初中物理实验“试误”教学法初探

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  “试误”学习理论是美国教育心理学家桑代克首创的一种学习理论,桑代克指出:“学习即联结”,他通过动物的开门取食实验得出结论:一定的联结是经过尝试與错误而确立的,即在尝试與错误的过程中获得知识。
  初中课程改革要求尊重学生经验,发展学生个性,而学生在学习或生活中积累的经验有时是错误的,或者学生本身的不成熟也会造成对事物的一种片面的认知,这些错误或片面的认知对新知识的认知有一定的负面作用,如果能用“试误”理论充分暴露学生原有的错误认知,破坏学生原有的认知平衡,建立新的认知结构,学生将会对所学的内容产生深刻的印象。
  “试误”理论也可以应用于初中物理实验教学中,有时为了强调某一实验原理、某个实验器材使用或某一实验操作的条件,可以先导出学生原有的错误认知,错误操作或错误论证,让学生充分认识错误、改正错误,建立正确的认知,所以导出错误是关键的一步,导出错误的方法多种多样,下面笔者谈谈自己这方面的教学经验。
  1 以偏概全试误,深究实验原理與方法
  在物理实验中,而学生对实验的原理和方法理解有时较片面,容易机械处理书本上的操作步骤,不求甚解,学习的效果不佳。
  如:在(苏科版九年级物理教科书)“电压、电压表”使用的教学中,第二课时是用电压表探究串并联电路的电压特点,以往只是要求学生按规定的步骤去操作,可是学生对实验原理理解不深,主要体现在不理解多次测量的本质,不明白实验中为什么必须用不同规格的灯泡多测几次,为了解决这个难题,在设计这节课的时候,运用试误理论,对教学内容做适当的调整:先研究串联电路的电压特点,结合学生已学的电学知识,弄清楚串联电路中电压特点和要测的几段电压,让学生独立进行实验操作:连接电路、收集数据、分析数据,让学生按自己的经验去做,尊重学生经验,教师通过检查,挑选一组仅用两个相同灯泡且只测了一组数据的小组进行汇报,分析数据并得出特殊情况下的结论:串联后两灯分配电源提供的电压,而且是平均分配而很多学生会以偏概全,将这一结论错误地用于所有的电路,在试误过程中,为了充分让学生认识到该结论的片面性,教师在此基础上提出问题:
  1.1这个结论对吗?试利用所测的实验数据加以说明
  针对这个问题,因为有的学生用的是不同规格的灯泡,所以能立即得出上述结论不正确。
  1.2结合上述问题,这个实验的步骤如何改进?
  根据实际情况,学生很容易能自己找到解决问题的办法:实验不能只测一次,要多测几次,而且要换用不同规格的灯泡进行多次测量,避免实验结论的偶然性和片面性,通过试误学生能认识到,多次测量不是简单的多几组数据,而是要充分的考虑到某种可能的因素对实验的影响,改变这一因素多测几次以求实验结论的普遍性,尽量避免出现以偏概全的结论。
  2 仪器缺失试误,明了仪器作用與效果
  在初中阶段,学生有一定的抽象思维能力,但这种思维的独立性和批判性还很不成熟,逻辑思维能力较弱,对事物的认识多停留在事物的表面现象上,如:实验中器材的选择,很多学生不知道一些仪器的用途,会认为某些器材可有可无,忽略这个器材在实验中的特殊用途,为了解决这个问题,在实际的教学中,利用试误理论有时可以让学生的眼睛一亮:原来如此!
  如:在欧姆定律的教学中,滑动变阻器是一个很重要的实验器材,在常规的探究方法中,学生对于滑动变阻器的作用不能深入理解,总是似是而非,印象不深,要让学生能清楚地认识到它在实验中所起的作用,笔者进行了如下设计的:
  在探究完电流與电压的关系以后,试误过程采用精设的系列问题串进行引导。
  师:在探究电流與电阻关系时,还需要滑动变阻器吗?
  生:不需要,(学生认为电源是稳压电源,可以保证电压不变)
  在没有滑动变阻器情况下,学生改变电阻进行实验,记录数据,展示学生的实验记录。
  师:分析所测量的数据,电阻变大,电流变小,但是能得到电流與电阻成反比的结论吗?
  生:不能
  师:为什么不能?原因在哪?
  教师引导学生讨论,找出问题的原因:不能使电阻两端的电压相等。
  师:同一电源不能使电阻两端的电压相等,什么仪器能控制电阻两端的电压相等呢?
  生:滑动变阻器。
  通过试误学习,学生充分了解到滑动变阻器在本实验中的作用與效果,然后让学生利用滑动变阻器再做一次实验,重新记录实验的数据,分析得出实验结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流與导体的电阻成反比,同时,学生也认识到此实验中滑动变阻器有不可或缺的作用:控制电阻两端的电压不变。
  3 条件疏漏试误,探寻实验条件與技巧
  初中学生在实验操作中经常不注意实验条件,操作不规范甚至不正确,要让学生意识到实验操作的严谨性和规范性,有时也可以利用试误理论。
  如:在平面镜成像的实验中,对平面镜的操作条件是:平面镜要與桌面垂直,学生对“垂直”的这一条件印象不是很深,学生在实验过程中发现在桌面上无论怎么移动镜后面的棋子,都不能與镜前的棋子在镜中的像重合,学生大多数想不到平面镜没有與桌面垂直这个答案,为了让学生能加深对这一实验条件的认识,注重实验操作的严谨性,教师也可以采用试误的方法,在学生操作的过程中,巡回检查,收集学生不正确的操作,在汇报实验数据的过程中,列出平面镜斜放这种现象,试误:请学生把镜面斜放,确定像的位置,再请学生说出观察到的现象:在桌面上无论怎么移动后面的棋子都不能與镜前的棋子在镜中的像重合,无法确定像的位置。
  
  师:为什么会出现这样的情况呢?
  学生对这一问题可能难以回答,老师可以列出三种情况如上图,让学生作出物体在镜中的像,对照A、B、C三种情况,学生自然能做出正确的回答:当镜與桌面不垂直时,所成的像不在桌面上,可能在桌面的上方也可能在桌面的下方,所以在桌面上无论怎么移动后面的棋子也不能與镜前的棋子在镜中的像重合,这样学生就能正确的认识到为什么平面镜一定要與桌面垂直放置,同时也培养学生严谨认真的学习态度。
  利用试误理论教学先要用各种方法导出学生的误之所在,可以让学生直接操作导出“误”;也可以是在师生的问答中导出学生“误”;教师也可以直接指出学生的“误”等等,在导出“误”后,学生能更好地去伪存真,顺利构建新的知识体系。
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