熊耀华

（南京师范大学附属扬子中学，江苏 南京 210048）

在力学课堂教学中，我们发现有不少的前概念与科学概念的理解是相悖的，甚至是完全对立的.由于力学前概念是后续物理新知识的基石与生长点，如果忽视力学谬误前概念的干扰作用与负面功能，不及时纠正并对其重点攻克，学生们很可能在后续学习过程进行负向迁移，势必严重影响后续物理课堂教学效果，因此力学三维教学目标中“知识与技能教学”的一个重要教学目标就是要竭力消除根深蒂固的错误观念，削弱力学谬误前概念的负面影响，构建科学的力学概念.笔者试图以差异性事件为载体，以谬误前概念为突破口，在高中力学新知教学课堂上用情境呈现与问题导演相结合的方式激活学生沉睡的思维，让学生在惊讶中消融认知误区，在快乐中纠正他们力学错误的前概念，进而在思维碰撞中建构科学的知识图式.

1 差异性事件及其教学功能

差异性事件（Discrepant Event）是指结果出人意料之外、与学生学习前概念或常识相违背的科学事件.现代心理学研究表明，在课堂教学中设置认知冲突造成认知结构的不平衡，促成原有知识结构的同化顺应，优化学生的物理认知结构，从而可以使学生所学知识不容易遗忘，大大提高学生的学习效率，更容易形成学习能力.美国教育家Alfred Friedl经过详细地研究后认为差异性事件具有明显的探究激励效应、强大的探究吸引力、剧烈的思维认知冲突激发等教学功能，他认为在教学中合理地引入差异性事件是提升中学物理探究式教学效果的有效方式之一.Alfred Friedl认为通过差异性事件实施探究教学要有效地实现其教育教学功能应该遵循“三步曲”建构模式：设定差异性事件、促使学生思考差异性事件、解决差异性事件及其所内隐的科学知识.他认为通过“三步曲”建构模式来推进差异性事件的探究进程，能有效促进学生在任务驱动和问题解决中提升自已的科学概念理解能力、问题解决能力、现象预测能力、数据收集能力及实验技能等高阶能力.

2 差异性事件的教学案例应用设计

由于学生力学谬误前概念存在于不同物理情景和不同知识点中，所以我们应当根据实际需要进行合理运用差异性事件的教学功能，将“三步曲”建构模式合理化、具体化、细节化.通过系列化情景调控课堂教学走向，通过系列化问题控制知识教学深度，为此笔者尝试着利用差异性事件来消融力学中谬误的前概念对中学生物理学习的消极影响.

2.1 课题引入，投石问路

高中生中的谬误前概念对新课引入的负面影响不可忽视，在引入新知识之前必须预以纠正.正面的说教往往不能收到良好的效果，这时我们可以利用差异性事件情景让学生在不知不觉中产生认知冲突，以问题导引的方式激活学生思维兴奋点，然后乘胜出击引入科学概念，攻克思维定势，建立科学概念.

例如我们在进行“自由落体”新知教学时，就会发现学生的前概念“重物体比轻物体下落得快”根深蒂固，严重地影响了学生接受新知的效果.针对学生的这种知识结构，笔者在教学过程中设置了系列化的差异性事件情景，通过问题导引让学生在认知冲突中自主完成新知识的内化与建构，见表1介绍.

表1

续表

2.2 实验对比，方法借鉴

在学习牛顿第一定律时，学生的生活经验中“足球不踢不飞”、“小车在水平桌面上不推不动”……等大量的现象，让学生形成“没有力的作用物体就不会运动”、“力是维持物体运动的原因”等谬误前概念，并且他们也经常尝试着迁移，用这种观点解释其他生活现象，一些貌似而非的佐证让这种谬误前概念在学生脑海里根深蒂固，不易消融.因此如何在新课教学第一时间内让学生形成思维激荡并让他们主动质疑自己的谬误前概念、主动建构科学物理概念从而进行观念纠正是牛顿第一定律课堂教学效果提升的关键.笔者尝试着采用了差异性事件进行课堂教学，取得了意想不到的效果，见表2介绍.

表2

2.3 搭建支架，理解降阶

高中物理学习中经常会碰到大量的物理规律，平铺直叙的教学方法往往难以让学生真正地理解.大量的教学实践表明，学生难以理解的根源很大一部分是来源于谬误前概念，因此很有必要在课堂内借助一些教学手段来为学生搭建思维活动的脚手架，降低理解的难度阶梯，帮助学生突破理解的障碍，帮助学生跳出惯性思维的陷阱.

例如不少学生的脑海里有关于“相互作用力不一定相等”的实例.例如“用石头与鸡蛋相碰，鸡蛋破碎是因为石头对鸡蛋的作用力比鸡蛋的作用力大”、“拔河比赛时胜利一方的拉力比失败一方的拉力大”……因此这种“实例”性的错误前概念“相互作用力不一定相等”将会严重地影响、削弱学生对牛顿第三定律的理解.为了解决这个问题，笔者在课堂教学时设置了以下3个情景来帮助学生突破这种思维定势，见表3介绍.

表3

在以上教学案例的设计中，笔者基本上都是采用“纵向三步曲”来创设系列化物理情境的，而对于每一个具体的物理情境则是采用“横向双线索引导”来进行思维走向的调控.

这种“纵向三步曲”具体表现为：

（1）呈现错误前概念现象；暴露错误，欲扬先抑.

（2）用差异性事件激活思维；问题引入，认知冲突.

（3）进行错因分析与科学归纳；形成正解，应用分析.

而“横向双线索”具体表现为：

（1）视觉剌激：通过差异性物理情景的再现，质疑固有谬误前概念.

（2）思维调控：通过驱动性问题做正向引导，调控学生思维的走向.

3 差异性事件的教学应用效果分析

通过课后对学生与听课教师的随机座谈访问后，笔者对学生的反馈、听课的教师点评进行综合分析后发现，差异性事件有其独特的教育教学功能，差异性事件的课堂教学应用能够对学生产生强大的物理课堂吸引力，对于力学“顽固”谬误前概念的消融以及课堂教学效果的提升具有一定积极意义.笔者认为在新课程标准的背景下差异性事件对物理课堂教学的改善主要体现在以下4个方面：

（1）活跃课堂教学气氛.有利于在课堂建立融洽的学习气氛，提升学生的物理学习兴趣，让学生在轻松与惊讶的情绪中高效地学习.

（2）促进教学方式转变.有利于教学方式由“教师灌输型”向“学生自主建构式”转变，从而让学生在自主体验式的学习中获得进步.

（3）推进三维目标交融.有利于推进认知目标、过程与方法目标以及情感态度与价值观目标的“三维目标”的相互交叉融合，提升学生的问题意识，拓展学生的思维能力.

（4）促进师生关系转型.有利于师生间的心理互融和建立良性的师生关系，让学生成为知识建构的主体、教师成为知识建构的引导者，也让学生在课堂学习中得到更多的思维锻炼与能力提升，从而真正使学生成为学习的主人.

1 The Motivational Power of Science Discrepant Events，Thomas R.Koballa，Jr，Department of Science Education，University of Georgia.

2 胡晓娟.差异性事件在物理中的教学.物理实验，2005（12）.

3 牟毅，朱莉琪.儿童朴素物理学的错误概念及影响概念转换的因素.心理科学进展，2006，14（5）.

4 陈文鑫.认知冲突教学策略实现概念转变.浙江万里学院学报，2007（9）.