编制二段式试题诊断学生浮力错误前概念

周 超

(广东省佛山市第一中学，广东 佛山 528000)



编制二段式试题诊断学生浮力错误前概念

周 超

(广东省佛山市第一中学，广东 佛山 528000)

前概念是指学生在学习知识之前，头脑中对物理知识的想法.错误的物理前概念对物理学习会有巨大的负迁移，难以改变.本文以八年级物理《浮力》内容为例，介绍二段式试题的具体编制过程；利用二段式试题对学生进行测试，揭示了学生关于《浮力》内容的错误前概念.

二段式;错误前概念;相异构想

错误前概念是在课堂学习某个知识点前，头脑中对这个知识点片面或与科学事实相悖的观念，这些观念以潜在的形式存在，平时不容易表现出来.为了能够更好的了解学生的现有水平，提高课堂效率，国外教育工作者常利用二段式试题，发现学生的错误前概念，并取得了很好的效果.这对我国教育工作具有很好的借鉴作用.

一、二段式试题的编制

二段式试题与传统的选择题不同，它由两部分组成，第一部分采用单项选择题的形式，由题干及选项组成；第二部分则针对第一部分选项附加上理由选项，还可以在选项“其他”处填写自己的理由.Treagust在1988年提出了三个阶段编制二段式试题的方法，下面以初中人教版教材《浮力》章节为例，具体介绍编制过程:

1. 第一阶段：确定内容、研究的范围以及概念，命制题目

根据人教版教科书《浮力》及查阅相关文献, 以浮力有关的内容和范围为命题依据, 其中包括浮力的定义、影响浮力大小因素、阿基米德原理、物体沉浮条件.

利用以上概念，设计如上所示的概念图.

2. 第二阶段：收集学生的错误前概念

查阅关于浮力错误前概念的研究文献，收集学生可能具有的错误前概念.比较有代表性是，物体在水面上的部分会受到浮力，所以漂在水面上，而水下面的部分不受浮力，所以没有漂在水面上；物体沉入水中后，完全在水面下，所以物体不受浮力作用；空心的物体会浮在水面上.物体浮出水面因为它是中空的；实心的物体会沉,空心的物体会浮；体积大的物体受到的浮力大,会上浮；体积小的物体受到的浮力小,会下沉.

教师对学生进行非结构访谈也是收集学生错误前概念的方法之一，非结构访谈是由访谈者基于大致的范围或访谈大纲与访谈对象自由的交谈，具体问题在访谈过程中边谈边形成边提出.以下以笔者对广州市金道中学八年级某学生就“物体受浮力”访谈片段为例：

师:一个小木块放在哪里会受到浮力呢？

生：在水中会受到浮力.

师：在空气中受到浮力吗？

生：不受吧.

师：为什么你觉得在水中受到浮力，在空气中就不受呢？

生：因为他在水中浮起来了啊，空气不会浮起来！

师：浮起来就受浮力，不浮起来就不受？

生：是的

师：那现在如果大小两块木块，放在水中，谁受的浮力大呢？

生：大木块吧.

师：为什么是大木块呢？

生：因为大木块漂起来了啊，你要把它按到水里去需要好大的力气，所以大木块浮力更大.

从以上可以看出该学生的错误前概念有：物体在水中才受到浮力，在空气中不受；相同材质的物体在液体中体积越大，浮力越大.

第三种方式是根据概念图编制选择题，选择题后面附有空白横线，学生在横线处填写选择的理由，收集学生的错误前概念.

3. 第三阶段：完成二段式试题

将收集的学生错误前概念进行分类汇总，转化为理由选项，附在第二阶段使用的选择题后，对一些学生错选较少、无法测出学生错误前概念的选择题删去，完成二段式试题的编制；利用上述方法，笔者共编制十道试题，其中部分展示如下：

图1

1.如图1所示，现有挂在弹簧测力计下两完全相同实心铁球，分别浸在甲杯的水和乙杯的盐水中，则甲乙两杯哪个杯上方弹簧测力计的读数大？(盐水的密度大于水的密度)( ).

A．甲 B. 乙 C.相等

选择的理由( ).

1) 浮力与液体密度有关，液体密度越大，浮力越大，所以甲上方弹簧测力计读数大；

2) 浮力与液体密度有关，液体密度越大，浮力越小，所以乙上方弹簧测力计读数大；

3)水的密度比盐水的密度小，小球在水里受到向下的压强更小，所以甲上方弹簧测力计读数更大；

4)其他____.

图2

2.将同一苹果，先后投入甲、乙两个杯中，其中甲烧杯中装的液体为水，乙烧杯装的液体为盐水，如图2所示，苹果在甲烧杯中浮出水面的体积较少，试比较苹果在甲、乙两烧杯中所受浮力的大小 ( ).

图2

A．甲杯中苹果所受浮力大

B. 乙杯中苹果所受浮力大

C. 两杯中苹果所受浮力一样大

选择的理由( ).

1)盐水的密度比水的密度大；2)物体浸在甲乙两杯中的体积越大，浮力越大；3)根据二力平衡，物体所受浮力等于重力；4)同一个苹果，浮出液面的体积越大，浮力越大；5)其他____.

图3

4.承接上题，将甲烧杯苹果浮在水面上的2部分用小刀切除(如图3所示)，则苹果1还是放在水中，则苹果1在水中会出现什么情况( ).

A. 浮起来;B. 沉下去;C.保持不动；

选择的理由： ( ).

1)因为苹果的密度没有变；2)体积变小了，重力变小，所浮力变大；3)体积变小了，重力变小，所受浮力变小；4)苹果切平后，密度没有变化，浮力也不变；5)因为重力和浮力都变小；6)其他____.

二、利用二段式试题施测，调查学生浮力错误前概念

利用编制二段式试题，共十道，对没有学习过浮力内容的八年级学生进行调查；学生第一、第二部分都正确时才能被视为正确，超过10%的错误选项组合作为学生的错误前概念，将调查发现浮力内容学生错误前概念列举如下：

浮力知识点来源错误前概念浮力产生的原因日常生活经验(1)物体在液体中就会受到浮力；浮力大小影响因素日常生活经验(1)浮力与物体的质量有关，质量越大的物体，浮力越大；(2)同质量同材质的物体，浮力与物体的底面积有关，底面积越大，其在液体中所受浮力越大；(3)物体完全浸在液体中，所受浮力与离液面的距离有关，距离越小所受浮力越大；(4)当物体浸在液体体积相同时，物体的密度越大，浮力越大或越小；浮力大小的影响因素先前的学习(1)物体所受浮力与压强有关，压强越大，浮力越大或越小；物体沉浮条件日常生活经验(1)相同质量的物体，浮出水面的体积越大，浮力越大；(2)同一物体漂浮在液体中，液体的密度越大，物体所受浮力越大；(3)漂浮在液体中的物体，将液面上的部分切除，由于物体密度不变，所以物体会静止不动；(4)船之所以能浮起来，是因为与铁相比船密度变小，受到浮力变大；(5)悬浮在液体中的物体，在液体中的深度越深，物体密度越大；(5)同材质、同质量漂浮在液面上的物体，空心比实心受到的浮力要大；物体沉浮条件先前的学习(1)沉在水底的物体，根据二力平衡，重力等于浮力；(2)同体积的物体密度越大，对水的压强越大，所以在水中沉的越深；

二段式试题聚集了传统试题和访谈的优点，既能大面积施测，又能确切地测验出学生的错误前概念.就中学阶段所学物理内容，如果我国教育工作者都能够命制出相应的试题，无疑将会加快教师专业发展进程和有利于教师采取更恰当的方式促进学生学习.

[1]李高峰,刘新娟. 运用新型测试题诊断学生错误概念[J]. 基础教育课程,2009(06):63-65.

[2]林俊义.国二学生浮力迷思概念之研究[D].台湾：国立彰化师范大学,2002.

[责任编辑：闫久毅]

2017-05-01

曹银山(1974.09-),男,江苏如东,中小学高级，从事初中物理教学实践与研究.

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1008-0333(2017)17-0076-02