學(xué)生在學(xué)習(xí)物理課程之前頭腦里并不是一片空白，通過(guò)日常生活的各種渠道和自身的實(shí)踐，在無(wú)形中養(yǎng)成了他們獨(dú)特的思維方式。“迷思概念”的轉(zhuǎn)變就是認(rèn)知沖突的引發(fā)和解決的過(guò)程。

    ■湯華

    “迷思概念”的轉(zhuǎn)變是新舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相互作用的集中體現(xiàn)，是新經(jīng)驗(yàn)對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)的影響和改造。在外界的相互作用過(guò)程中，學(xué)生常常會(huì)遇到已有經(jīng)驗(yàn)無(wú)法解釋的新現(xiàn)象、新觀點(diǎn)，面對(duì)新舊經(jīng)驗(yàn)的不一致，學(xué)生會(huì)體驗(yàn)到一種沖突，為了解決沖突，學(xué)生可能對(duì)原來(lái)的觀念進(jìn)行調(diào)整、改造，使其順應(yīng)于新情境?！懊运几拍睢钡霓D(zhuǎn)變就是認(rèn)知沖突的引發(fā)和解決的過(guò)程。

    在初三物理“阿基米德原理”的教學(xué)中，按傳統(tǒng)的教學(xué)安排是對(duì)“阿基米德原理”進(jìn)行驗(yàn)證，即證明：浸在液體中的物體受到的浮力大小等于排開(kāi)液體的重力大小。在以前的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生首先通過(guò)視頻觀察潛艇、認(rèn)識(shí)浮力，然后通過(guò)“把小氣球按入水中”的小實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)浮力的大小，最后學(xué)生觀察演示“把掛在彈簧秤上的石塊浸入盛滿(mǎn)水的水杯”時(shí)彈簧秤讀數(shù)的變化等實(shí)驗(yàn)，從而提出猜想“浮力大小與排開(kāi)液體的多少有關(guān)”。學(xué)生通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)分別測(cè)出浮力大小及排開(kāi)液體重力大小來(lái)證明“阿基米德原理”；然后通過(guò)數(shù)學(xué)表達(dá)式的推導(dǎo)得出影響浮力大小的因素是“液體的密度”和“排開(kāi)液體的體積”與其他因素?zé)o關(guān)。這樣的教學(xué)安排看似順利地完成了教學(xué)任務(wù)，其實(shí)對(duì)于學(xué)生思維的發(fā)展是極其不利的。尤其是在提出猜想的教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)強(qiáng)迫性地植入了浮力的大小與排開(kāi)液體的多少有關(guān)的知識(shí)，而忽視了學(xué)生心中存在的疑惑，從而導(dǎo)致學(xué)生在分析浮力問(wèn)題時(shí)受“迷思概念”的影響而出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷。

    為了能充分了解學(xué)生心中的“迷思概念”，從而把“迷思概念”轉(zhuǎn)化為“科學(xué)概念”，我對(duì)“阿基米德原理”這一內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行了改變。

    在學(xué)生認(rèn)識(shí)并體驗(yàn)了浮力之后，并不直接引導(dǎo)學(xué)生猜想“浮力與排開(kāi)液體的多少是否有關(guān)”，而是拋出問(wèn)題“浮力的大小與哪些因素有關(guān)？”直接引出學(xué)生心中的疑問(wèn)。此時(shí)，課堂中的學(xué)生討論非常熱烈，紛紛提出自己的觀點(diǎn)。關(guān)于物體的有：物體質(zhì)量、物體體積、物體密度、物體浸入液體的體積；關(guān)于液體的有：液體密度、在液體中的深度。在這六種猜想中其實(shí)只有“液體密度和浸入液體的體積”對(duì)浮力大小有影響，可見(jiàn)關(guān)于浮力的影響因素學(xué)生心中存在很多“迷思概念”。如何才能消除學(xué)生心中的疑惑，有效地把“迷思概念”轉(zhuǎn)化為“科學(xué)概念”并加以鞏固？在教學(xué)過(guò)程中組織學(xué)生討論交流，不失為轉(zhuǎn)變學(xué)生“迷思概念”的好策略之一。因?yàn)閷W(xué)生如果只聽(tīng)教師講解，則只是被動(dòng)地吸收知識(shí)，缺少自己對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的主動(dòng)建構(gòu)。組織學(xué)生討論、合作交流、互相辨析，不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生的思維積極性，還能夠使不同觀念相互交鋒，使學(xué)生的頭腦經(jīng)歷一場(chǎng)“激辯”，重新構(gòu)建認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

    在以上猜想中，學(xué)生對(duì)于物體體積、液體中的深度是否會(huì)影響浮力大小產(chǎn)生的爭(zhēng)議最大，有三種典型的觀點(diǎn)。甲方根據(jù)“熱氣球在氣囊充滿(mǎn)空氣體積變大后加熱才能升空”提出“物體的體積越大，浮力就越大”的觀點(diǎn)。乙方根據(jù)“掛在彈簧秤上的物體在浸入水中的過(guò)程中，彈簧秤示數(shù)逐漸變小”，提出“物體浸入液體深度越深，受到的浮力越大”的觀點(diǎn)，同時(shí)指出，即使物體體積很大，但浸入液體的深度很淺時(shí)受到的浮力不一定大，浮力大小與物體體積無(wú)關(guān)，反駁了甲方的觀點(diǎn)。丙方根據(jù)“掛在彈簧秤上的物體浸沒(méi)在水中后，即使增加深度但彈簧秤示數(shù)不變”，提出物體受到的浮力與深度無(wú)關(guān)”的觀點(diǎn)，反駁了乙方的觀點(diǎn)。三種截然不同的觀點(diǎn)其實(shí)都是指向“物體浸入液體的體積”這一因素。在教學(xué)過(guò)程中，教師并不急于點(diǎn)破，而是在演示了“掛在彈簧秤上的物體逐漸浸入水中的過(guò)程直至浸沒(méi)”后提出了兩個(gè)問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考?！吧疃葘?duì)浮力的影響分界點(diǎn)在哪里？”“怎么描述深度對(duì)浮力的影響更為合理？”學(xué)生通過(guò)思考，恍然大悟，原來(lái)深度對(duì)浮力的影響應(yīng)該一分為二：物體浸沒(méi)之前，深度越深受到的浮力越大；浸沒(méi)后浮力與深度無(wú)關(guān)。就在學(xué)生以為找到了影響浮力的因素時(shí)，教師提出第三個(gè)問(wèn)題“深度的變化究竟改變了什么物理量，導(dǎo)致浮力發(fā)生了改變？”再次使學(xué)生陷入沉思。分組討論后，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)，深度對(duì)浮力的影響之所以一分為二的原因就在于“物體浸入液體的體積”影響浮力大小的因素既不是“物體體積”也不是“深度”，而是“物體浸入液體的體積大小”。當(dāng)然，根據(jù)“阿基米德原理”的描述，影響浮力大小的因素應(yīng)該是“液體密度”和“排開(kāi)液體的體積”。在此，利用初二所學(xué)“排水法”測(cè)量物體體積的原理，把“物體浸入液體的體積”轉(zhuǎn)化為“排開(kāi)液體的體積”。最后，學(xué)生終于明白原來(lái)物體受到的浮力是與排開(kāi)的液體有關(guān)，通過(guò)測(cè)量最終驗(yàn)證了“阿基米德原理”。

    整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，雖然花了大量的時(shí)間在辨析浮力的影響因素，但是這是非常值得的。通過(guò)辨析，學(xué)生既破除了心中“迷思概念”的禁錮，建立了“科學(xué)概念”，又經(jīng)歷了阿基米德得出“浮力大小等于排開(kāi)液體重力”這一觀點(diǎn)的探究過(guò)程，把建立起來(lái)的“科學(xué)概念”全面、深刻、牢固地印在頭腦中。 （作者單位：上海市三門(mén)中學(xué)）