“路程÷時間=速度”錯了嗎

富圣江

【背景分析】

只有充分了解兒童對所學習的自然事物具有的前概念，清楚這一概念與教學所要達到的科學概念之間的差距，并懂得這兩種概念轉化的實質和規律，才能讓課堂探究更有針對性、更有效，才能使兒童真正獲得科學概念。但是，在實際教學中，教師不能獲得所有學生的前概念，學生在學習科學之前，其他學科的知識有些已牢牢構建在學生的腦海中，特別是一些理科知識，如數學學科。正因為在學生腦海中有這個概念，在執教《機械擺鐘》一課中，讓我著實體會到了學生前概念對科學概念的影響。學生前概念的頑固性并不是一般的探究活動可以轉變的，甚至科學事實就擺在學生面前，學生也不愿意承認這個事實。

【案例重現】

在五年級上《機械擺鐘》一課，當學生做了一個擺后，讓擺動起來，大部分同學都認為，擺是先快后慢的。因為擺在剛開始時幅度比較大，而后來幅度越來越小，所以就感覺到越來越慢了。

討論實驗方法后，接著就開始了實驗。每隔10秒測量出數據，學生發現了每10秒中擺動的次數是基本相同的。按道理來說，此時，應該可以得出實驗的結論了：同一個擺，在相同的時間內，擺的次數是基本相同的。事實上，通過實驗，全班學生也都同意了這個結論。

師：請同學們仔細觀察這些數據，有什么發現嗎？

生1：我們小組經過測量，發現在10秒鐘時間內，擺的次數都是8次。

生2：我們小組擺的次數有三個10次，一個11次，應該說，擺的次數是基本相同的。

……

師：那我們可不可以說：同一個擺，在相同的時間內，擺的次數是基本相同的？

生：可以。

探究活動進行到這里，應該說是非常成功的，得出的結論也很科學，但意外就在這時產生了。

師：剛才有些同學認為擺的速度是先快后慢的，現在你又怎么認為呢？

生1：擺的速度不是先快后慢的，它的速度是相同的。

生2（高舉小手叫喊）：不對。

師（有些疑惑）：那你是怎么認為的呢？

生2：雖然擺在相同的時間內次數是一樣的，但是它的速度還是先快后慢的。我們原來觀察到的現象是正確的。

師（更加疑惑了）：說說你的理由吧！

生2：擺剛開始時，幅度大一些，也就是路程遠一些，在相同的時間內，擺的次數是一樣的，那么，速度就要快一些。

生2（怕其他同學不理解，又繼續發言）：數學課里我們學過，“路程÷時間=速度”，時間和次數都是一樣的，路程遠一些，那它的速度就快一些。

師（愣住了）……

而此時，有很多同學都同意了這個觀點，也認為次數雖然一樣，但速度是先快后慢的，路程除以時間等于速度。在相同的時間內要走完遠一些的路程，那速度就要快一些。這個邏輯似乎并沒有錯，問題出在哪了。轉念間，我明白了，問題在于學生并不理解擺的快慢與擺幅大小并沒有關系。按照數學的理論，擺的速度公式學生并沒有學過。

問題似乎就要僵在這里了，該怎么解決這個問題呢？既能讓學生的思維更深入，又能解決這個問題。當時的我也一下子愣住了，怎么會有這樣的思維呢？不過，我也知道，這是學生現有的認知和原有的概念產生了激烈的沖突，是一個難得的機會。如果解決得好，對于本課科學概念的形成是有極其重要的促進作用的。

【反思與探討】

如何解決這個問題呢？我也一下子想不出什么好辦法來，既然是數學的概念讓學生不能接受數據的事實，那也就用數學中直觀的事實來證明吧！如果是先快后慢，那么我們數數的速度也是先快后慢的。就這樣，我讓全班同學一起看著擺的運動來打拍子數數，結果證明，數拍子的速度是一樣的。接著，我把這一小組的擺拿到了演示臺上，請這個小組的學生上臺來再次測量每隔10秒鐘擺的次數，請這位學生單獨站在一旁仔細觀察，讓他的手也隨著擺的運動而左右擺動，來體會擺的速度是否有快慢。在這兩個事實面前，堅持先快后慢的學生也紅著臉很無奈地同意了，說：“路程÷時間=速度是錯了！”

我知道，用這樣的方法來解決問題，并不是十分科學的，同時，也沒有把學生的原概念從根本上轉變過來，他依然會用“路程÷時間=速度”這個公式來判斷擺速度的快慢。只是，在科學事實面前，沒有辦法反駁而已，這從他一頭霧水的表情中可以看出。

但是從另一個角度分析，學生產生這樣的沖突，不正是學生思維深入的表現嗎？帶著這個疑惑，繼續研究擺的快慢到底和什么有關，將會有更多的發現。所以，在這節課中，讓學生帶著問題走入下一課繼續來研究擺的秘密會更好。

所以我們在引導兒童進行新概念重組的探究活動中，就應讓學生在新舊經驗之間、科學概念與錯誤概念之間建立起聯系，使科學概念同他們的原有前概念相互作用。在本案例中，學生在原有的概念“路程÷時間=速度”的作用下，“擺的次數相同”不能轉化為“擺的速度相同”這個概念時，我們就要在學生新舊經驗之間建立一種聯系。在解決這個問題的過程中，我借用手指數數這個方法將擺的次數轉化為擺的速度。速度快，數數也會快；速度慢，數數也會慢，這是學生的原有經驗，利用學生這個原有經驗，將學生的前概念與科學概念之間建立起了聯系，從而能主動地在科學事實中轉變已有的錯誤概念。

參考文獻：

[1]張紅霞.科學究竟是什么[M].北京：教育科學出版社，2003.

[2]美國國家科學基金會教育與人力資源部中小學及校外教育處.探究小學科學教學的思想、觀點與策略[M].羅星凱，譯.北京：人民教育出版社，2003.

編輯 高 瓊