竇 瑾

(南京曉莊學(xué)院物理與電子工程學(xué)院,江蘇 南京 211171)

?

試論學(xué)生物理學(xué)習(xí)錯誤的教學(xué)價值

竇 瑾

(南京曉莊學(xué)院物理與電子工程學(xué)院,江蘇 南京 211171)

學(xué)習(xí)錯誤是指學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的失誤或偏差．物理學(xué)習(xí)錯誤具有辨析概念、澄清規(guī)律、強化方法、培養(yǎng)習(xí)慣、激發(fā)創(chuàng)新等教學(xué)價值．立足于學(xué)生學(xué)習(xí)錯誤的物理教學(xué)是一種有效的教學(xué)．

學(xué)習(xí)錯誤;價值;物理教學(xué)

所謂學(xué)習(xí)錯誤,是指學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的失誤或偏差．長期以來,人們對待學(xué)習(xí)錯誤的態(tài)度存在不同的看法:[1]行為主義認為,學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中不應(yīng)出錯,一旦出錯,應(yīng)立即更正,否則便會形成習(xí)慣而難以更改,所以應(yīng)不惜一切代價來避免錯誤．認知心理學(xué)派對錯誤抱有希望,認為錯誤是學(xué)習(xí)的必然產(chǎn)物,是可以接受的．建構(gòu)主義認為,學(xué)習(xí)就是理解,而理解需要經(jīng)歷犯錯,因為,對錯誤的探討和反思會促進理解．今天,人們普遍認識到,出錯是成長中的學(xué)生的權(quán)利,是通向“正確”的必經(jīng)之路;經(jīng)受錯誤、認識錯誤、改正錯誤是非常重要的學(xué)習(xí)態(tài)度和心理品質(zhì);錯誤是教學(xué)中的生成性資源．

1 利用學(xué)習(xí)錯誤辨析概念

物理概念是物理對象的本質(zhì)屬性在人們頭腦中的反映．物理概念教學(xué)是物理知識教學(xué)的基礎(chǔ)．對學(xué)生學(xué)習(xí)錯誤的探討和反思,能促進對概念的辨析．

圖1

例1.如圖1所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向豎直向上．在磁場中有一個總電阻為R、邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd,其中cd邊固定在一根水平軸上,整個導(dǎo)線框可以自由地繞水平軸轉(zhuǎn)動．已知ab、cd兩邊的質(zhì)量均為m,其余兩邊的質(zhì)量可忽略不計．現(xiàn)將導(dǎo)線框從水平位置無初速地釋放,若不計一切摩擦,則導(dǎo)線框經(jīng)時間t后剛好到達豎直位置．設(shè)此過程中導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱為Q,試求ab邊在最低位置時所受的安培力大小?

學(xué)生中出現(xiàn)的解法有以下幾種.

學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)是如此地豐富多彩,真讓教師感到“意外”．但是,學(xué)生的“表現(xiàn)”真實地反映了他們對交變電流相關(guān)概念的實際掌握情況,也在一定程度上反映了學(xué)生主動學(xué)習(xí)、獨立思考的良性學(xué)習(xí)生態(tài)．所以,面對這樣的“局面”,教師可把學(xué)生的解逐一地投影出來進行辨析,使犯錯的學(xué)生意識到自己的錯誤進而糾正錯誤,使其他學(xué)生在他人的錯誤中加深對概念的正確理解．

2 利用學(xué)習(xí)錯誤理解規(guī)律

物理規(guī)律通常以原理、定則、定理和定律等“形式”出現(xiàn),反映的是物理事物、現(xiàn)象和過程等在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的必然趨勢及其本質(zhì)聯(lián)系．物理規(guī)律教學(xué)是物理知識教學(xué)的核心．對學(xué)生學(xué)習(xí)錯誤的探討和反思,能促進對規(guī)律的理解．

例2.有4個電源,電動勢均為8V,內(nèi)阻分別為1Ω、2Ω、4Ω、8Ω．現(xiàn)在要對一個阻值R=2Ω的電阻供電,為使該電阻獲得最大的功率,你認為應(yīng)該選用內(nèi)阻為多少Ω的電源?

這是一則讓眾多學(xué)生“陰溝里翻船”的問題:受“外電阻等于內(nèi)電阻(R=r)時,外電路上的電功率有最大值”的影響,選擇了內(nèi)阻為2Ω的電源．但經(jīng)過師生們的一番定性分析和定量推導(dǎo)之后,正確便在差錯中成長、形成了:應(yīng)該選用內(nèi)阻為1Ω的電源．不僅如此,通過“花時間討論錯誤”,學(xué)生們還發(fā)現(xiàn)了錯誤背后的意義:“外電阻等于內(nèi)電阻(R=r)時,外電路上的電功率有最大值”適用于電源確定而外電阻可選的情形,而這里是“外電阻確定而電源可選”的情況．背景不一樣,也就不能混為一談了．

3 利用學(xué)習(xí)錯誤強化方法

趙凱華先生曾經(jīng)指出:“物理學(xué)中有一套獲得知識、組織知識和應(yīng)用知識的最有效的方法,通過物理課程學(xué)習(xí)和掌握物理學(xué)的研究方法,對于科學(xué)素質(zhì)、人生智慧的培養(yǎng)有好處．” 物理方法教學(xué)是物理知識教學(xué)的關(guān)鍵．對學(xué)生學(xué)習(xí)錯誤的探討和反思,能促進對方法的強化．

圖2

例3.如圖2所示,擺球質(zhì)量為m,擺線長為L．現(xiàn)將小球拉至擺線與水平方向成30°角的P點處,然后自由釋放．求擺球到達最低點時擺線中張力的大?。?/p>

學(xué)生典型的解法有以下兩種.

(1)

(2)

由(1)、(2)聯(lián)立方程組解得T=4mg．

解法2:設(shè)小球自由下落高度L時速度為v,則由機械能守恒定律得

(1)

這時,擺線剛好由松弛狀態(tài)變?yōu)榭囍睜顟B(tài)．繃直瞬間,小球速度發(fā)生突變——法向速度消失而切向速度保持不變．之后,小球?qū)⒁运俣?/p>

vt=vcos30°.

(2)

開始沿圓弧做圓周運動．至最低位置的過程中,由機械能守恒定律和牛頓第二定律可得

(3)

(4)

由(1)～(4)式聯(lián)立方程組解得T=3.5mg．

解法1可能只是少數(shù)學(xué)生的解法,但少數(shù)學(xué)生甚至個別學(xué)生所犯的錯誤之中經(jīng)常蘊含著一些帶有普遍性的東西,[2]因而教師不能簡單地否定學(xué)生的錯誤,而應(yīng)巧妙地彰顯錯誤的積極意義,要在使犯錯學(xué)生看到問題所在、幫助他們進行更合理的建構(gòu)的同時,讓其他學(xué)生也能夠從中獲得啟發(fā)或教訓(xùn)．通過對本題兩種解法的比較,可以進一步強化學(xué)生求解力學(xué)綜合題的方法意識:“對象”、“過程”、“狀態(tài)”、“規(guī)律”樣樣落實.

4 利用學(xué)習(xí)錯誤培養(yǎng)習(xí)慣

學(xué)習(xí)習(xí)慣是在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)過反復(fù)練習(xí)形成并發(fā)展,成為一種個體需要的自動化學(xué)習(xí)行為方式．良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性;有利于形成學(xué)習(xí)策略,提高學(xué)習(xí)效率;有利于培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生終身受益．對學(xué)生學(xué)習(xí)錯誤的探討和反思,能促進對良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)．

例4.“用天平測量物體的質(zhì)量”教學(xué)(片段).

(在“用天平測量物體的質(zhì)量”實驗探究課上,將同桌的兩名學(xué)生編成一組,要求各組用天平測出同樣大小實心鐵塊的質(zhì)量)

……．

師:同學(xué)們,能告訴我你們的測量結(jié)果了嗎?

組1:我們一組測出來是8.0g．

組2:我們一組測出7.9g．

組3:我們一組的測量結(jié)果是8.1g．

……．

(學(xué)生們報出的結(jié)果基本都在“情理”之中．但教師突然發(fā)現(xiàn)第4組兩位學(xué)生的神情有點“不對勁”,且在嘀咕著什么)

師:第4組同學(xué),你們的結(jié)果怎樣?

組4:(愣了一下)我們測出的結(jié)果是12.2g．

師:好像偏差有些過大．(感覺有“貨”)你們能不能來講臺上,再給我們重復(fù)測一下呢?

(兩人走下座位．重新用講臺上的設(shè)備進行測量)

師:請其他同學(xué)注意觀察和思考,等等再請你們發(fā)表高見．

……．

學(xué)生1:你們的實驗操作不對,你們把鐵塊和砝碼放錯了位置．

(眾學(xué)生附和)

師:同學(xué)們講得很有道理．“左物右砝”是我們平時使用天平時的一項“常規(guī)要求”、習(xí)慣做法．這2位同學(xué)的測量結(jié)果之所以出問題其原因就在于他們忽視了“左物右砝”這個常規(guī)要求、這個習(xí)慣做法．(稍后,突然地)放反了就真的不能準確測量了嗎?

(眾學(xué)生愣了一會,接著便開始思考和比劃起來)

……．

學(xué)生2:我認為可以這樣來考慮:天平左盤放物體、右盤放砝碼時,所測物體的質(zhì)量等于右盤中砝碼的總質(zhì)量與游碼在標尺上的指示值之和．而天平左盤放砝碼、右盤放物體時,是砝碼的總質(zhì)量等于物體的質(zhì)量與游碼在標尺上的指示值之和．

師:(緊逼地)你什么意思?

學(xué)生2:我認為這種情況下所測物體質(zhì)量應(yīng)該等于左盤中砝碼的質(zhì)量減去游碼在標尺上的指示值．

師:(大喜)同學(xué)們看呢?

學(xué)生:(眾人)有道理、……．是的!

師:真是太好了!想必還有很多同學(xué)也是這么想的．不過我尤其欣賞這位同學(xué)的兩個“我認為”,體現(xiàn)了人應(yīng)有的自信．(稍后)那按這位同學(xué)的說法,組4同學(xué)的測量結(jié)果實際應(yīng)該是多少啊?

……．

師:這一“加”、一“減”背后的道理,要留到我們以后來揭示．但相比較來說,你們更喜歡“加”還是“減”?

學(xué)生:(異口同聲地)加!

師:的確,人們一般更喜歡“加”．所以,現(xiàn)在的天平就是按照多數(shù)人的習(xí)慣設(shè)計、制造并約定使用規(guī)則的．既然這樣,那就讓我們遵循現(xiàn)有規(guī)則、養(yǎng)成“左物右砝”的好習(xí)慣吧．

“習(xí)慣是生命成長的根系”．許多教師平時也都重視抓習(xí)慣培養(yǎng),但大多難在學(xué)生的心中留下深刻的印象．而“抓住”并利用學(xué)生在學(xué)習(xí)中的差錯、失誤進行分析和引導(dǎo),將培養(yǎng)良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的總體要求轉(zhuǎn)化到具體的行動細節(jié)中,以適合學(xué)生、學(xué)生喜歡的方式加以培養(yǎng),更能夠促進他們逐步地將外在的矯正性“指示”轉(zhuǎn)變成自己的矯正性技能,并在獲得參與感、成就感中將好習(xí)慣固化下來．

5 利用學(xué)習(xí)錯誤激發(fā)創(chuàng)新

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是物理教學(xué)的核心價值和至高境界,而課堂是學(xué)生創(chuàng)新能力成長的主要園地．對學(xué)生學(xué)習(xí)錯誤的探討和反思,能使學(xué)生獲得觸類旁通、連接新意向的機會,能促進對創(chuàng)新意識的激發(fā)．

例5.“勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系”教學(xué)(舉例階段)

……．

教師:先請同學(xué)們看一道“熱身題”．

(投影:平直公路上有一輛汽車以54km/h的速度勻速行駛．現(xiàn)讓汽車以5m/s2大小的加速度做勻減速運動．問:剎車后4s內(nèi)汽車通過的位移是多少?)

……．

學(xué)生:(“一窩蜂”地報出答案)20m!

教師:還要解釋嗎?

學(xué)生:不用了,這也太簡單了!

教師:(見絕大多數(shù)學(xué)生無反應(yīng),極少數(shù)學(xué)生無“強硬”反應(yīng),便追加設(shè)問)那再請大家求一下剎車后8s內(nèi)汽車的位移．

(不少學(xué)生又很快地算出了結(jié)果,但再也不像前面那樣“一窩蜂”地高聲報出答案了)

教師:(見大家都不發(fā)表意見)怎么大家都在“悶聲大發(fā)財”啊?(見大家都“笑嘻嘻”的),請同學(xué)坦率地告述我你最初的結(jié)果?

學(xué)生3:-40m．但肯定不對!

教師:肯定?其他同學(xué)呢?

……．

教師:同學(xué)們能迷途知返,“還是好同志．”所以,解決具體問題時,分析和理論聯(lián)系實際都很重要．接下來,讓我們來看第2道例題．

學(xué)生3:老師請等一下!我還有一個想法:把問題中的汽車換成小球,把平直路面換成坡面,讓小球沿坡面運動的話,應(yīng)該可以出現(xiàn)負位移的吧?

教師:(驚訝之余)想法太好了!大家看呢?(接著,順勢將一個粉筆頭豎直向上拋出,……)

學(xué)生:(眾人)為濤哥點贊!

……．

學(xué)生3的“追問”看似簡單,但卻是由錯誤生成出的“美麗”,它說明了這樣的道理:“成功是長葉的時候,而失敗卻是長根的時候”、[3]“正確可能只是一種模仿,而錯誤則可能是一種創(chuàng)新的開始”．[4]物理學(xué)習(xí)需要在這樣的“周折”中走向覺悟、走向創(chuàng)造,物理教學(xué)也需要在這樣的“曲折”中走向深刻、走向智慧．

總之,中學(xué)物理教學(xué)面對的是各方面都處在形成狀態(tài),又充滿多方面需要和發(fā)展可能、充滿生命活力和潛力的中學(xué)生．“人非圣賢,孰能無過”．犯錯誤是學(xué)生生命成長過程中免不了的,也是他們生命成長過程中不可或缺的．對犯錯學(xué)生而言,學(xué)習(xí)錯誤“是有意義的學(xué)習(xí)所必不可少的”,對其他學(xué)生來說,從別人的錯誤中學(xué)習(xí)是一條有效的學(xué)習(xí)途徑．所以,正如英國心理學(xué)家貝恩布里奇說的“錯誤人皆有之,作為教師不利用是不可原諒的”那樣,教師應(yīng)正視和厚待學(xué)生的學(xué)習(xí)錯誤,決不能為了一時的“省事”而繞開錯誤或直接“自說自話”,要珍惜學(xué)生犯錯這一“天賜良機”,將教學(xué)的節(jié)奏慢下來,給足學(xué)生時間,讓他們不慌不忙地表達想法、暴露差錯,及時構(gòu)建立足于學(xué)生學(xué)習(xí)錯誤的教學(xué)．此外,要注意培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)反思習(xí)慣,因為畢竟,學(xué)生的錯誤常常不可能單純地靠教師正面的示范、反復(fù)的強調(diào)和學(xué)生反復(fù)的訓(xùn)練得以糾正,而必須經(jīng)由一個由學(xué)生自我檢查、自我反省、自我否定、自我建構(gòu)的過程．只有這樣,學(xué)生對錯誤的了解才會越發(fā)深刻,對正確的認識才會越發(fā)透徹．長此以往,學(xué)生直面錯誤、超越錯誤的求真人格和直面認知、超越認知的求美、求善人格也有望形成．

1 張桂春.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)思想解讀[J].教育科學(xué),2005(4):29-32.

2 韓華球.錯誤,一筆重要的教學(xué)資源[J].課程·教材·教法,2005(3):26-30.

3 華應(yīng)龍.優(yōu)化錯才有學(xué)生真正的學(xué)習(xí)[N].光明日報,2015-1-13(15).

4 林生.踏錯尋美[J].福建中學(xué)數(shù)學(xué),2011(3):17-19.

2016-10-09)