中,不仅可以强化第一次探究学生的收获,还可以让学生更深刻的理解控制变量在实验中的重要性,让学生实验的设计能力得到提高。

不仅仅是这几个实例,当我们在教学当中发现这个问题之后,每部分的教学设计大家都会认真分析学生的“思维症结”,制定详细的处理方案,结果收到了良好的效果。学生感觉学起物理来更容易了,学习的兴趣也就高了;作业更少了,学生和教师的负担都轻了,但教学成绩更好了。我们对学生“思维症结”的研究一定要继续下去。

【责任编辑 张桂英】