摘 要：本文針對一道物理試題的典型錯(cuò)解，通過對學(xué)生和教師的訪談，從學(xué)生自身和教師教學(xué)兩方面分析探究了造成錯(cuò)解的原因，指出在教學(xué)中要重視教材習(xí)題的研究與運(yùn)用，重視物理建模能力的培養(yǎng)，優(yōu)化物理習(xí)題教學(xué)策略，切實(shí)重視思維能力的培養(yǎng).

關(guān)鍵詞：中考試題;典型錯(cuò)解;教學(xué)啟示

作者簡介：戴軍（1964-），男，天津?qū)氎嫒?，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：物理教學(xué)研究.

上學(xué)期期末測試，選用了2018年天津市中考物理試卷上的一道題目，本是以中檔題的“身份”出現(xiàn)在試卷上的，但測試結(jié)果卻大大出乎意料，該題成了學(xué)生失分嚴(yán)重的題目之一.如此反常現(xiàn)象，引發(fā)了筆者對錯(cuò)解原因的探究，并由此獲得了初中物理教學(xué)層面的一些感悟與啟示.

1 試題分析

題目 甲、乙兩地相距40km，在甲、乙兩地之間沿直線架設(shè)了兩條輸電線，已知每條輸電線每千米的電阻為0.2Ω.現(xiàn)輸電線在某處發(fā)生了短路，為確定短路位置，檢修員進(jìn)行了如下操作：在甲地利用電源（電壓恒為6V）、定值電阻R0（阻值為20Ω）、電壓表（量程為0～3V）以及開關(guān)等與輸電線組成了一個(gè)檢測電路（如圖1所示，電壓表未畫出），閉合開關(guān)后，電壓表示數(shù)為2V.請解答如下問題：

（1）根據(jù)題意判定電壓表的連接位置，將它接入檢測電路;

（2）計(jì)算出短路位置離甲地的距離[1].

本試題是由人教版物理九年級全一冊第116頁“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”中的第3題改編而來的，為了便于分析比較，現(xiàn)將教材原題摘錄如下：甲、乙兩地相距40km，在甲、乙兩地之間沿直線架設(shè)了兩條輸電線，已知每條輸電線每千米的電阻為0.2Ω.現(xiàn)輸電線在某處發(fā)生短路，為確定短路位置，檢修人員在甲地用電壓表、電流表和電源接成如圖2所示的電路進(jìn)行測量.當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.0V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，則短路位置離甲地的距離為多少米[2]？

試題是將教材原題用電流表和電壓表的檢測方法，變?yōu)橛靡阎妷旱碾娫础⒁阎柚档亩ㄖ惦娮杓跋薅ㄊ褂昧砍痰碾妷罕磉M(jìn)行檢測.試題源于教材高于教材，是一道基于物理實(shí)驗(yàn)思想、考查學(xué)生構(gòu)建物理模型及分析推理等能力、需要利用物理核心知識分析解決實(shí)際問題的題目.

此試題中，定值電阻R0與甲地和短路處之間的輸電線電阻R線是串聯(lián)的，電路中的兩個(gè)分電壓分別為4V、2V，判定電壓表的連接位置時(shí)需要先進(jìn)行一番分析推理：定值電阻R0阻值為20Ω，在沒有發(fā)生短路時(shí)，

甲、乙兩地之間的輸電線總電阻為R=2×40km×0.2Ω/km=16Ω，可見甲地與短路處之間的輸電線電阻值R線一定會小于定值電阻R0阻值;進(jìn)而由串聯(lián)電路電壓分配和電阻的關(guān)系，推理出甲地和短路處之間的輸電線電阻R線兩端電壓是2V，電壓表應(yīng)該與輸電線并聯(lián)，其對應(yīng)的等效電路如圖3所示.

在解答第2問時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律，可先求得通過輸電線的電流為I線=I0=U0/R0=4V/20Ω=0.2A，進(jìn)而求得R線=U線/I線=2V/0.2A=10Ω，最后計(jì)算出短路位置離甲地的距離s=25km.

2 錯(cuò)因探究

初見試卷上的此題，老師們一般比較樂觀，認(rèn)為“檢測輸電線短路位置”這類問題學(xué)生在教材中遇到過，解題時(shí)所用的也是電學(xué)部分重點(diǎn)知識，并且串聯(lián)電路的相關(guān)計(jì)算問題學(xué)生也多次練習(xí).但實(shí)測結(jié)果卻令人大跌眼鏡：本題滿分6分，本區(qū)考生的平均得分僅為2.63分.為什么得分情況如此之慘呢？原來，眾多學(xué)生在解答第1問時(shí)就步入了歧途——將電壓表錯(cuò)接在了定值電阻R0兩端.

究竟是什么原因?qū)е聦W(xué)生出現(xiàn)了此種錯(cuò)解呢？帶著這個(gè)疑問，筆者分別訪談了多位學(xué)生與教師.

2.1 學(xué)生自身的缺欠

參與訪談的幾位學(xué)生均說出了解答此題時(shí)的真實(shí)心理和思維過程，通過對學(xué)生反思性回顧的歸納，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在處理本題第1問時(shí)，有3種典型的思維表現(xiàn)：（1）在考慮電壓表連接位置時(shí)，只看到了試題配圖中畫出的定值電阻R0，在這一瞬間根本就沒有想到還有輸電線電阻的存在;（2）確實(shí)考慮到了電路中還串聯(lián)著輸電線的電阻，但由于此電阻的具體連接位置及大小均不知，想當(dāng)然地認(rèn)為應(yīng)把電壓表并聯(lián)在連接位置及大小均非常明確的定值電阻R0兩端;（3）本題可歸屬于“利用已知阻值的定值電阻和電壓表測電阻”問題，由于電源電壓已知，只要將電壓表與任一個(gè)電阻并聯(lián)，便可求得待測電阻的阻值，于是便把電壓表并聯(lián)在了定值電阻R0兩端.

值得一提的是，個(gè)別學(xué)生在回顧時(shí)還談到：開始時(shí)也是將電壓表并聯(lián)在了定值電阻R0兩端，但最后發(fā)現(xiàn)得出的計(jì)算結(jié)果是100km，明顯不符合實(shí)際（甲、乙兩地相距40km），于是最后改接到了輸電線兩端.透過只有個(gè)別學(xué)生能夠迷途知返的現(xiàn)象，可以發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生解題時(shí)是缺乏基本的解題回顧與反思意識的.

綜上可見，導(dǎo)致學(xué)生解題出錯(cuò)的原因，主要集中在了以下三方面：一是在處理與實(shí)際聯(lián)系較緊密的電學(xué)問題時(shí)，缺乏通過實(shí)際問題情景建構(gòu)電路模型的意識與能力;二是遇到具體問題時(shí)，習(xí)慣于想當(dāng)然或基于已有經(jīng)驗(yàn)機(jī)械套用，缺乏依據(jù)題目具體條件和物理概念、規(guī)律進(jìn)行分析推理的習(xí)慣與能力;三是解題反思意識嚴(yán)重欠缺.

2.2 教學(xué)方面的不足

與教師的訪談，主要是圍繞著與本道試題及典型錯(cuò)解相關(guān)的幾個(gè)問題展開的.

對于本道試題的母題——教材上那道“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第3題的教學(xué)，所有參與訪談的教師基本上都是這樣做的：由于教材原題告知了電流表和電壓表的示數(shù)，利用歐姆定律很容易求得電阻值，因此便沒有強(qiáng)調(diào)學(xué)生解題時(shí)應(yīng)畫出電路模型簡圖，也沒有特意強(qiáng)調(diào)處理實(shí)際問題時(shí)需要先抽象建構(gòu)物理模型.一些學(xué)生自己初做此題時(shí)確實(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，但主要是將“短路位置離甲地的兩條輸電線的長度”，誤認(rèn)為就是“短路位置離甲地的距離”，在講評時(shí)僅是重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了長度與電阻大小的轉(zhuǎn)換及距離計(jì)算，沒有考慮別的內(nèi)容.

在談到“特殊方法測電阻”之類問題的教學(xué)時(shí)，老師們?nèi)鐚?shí)介紹了具體做法：一般是采用小專題總結(jié)復(fù)習(xí)的形式，將有關(guān)的問題細(xì)致地分類，采用教師講解或師生問答的方式得出各種情況的解決方法，最后提供相關(guān)題目讓學(xué)生練習(xí).由于時(shí)間緊、內(nèi)容多，課上提供給學(xué)生自主思考、合作探究的機(jī)會不多，一般是老師講、學(xué)生聽（記），對具體思維方法和思維過程的介紹比較少.

許多教師還談到，在教學(xué)中，尤其是復(fù)習(xí)階段，由于手頭擁有大量的外來資料，加之認(rèn)為教材習(xí)題比較簡單，況且學(xué)生也都做過，布置給學(xué)生的練習(xí)一般是現(xiàn)成的成套單元練習(xí)或模擬試卷，教材基本無暇顧及.

綜上可見，教師在與此試題相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)上存在著如下問題：過于傾向與重視計(jì)算，物理思想方法的教學(xué)缺失;熱衷于將題目細(xì)致分類，告知解法后讓學(xué)生去練，缺少思維方法的指導(dǎo)與真正的思維訓(xùn)練;重資料、輕教材，布置給學(xué)生的練習(xí)題目太多、太雜.

盡管問題是從學(xué)生身上暴露出來的，但毋庸置疑，眾多學(xué)生解此道試題時(shí)出錯(cuò)，確實(shí)與以上這些教學(xué)不足密切相關(guān)：由于教師根本沒有意識到初中物理教學(xué)中還有物理建模這件事情存在，在相關(guān)問題的教學(xué)中，缺少基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)物理模型的抽象概括過程，導(dǎo)致學(xué)生缺乏通過問題情景建構(gòu)電路模型的意識與能力;由于在教學(xué)中對學(xué)生缺少思維方法的有效指導(dǎo)與真正的思維訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生處理問題時(shí)習(xí)慣于想當(dāng)然或基于已有解題經(jīng)驗(yàn)機(jī)械套用，缺乏深入分析推理的習(xí)慣與能力;由于迷信外來資料，片面地認(rèn)為熟能生巧，布置給學(xué)生的練習(xí)多而雜，導(dǎo)致學(xué)生為了完成作業(yè)而疲于奔命，根本沒有解后反思的時(shí)間與機(jī)會，造成學(xué)生沒有解題反思的意識與習(xí)慣.

3 教學(xué)啟示

3.1 要重視教材習(xí)題的研究與運(yùn)用

教材是課程資源的核心，課后習(xí)題是教材的重要組成部分，每道課后習(xí)題都是教材編寫專家們精挑細(xì)選后確定的.這些習(xí)題不僅注重了基礎(chǔ)性和針對性，而且具有很強(qiáng)的典型性與代表性，許多習(xí)題蘊(yùn)含著多種變化，具有一定的反思、拓展和再創(chuàng)造的空間.這些層次不同、形式多樣的習(xí)題既是高品質(zhì)的課程資源，也是教學(xué)評價(jià)試題的主要來源.近年來，許多省市的中考物理命題，為了利于不同學(xué)力水平學(xué)生的正常發(fā)揮，確保測試的公平與客觀，從教材習(xí)題中汲取命題素材是常用的策略之一.除了將教材中的原題直接選為試題，更多的是對教材原題進(jìn)行別具匠心的重構(gòu)打磨，做適度的改編.這種基于教材、以教材為本的命題策略，其導(dǎo)向與意圖也是提醒教師在教學(xué)中要重視教材的研究與運(yùn)用.

從中考命題情況來看，對于教材習(xí)題的處理，企圖通過反復(fù)練習(xí)或者反復(fù)強(qiáng)調(diào)，僅僅停留在使學(xué)生會解答原題的層面是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的.對于教材中的典型習(xí)題，不能簡單地以題論題、做完了事，還應(yīng)該在解后反思與總結(jié)的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步深挖教材習(xí)題的發(fā)散因素，充分釋放典型習(xí)題中的隱性能量，通過對教材習(xí)題的正向拓展與逆向變化，將學(xué)生的思維不斷引向深入，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，增進(jìn)學(xué)生的理解，發(fā)展學(xué)生的策略遷移能力.

3.2 要重視物理建模能力的培養(yǎng)

科學(xué)思維是物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的一個(gè)重要方面，包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素，其中模型建構(gòu)、科學(xué)推理是科學(xué)思維的基礎(chǔ).

物理問題的分析與解答過程，實(shí)際就是對物理模型進(jìn)行識別、建構(gòu)以及應(yīng)用的過程.目前初中階段訓(xùn)練的習(xí)題大多是“直接跳過物理現(xiàn)象到達(dá)經(jīng)過習(xí)題編制人員抽象、概括后的物理模型”[3]，如此類型習(xí)題的訓(xùn)練，由于過于重視培養(yǎng)學(xué)生的“用?！保鲆暳俗铌P(guān)鍵的“建?！?，導(dǎo)致學(xué)生對基于實(shí)際問題的物理情境理解與建模能力非常薄弱.基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向的考試命題，已逐步從理想模型走向?qū)嶋H問題，進(jìn)一步加強(qiáng)了對學(xué)生將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理問題并加以解決的能力考查.因此，提高學(xué)生的物理建模能力是教學(xué)中應(yīng)該特別注意的一個(gè)問題.教學(xué)中，教師要努力利用真實(shí)的情境，有意識地向?qū)W生介紹物理模型建立的方法和技巧，引導(dǎo)學(xué)生以模型構(gòu)建為基礎(chǔ)來分析各類實(shí)際問題，進(jìn)而不斷培養(yǎng)和提高學(xué)生對建模思想的理解和運(yùn)用能力，并在建立正確物理模型的基礎(chǔ)上，通過充分思考、討論，遷移相關(guān)物理知識與方法，嘗試根據(jù)已有的事實(shí)、條件，對物理問題進(jìn)行邏輯推理和論證，切實(shí)提高科學(xué)思維的能力[4].

3.3 要優(yōu)化物理習(xí)題教學(xué)策略

教育心理學(xué)研究表明，“大運(yùn)動(dòng)量”的習(xí)題會使學(xué)生的大腦由興奮轉(zhuǎn)向抑制，造成學(xué)生對于作業(yè)往往只求能做完即可.“題海戰(zhàn)術(shù)”的目的是企圖通過超量的練習(xí)，使學(xué)生解題達(dá)到熟練化、自動(dòng)化，這實(shí)質(zhì)上是將解決物理問題這一高度意識水平的智力活動(dòng)用意識水平較低的技能來替代[5].而在解決物理問題中，需要的是學(xué)生的高級思維活動(dòng)，僅靠熟練的技能及條件反射式的反應(yīng)是不能解決新的物理問題的.因此，習(xí)題教學(xué)的選題必須由“多而雜”轉(zhuǎn)向“少而精”，必須注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練.

“將題目細(xì)致分類，告知解法后讓學(xué)生去練”的習(xí)題教學(xué)方法，重視的是讓學(xué)生直接套用思維的結(jié)果，缺少思維過程的有效引導(dǎo)與充分暴露，學(xué)生不能真正經(jīng)歷觀察、發(fā)現(xiàn)、猜想、推理、驗(yàn)證等活動(dòng)過程，缺乏完整而獨(dú)立的思維訓(xùn)練，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生思維能力的發(fā)展.此種教學(xué)方法導(dǎo)致學(xué)生處理問題時(shí)，往往不是具體問題具體分析，而是遇到題目先搜腸刮肚地回憶各類題型和解法，然后想當(dāng)然地生搬硬套.在教學(xué)中，必須改變這種把解題窄化為“術(shù)”的訓(xùn)練的不良做法，使“思維的教學(xué)”真正落到實(shí)處.要為學(xué)生營造獨(dú)立思考的氛圍，搭建思維的平臺，引導(dǎo)學(xué)生從基本物理概念、基本物理規(guī)律出發(fā)，按照一定的思維程序分析問題，讓學(xué)生從思維過程中體會和感悟問題解決的基本方法，在“為什么這樣做”“怎樣想到這樣做”上多做思維碰撞與交流.習(xí)題教學(xué)中還應(yīng)該加大變式訓(xùn)練力度，以提高學(xué)生思維的廣闊性、靈活性和變通性，并且注意培養(yǎng)學(xué)生解后反思的習(xí)慣與能力.

4 結(jié)束語

學(xué)生的答題情況是教師教學(xué)情況的一面鏡子，能夠真實(shí)地映射出教師教學(xué)的得與失.重視對學(xué)生典型錯(cuò)解的剖析與反思，有助于教師有針對性地改進(jìn)自己的教學(xué)策略、優(yōu)化教學(xué)行為，這也是落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)、切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量的一條必由之路.

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（收稿日期：2020-03-17）