光在哪裡？關於光和影子概念的相異構想的調查報告

亞太科學教育論壇, 第三期, 第二冊, 文章十一(二零零二年十二月)
王恬、謝元棟
光在哪裡？關於光和影子概念的相異構想的調查報告

三、成因分析：

毫無疑問，學生對光源，物體和影子之間的關係產生了一定的相異構想。那麼原因何在？是否可歸結為共同的類型？弄清這一點對研究學生對光和影子的直觀認知過程，改進教學方法相當有意義，從學生的答案我們推測有下列三種原因。

1、憑直覺和無科學根據的想像得出結論。

學生的相異構想來自於生活直覺，學生對生活中的很多現象不會（也不可能會）作出科學分析進而得出科學結論，只能用直線式思維簡單得出結論，進而形成相異構想。實例：百分之六十幾的學生認為光只在光源上。在這個問題上，我們發現了兩種不同的光概念：一種是把光等同于光源，第二種則認為光是存在於它所產生的效應或一種狀態（光在物體上形成明亮地區）。第三種模式的學生甚至把光的接收器（眼睛）看作是光的所在。學生們頭腦中根本沒有"空間光實體"這一科學概念的形成因素，也就是說，他們不是把光看作是一種充滿整個空間的物質實體（實際上是電磁波），存在于光源和它產生效應之間的空間（就象物理學家認為的那樣）。

2、不恰當運用生活中模型產生的暈輪效應。

心理學家認為暈輪效應"是指在知覺過程中，將知覺物件的某些印象不加分析地擴展到其他方面的一種心理現象。"在影子是什麼這個問題的回答上，第一種及第二種模式的學生僅僅注意到了物體和影子的形狀相似，第三種模式的學生感覺到光源與影子有關，但還是停留在物體形狀的再現。第四種模式的學生則把光和它的效應混為一談，認為影子（效應）是"暗光"，同時由於暈輪效應從生活中得知有關照射就有影子產生，而影子是黑色的，學生就認為影子由黑光組成。這是三個不同水平的回答，學生只看到事物的一個局部或片面，以偏概全，這些想法都沒有給學生提供正確解釋影子形成的方法。

3、知識圖式的影響，定勢思維的慣性作用。

心理思維科學研究結果表明，舊的知識圖式和已成定勢的思維習慣會對學生科學概念的形成產生重大影響。比如第三個問題的相異構想中，第一及第二種模式的學生有火柴杆會產生影子的舊知識圖式，因而在書擋住光的情況下，由定勢思維仍會推出火柴杆有影子，只是隱藏在書的影子裏看不出來的結論。這兩種模式都把影子看成了一個實物，是獨立的，但又有所區別，第二種模式的學生會用障礙物（書）擋住光通過來解釋影子，他們認識到了書的存在和光消失之間有因果關係，但陰影的形式機理一點也沒有提到。至於第三種模式，"光會擴散"這個前概念中擴散含義不明確，因為是書面測驗，沒有與學生面談，無法理解此回答的具體內涵。