丁楊泉 朱建武
(江蘇省如東縣馬塘中學,江蘇 南通 226401)
在高中物理教學中,教師總會發(fā)現(xiàn)一些錯題,錯題是指不符合簡單、自洽原則的習題或試題。錯題具有較強的隱蔽性,沒有一定的經(jīng)驗積累,不經(jīng)深入地探討,一般難以看出癥結(jié)所在,錯題中分析、解決問題的思路方法會產(chǎn)生遷移、影響同類問題的處理。但錯題也是很好的教學資源,教師不要談“錯”色變,刻意回避或放棄,而應理性對待,智慧處理?,F(xiàn)以一道在高中物理教學中普遍使用的錯題為例,通過三個層面深入挖掘和精準透視錯題的成因,促進學生形成正確的物理觀念,掌握科學的思維方法,增強科學探究能力,培養(yǎng)批判精神和創(chuàng)新思維能力,從而有效培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)。
錯題應為命題人粗心大意的產(chǎn)物,其根本原因是命題人在不知不覺中產(chǎn)生了主觀臆斷和想當然。即使是錯題的命題人,也有著良好的“初心”,誰都不情愿煞費苦心地編制出一道錯題。在教學中,教師面對已經(jīng)確認的錯題,最好先沉住氣,要善意理解命題人的命題意圖和用心,進而產(chǎn)生正面導向作用,現(xiàn)以一道高中物理教學中的錯題為例來說明。
原題:在平行于紙面內(nèi)(應改為“在豎直平面內(nèi)”,否則備選項中“方向豎直向上”無從說起)的勻強電場中,有一電荷量為q(須補上“質(zhì)量為m”,備選項表達式中的物理量都應為已知量)的帶正電粒子,僅在電場力作用下,粒子從電場中A點(宜補上“以水平向右的初速度”,使備選項中“方向斜向左下方”意義更明確)運動到B點,速度大小由2v0變?yōu)関0,粒子的初、末速度與AB連線的夾角均為30°,如圖1所示,已知A、B兩點間的距離為d,則該勻強電場的電場強度( )。
圖1
物理命題中的表述應該清楚、完整、明確,原題中幾處較明顯的瑕疵已被筆者修正,有的地方仍保留了其中的錯誤表述。
師生討論解法:帶電粒子僅受勻強電場的電場力作用,合力、加速度都為恒矢量,而粒子從A運動到B時速度方向發(fā)生了改變,故它必定做勻變速曲線運動。因此采用運動合成與分解的方法,化曲為直、化繁為簡,將該運動分解為在水平方向和豎直方向上的分運動。
學生通過以上討論,找出題中存在的瑕疵,強化了勻強電場中帶電粒子的運動求解方法,掌握了解題思路,提升了自主學習能力,有利于學生今后能夠觸類旁通,正確分析并解決同類或相似問題。命題人的命題初衷和目標顯而易見,經(jīng)過正面引導,錯題對于學生掌握知識、提升能力也能發(fā)揮一定的作用。
在教學中為了引發(fā)學生進一步深入思考,在思考與研究中發(fā)現(xiàn)題目的缺點和不足,在此基礎上引導學生糾錯,讓學生的思維向高階思維發(fā)展。教師設計問題,引發(fā)學生反思,換用不同的思路、方法解決問題,在求異中發(fā)現(xiàn)矛盾,從而大膽質(zhì)疑,親歷主動發(fā)現(xiàn)錯題的過程,提升學生的科學思維能力。
在題目解出之后,教師不經(jīng)意地提出問題:題目中的帶電粒子僅受勻強電場的電場力,為恒力,此力的方向可以確定嗎?可通過什么途徑來確定?
圖2
對完全相同的物理過程及已知條件,采用兩種不同的思路和方法,為何得出了不同的解題結(jié)果呢?
一石激起千層浪,矛盾結(jié)果促使學生的頭腦“風暴”驟起。他們反復檢查和論證這兩種解題方法,一種方法運用了運動分解,另一種方法運用了恒力做功公式和動能定理,可以確認這兩種解題方法都沒有問題,為何“異曲”不能“同工”?既然解題方法沒錯,那問題的根源究竟在哪?學生樂于求異思維,敢于質(zhì)疑,追根溯源,這是激勵他們靈活運用物理原理和方法、勇于探究的良好開端。
發(fā)現(xiàn)問題之后,教師要設法引導學生去尋找解決問題的辦法,通過推理、論證題目錯在何處、為何出錯、如何糾錯,激發(fā)學生敢于獨辟蹊徑解決問題,訓練了學生的創(chuàng)新思維,有效培養(yǎng)了學生的核心素養(yǎng)。
(1) 原因分析
學生甲的分析如下:粒子從A到B作勻變速曲線運動,電場力F為恒力,且F與vB垂直,可以建立如圖3所示的直角坐標系,A點在坐標原點。粒子沿x軸正方向做勻速直線運動,其分速度vx=vAcos60°=v0,分位移xAB=v0t=dcos30°,推得:粒子沿y軸正方向做勻減速直線運動,其初始分速度在B點的分速度vBy=0,分位移推得:顯然,兩個方向上的運動學推論自相矛盾,違背了自洽性原則,這表明原題設想的運動過程不可能真實發(fā)生,題目設計存在錯誤。
圖3
(2) 問題解決
找到了錯誤之處和出錯原因,還得設法糾正。
學生丙修正如下:不妨將原題修改為“粒子的初、末速度與AB連線的夾角分別為α和β,且α+β=60°”,原圖改為圖4。
圖4
從課堂表現(xiàn)來看,學生在學習過程中常常會靈感爆發(fā),各顯神通,有效激發(fā)了他們的學習熱情,提升了他們的創(chuàng)新思維能力。所以,在高中物理教學中要理性對待錯題,做到精準透視、智慧處理;真正用好錯題,提高學生的物理學科核心素養(yǎng)。