盧 凌

(江蘇省常州市第二十四中學(xué),江蘇 常州 213003)

利用學(xué)生錯誤發(fā)展學(xué)生思維水平

盧 凌

(江蘇省常州市第二十四中學(xué),江蘇 常州 213003)

學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中總會由于對物理知識的理解存在偏差而產(chǎn)生各種錯誤.教學(xué)中教師要正確認(rèn)識學(xué)生的錯誤,善待學(xué)生的錯誤,將其開發(fā)成教學(xué)資源進(jìn)一步為物理教學(xué)服務(wù).在探究學(xué)生錯誤的過程中,促進(jìn)學(xué)生智力水平的提升,在動態(tài)生成中培養(yǎng)學(xué)生的思維的深刻性、在弄清物理知識內(nèi)在邏輯提升思維嚴(yán)密性、探究學(xué)生錯誤突破學(xué)生思維定勢過程中發(fā)展思維敏捷性．

學(xué)生錯誤； 思維水平； 深刻性； 嚴(yán)密性； 敏捷性

高中學(xué)生的知識尚處在儲備階段,思維水平和分析問題的能力也處在發(fā)展階段,所以在學(xué)習(xí)過程中難免會因為知識儲備的不足、思維水平和分析問題能力的缺陷等導(dǎo)致錯誤．學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的錯誤并不是辭海所定義的錯誤,而是對物理知識的理解不全面、不系統(tǒng)而產(chǎn)生的偏差性認(rèn)知、行為、動作等．學(xué)生產(chǎn)生這些錯誤是正常的,教學(xué)中應(yīng)善待學(xué)生的錯誤,用好學(xué)生錯誤的價值,把學(xué)生錯誤開發(fā)成為教學(xué)資源,在探究學(xué)生錯誤過程中糾正錯誤、探明錯因,促進(jìn)學(xué)生智力水平、思維能力的發(fā)展．

1 利用學(xué)生錯誤促進(jìn)課堂動態(tài)生成，培養(yǎng)思維深刻性

學(xué)生的錯誤是最好的稀缺教學(xué)資源．物理課堂教學(xué)不能將知識告訴學(xué)生是什么,更重要的是給學(xué)生提供思考和探究的機(jī)會,讓學(xué)生搞清楚為什么,還可以怎么樣．讓學(xué)生在思考、探究中習(xí)得物理知識,掌握物理方法．在課堂教學(xué)中,教師留意學(xué)生的一些錯誤,把一些有代表性,有拓展性,“錯的有道理”的錯誤,經(jīng)過挖掘開發(fā)成教學(xué)資源．這樣的教學(xué)過程與學(xué)生密切相關(guān),學(xué)生都很希望知道錯在何處,自然學(xué)習(xí)興趣濃厚,教學(xué)效果往往超過預(yù)期．例如,判斷機(jī)械能守恒時,學(xué)生對單個物體機(jī)械能守恒的判斷幾乎沒有問題,但是遇到多個物體組成的系統(tǒng),判斷機(jī)械能守恒出錯的概率大增．為此,教師可以挑選一道習(xí)題,讓學(xué)生先做,然后根據(jù)學(xué)生的錯誤,進(jìn)行拓展,促進(jìn)課堂教學(xué)的動態(tài)生成．在動態(tài)生成中學(xué)生明晰了物理知識,提升了思維水平．

圖1

例1.帶有1/4光滑圓弧軌道的質(zhì)量為M的滑車靜止置于光滑水平面上,如圖1所示,一質(zhì)量也為M的小球以速度v0水平?jīng)_上滑車,到達(dá)某一高度后,小球又返回車的左端,則

(A) 小球以后將向左做平拋運動.

(B) 小球?qū)⒆鲎杂陕潴w運動.

本題中,小球與滑車的作用,水平方向上動量守恒,由于沒摩擦和系統(tǒng)外力做功,因此該系統(tǒng)在整個過程中機(jī)械能守恒,可看成彈性碰撞,兩個質(zhì)量相等的物體碰后交換速度,小車最后的速度為v0,小球的速度為0．然而學(xué)生的錯誤主要有兩個方面: (1) 認(rèn)為小球機(jī)械能守恒，于是得到錯誤答案(D)．(2) 不理解,小球和滑車為何機(jī)械能守恒．為此,教學(xué)中,有必要對這兩者進(jìn)行深入探究．具體教學(xué)過程如下.

師:如果把滑車固定,小球做什么運動?

生:圓周運動．

師:此時,小球收到哪些力的作用?有什么力對小球做功?

生:重力,支持力;只有重力做功．

為驗證實驗的可行性，實驗進(jìn)行前本人對相關(guān)專家和體育教師在實驗前和實驗后進(jìn)行訪談，同時對教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題咨詢，確保實驗的順利進(jìn)行。

師:小球機(jī)械能守恒嗎?

生:守恒．

師:上升的最大高度是多少?

師:如果把滑車放在光滑水平面上,小球做什么運動?如果不好表述,可以嘗試把小球的運動看成哪兩個分運動?

生:一邊沿圓弧上升,一邊隨車向右．

圖2

師:此時有哪些力對小球做功?小球的機(jī)械能守恒嗎?請畫圖分析．引導(dǎo)學(xué)生畫出圖2所示的受力和速度圖分析示意圖．設(shè)某時刻滑車向右的速度為v1，小球沿圓弧向上圓周運動的速度為v2．

生:對圓周運動重力做負(fù)功,支持力不做功;對向右的運動支持力做負(fù)功;小球機(jī)械能不守恒．

師:很好,請大家以滑車為研究對象,畫出受力分析圖,看看哪些力做了功．

圖3

生:如圖3所示,小球?qū)嚨膲毫1′做了正功．

師:綜合上面的分析,小球的機(jī)械能減少了,而滑車的機(jī)械能增加了．把它們作為一個系統(tǒng)機(jī)械能守恒嗎?

生:支持力N1對小球做功功率為P1=N1v1cos(π-θ)=-N1v1cosθ,壓力N1′對滑車做功功率為P1=N1′v1cosθ．

師:二者大小相等,不過一個做負(fù)功,一個做正功．兩個力在任何時刻,做功的功率都相等,兩個力做功實現(xiàn)了機(jī)械能從小球轉(zhuǎn)移到滑車．故小球和滑車為一個系統(tǒng)機(jī)械能守恒．下面請同學(xué)們列方程解決本題．

學(xué)生解答如下.

學(xué)生解答完成后還可以作如下拓展:

師:小車的機(jī)械能增加了多少?小球?qū)囎龉εc其機(jī)械能的變化有什么關(guān)系?

生:小球的壓力做的功等于滑車機(jī)械能的增量．

師:沒錯,這是一個非常重要的功能關(guān)系,物體機(jī)械能的變化等于除了重力以外其他力所做的功,即W其他=ΔE．

通過對學(xué)生錯誤的深入探究和拓展,讓學(xué)生順著自己的錯誤不斷探究得出正確的結(jié)論和錯因,讓學(xué)生明白了滑車固定與不固定的區(qū)別,生成有價值的認(rèn)知,把學(xué)生的錯誤開發(fā)成寶貴的教學(xué)資源,在探究與比較的過程中提升了學(xué)生思維的深刻性．

2 利用學(xué)生錯誤弄清物理知識內(nèi)在邏輯，提升思維嚴(yán)密性

類比法是根據(jù)已知事物的特征推理出未知事物的特征,最直接也較為有效的方法．在遇到伏安特性曲線的問題時,學(xué)生受思維定勢影響把v-t圖像中思維方式和解決問題的方法類比遷移到I-U圖像問題中,遇到線性元件的I-U圖像,還能正確解答,當(dāng)遇到非線性元件的I-U特性曲線時,還簡單類比遷移就會出錯．

圖4

例2.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖4所示,P為圖線上一點,PN為圖線在P點的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說法中正確的是

(A) 隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大.

(D) 對應(yīng)P點,小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積大小.

探究的過程訓(xùn)練了學(xué)生思維的嚴(yán)密性．在探究v-t圖像斜率的物理意義時,從加速度定義式出發(fā),通過數(shù)理結(jié)合,找到斜率與加速度關(guān)系,屬于從一般到特殊的推廣,一定成立.而在I-U斜率物理意義的探究中,則是從特殊到一般,不一定成立．通過對圖像斜率本質(zhì)的探究,讓學(xué)生掌握了圖像的物理物理意義,弄清了物理本質(zhì),物理圖像反應(yīng)橫縱坐標(biāo)物理量之間的變化關(guān)系,切線的斜率反應(yīng)的是縱坐標(biāo)物理量隨橫坐標(biāo)物理量的變化率．在v-t圖像中,圖像切線的斜率表示縱軸v的變化率,即為瞬時加速度,而在I-U圖像中圖線切線的斜率表示I隨U的變化率,該變化率不是電阻的阻值．

3 利用學(xué)生錯誤突破學(xué)生思維定勢，發(fā)展思維敏捷性

在物理教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生往往會把一些解題經(jīng)驗遷移到新的問題中,這是值得贊賞．若學(xué)生的遷移是正向的,將有利于新問題的解決,然而,有時候由于學(xué)生思維定勢,加上在類比遷移中,沒有很好把握好新舊問題之間的異同,不能很好辨別問題本質(zhì)是否相同,而出現(xiàn)負(fù)向遷移,從而使得問題的解決出現(xiàn)錯誤．當(dāng)出現(xiàn)這樣的情況時,可以通過作圖法,來幫助學(xué)生抓住問題的本質(zhì),突破思維定勢．

例3.如圖5所示,圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像,圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖像．(問題略)

圖5

圖6

1 張建.正視學(xué)生錯誤巧引糾錯提升——談高中數(shù)學(xué)學(xué)生錯誤生成的價值及糾錯策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究(上),2015(8):8.

2017-02-13)