高中物理常見錯誤歸因及糾錯策略

高中物理常見錯誤歸因及糾錯策略趙灣中學(xué)劉連鵬【摘要】“錯誤”在物理學(xué)習(xí)過程中是不可避免的，是物理教學(xué)中的重要資源，是突破物理學(xué)習(xí)瓶頸的“金鑰匙”。教師應(yīng)圍繞“錯誤”開展針對性教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生“積錯”、“理錯”，進而“糾錯”、“消錯”，培養(yǎng)學(xué)生良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高物理學(xué)習(xí)能力。引導(dǎo)學(xué)生從物理概念、物理規(guī)律和物理建模等方面對常見錯誤進行歸因，并從課堂“試誤”教學(xué)、課后“錯題集”和實驗教學(xué)三環(huán)節(jié)實施高中物理的糾錯策略?！娟P(guān)鍵詞】高中物理錯誤歸因糾錯策略物理是高中階段比較抽象、深奧的學(xué)科，學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)認知偏差是教學(xué)活動中的正?，F(xiàn)象。學(xué)生在課堂、作業(yè)、考試、實驗操作等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)各種“錯誤”，包括:不能正確理解物理概念、不能準確掌握物理規(guī)律、不能合理使用物理研究方法，等等。美國教育家杜威指出:“真正思考的人從自己的錯誤中吸取知識比從自己成就中吸取的知識更多，錯誤與探索相聯(lián)姻，相交合，才能誠如斯言，“錯誤”中潛伏著教師教與學(xué)生學(xué)兩方面的大量信息孕育出真理?！薄菍嵤┯行Ы虒W(xué)的重要前提;“錯誤”中隱藏著學(xué)生整體與個體兩層次的學(xué)習(xí)密碼——面上共性的錯誤就是事實上的教學(xué)難點，點上個體的錯誤則是因材施教的基本依據(jù)?！板e誤”是到達“正確”的必由之路，是物理教學(xué)活動中的重要資源，是突破學(xué)生物理學(xué)習(xí)瓶頸的“金鑰匙”。教師如果能夠緊緊圍繞“錯誤”開展針對性的教學(xué)，切實體現(xiàn)因材施教，通過設(shè)計科學(xué)合理的教學(xué)步驟和手段引導(dǎo)學(xué)生“識錯”、“積錯”、“思錯”、“理錯”、“糾錯”、“消錯”，這樣的教學(xué)將極有可能成為體現(xiàn)輕負高質(zhì)、具有個性特色、深受學(xué)生歡迎的有效教學(xué)。一、常見錯誤歸因1、由于不能正確理解物理概念而產(chǎn)生的錯誤物理概念是人們頭腦中對客觀事物的物理共性和本質(zhì)特征的反映，是對物理事物和物理過程的抽象概括，是物理基礎(chǔ)理論知識的重要組成部分。學(xué)習(xí)物理的過程，其實是在不斷地建立物理概念的過程。如果不理解概念的本質(zhì)、運用條件和范圍，就無法真正掌握物理概念的內(nèi)涵和外延，就不可能真正掌握物理基礎(chǔ)知識，就談不上應(yīng)用知識解決實際問題。在學(xué)習(xí)物理概念過程中經(jīng)常會出現(xiàn)以下幾種錯誤:1.1概念混淆。物理中經(jīng)常會出現(xiàn)相似的概念，造成部分學(xué)生辨析困難。如速度、速度變化量與速度變化率;衛(wèi)星的環(huán)繞速度與衛(wèi)星的發(fā)射速度;交變電流的瞬時值、有效值、平均值和最大值等。1.2前概念影響科學(xué)概念。在正式學(xué)習(xí)物理概念之前，學(xué)生已經(jīng)對物理想象有自己的理解，這對科學(xué)概念的建立形成極大的干擾。如學(xué)生會認為踢出去的足球在空中還受到一個向前的力作用;斜面上下滑的物體受到一個下滑力的作用;作圓周運動的物體受到一個向心力的作用;速度為零的地方物體處于平衡狀態(tài)??1.3不能正確理解概念的內(nèi)涵與外延。學(xué)生在鞏固知識時往往采用多做習(xí)1題、多記公式的方式來達到目的,卻忽視了對概念本身的理解，往往導(dǎo)致不能正確理解概念的內(nèi)涵與外延。如學(xué)生會認為處于超重狀態(tài)的物體只能豎直向上運動;摩擦力的方向與運動方向相反;平均速率就是平均速度的大小??2(由于不能正確掌握物理規(guī)律而產(chǎn)生的錯誤物理規(guī)律(包括物理定理、定律、原理、法則、公式等)反映了物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律，它反映了物質(zhì)運動變化的各個因素之間的本質(zhì)聯(lián)系，揭露了事物之間的內(nèi)在聯(lián)系,是高中物理知識體系的樞紐。學(xué)生由于感性認識不足，不能正確掌握物理規(guī)律的思路和方法，為此在物理規(guī)律學(xué)習(xí)運用過程中經(jīng)常出錯，常見以下三種錯誤情形:2.1不符合物理規(guī)律條件?！耙磺幸詴r間、地點和條件為轉(zhuǎn)移”(恩格斯語)。物理規(guī)律往往都是在一定的條件下建立或推導(dǎo)出來的，只能在一定的范圍內(nèi)使用，超越這個范圍，物理規(guī)律則不成立。學(xué)生在使用時往往會忽略這一點。如牛頓運動定律只適用于宏觀、高速的物體;萬有引力定律只適用于質(zhì)點;歐姆定律僅適用于純電阻電路，等等。2.2不能選擇恰當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律解決問題。有些物理規(guī)律相近或相關(guān)，學(xué)生們經(jīng)常會混淆它們，以至于無法選擇恰當(dāng)?shù)囊?guī)律求解問題。例題:地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r,運行速度為v。地球赤道上的物體隨1地球自轉(zhuǎn)的速率為v,已知地球半徑為R,求v/v是多少,212該問題是天體運動中的典型問題，學(xué)生往往錯誤地認為赤道上的物體和同步衛(wèi)星一樣都是萬有引力提供向心力。2.3思維定勢帶來的負遷移。在物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生經(jīng)常會按某種固定的思路和模式去考慮問題，而沒有進行科學(xué)的分析。例題:物體A放在光滑水平桌面上～用一根細繩系住物體～若在繩的另一端用mg的力拉物體A時～A的加速度為a1～若在繩的另一端掛一質(zhì)量為m的物體時～A的加速度為a2～則()A、a1>a2B、a1<a2C、a1=a2D、無法確定學(xué)生總會覺得兩種情況下繩子上拉力一樣，故物體加速度一樣，因此錯誤地選擇C。3.無法正確建立物理模型而產(chǎn)生的錯誤所謂物理建模就是將物理對象或物理過程通過抽象、理想化、簡單或類比的方法形成物理模型。建立正確的物理模型不僅考察學(xué)生的知識水平，還考察學(xué)生的思維能力，因此，合理建立模型是學(xué)習(xí)中的難點，也是解題的易錯點。具體分下述兩種情況:3.1無法正確建立實物模型。實物模型是物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。高中階段接觸到模型如質(zhì)點、彈簧振子、理想氣體、點電荷、原子核式結(jié)構(gòu)等，但學(xué)生自己思考問題時，經(jīng)常忽略模型成立的條件。例題:一條不可伸長的輕繩的下端系一質(zhì)量為m的木桿～有一質(zhì)量為M的人～靜止在桿上～某一瞬間～繩子突然斷了～人為了還能在原位靜止～它應(yīng)使桿向下加速運動的加速度為多大,部分學(xué)生錯誤認為由于人手是動的，所以人不處于平衡狀態(tài)。3.2無法正確建立過程模型。過程模型一般用于分析物理事件發(fā)生的過程,建立物理圖景。高中階段接觸到的模型如簡諧運動、勻速直線運動、勻變速直線運動等。由于思維能力限制，學(xué)生無法正確建立過程模型。例題:擺球質(zhì)量為m～擺線長為l～若將小球拉至擺線與水平方2向夾30?角的P點處～然后自由釋放～試計算擺球到達最低點時的速度和擺線中的張力大小。學(xué)生往往錯誤地認為物體直接做圓周運動擺到最低點。二、糾錯策略作為一線物理教師，不但要分析錯誤歸因，還要引導(dǎo)學(xué)生正確認識“錯誤”，并合理利用“錯誤”資源，甚至有意識地讓學(xué)生嘗試“錯誤”的活動，這樣不僅有利于教師對學(xué)生錯誤的診斷和治療，還有利于學(xué)生的自我診斷和治療，從而達到最終糾正錯誤、減少錯誤出現(xiàn)的目的。1、課堂上活用“試誤”教學(xué)，提高學(xué)生認知能力美國著名的教育心理學(xué)家桑代克(E.L.Thorndike)認為，動物的基本學(xué)習(xí)方式是“試誤”學(xué)習(xí)。人類的學(xué)習(xí)方式可能要復(fù)雜一些，但本質(zhì)是一致的。學(xué)習(xí)就是不斷犯錯、又不斷改錯的過程。1.1新課教學(xué)。為幫助學(xué)生理解概念、規(guī)律的內(nèi)涵與外延，以及與相近概念、規(guī)律之間的聯(lián)系與區(qū)別，教師可以根據(jù)以往經(jīng)驗，圍繞教學(xué)中的重點、難點、疑進行針對性的問題體驗，以誘使學(xué)生充點和易錯點精心設(shè)計一些“錯誤”情境,分暴露錯誤或薄弱點,然后具體分析、對癥下藥。這種“試誤”教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的糾錯欲望，還能培養(yǎng)學(xué)生自主探究的意識，有效提高認知能力。案例:為明確功的表達式適用于恒力～我設(shè)置了下面一個問題:有一臺小型石磨～某人用大小恒為F～方向始終與磨桿垂直的力推磨。假設(shè)施力點到固定轉(zhuǎn)軸的距離為L～在使磨轉(zhuǎn)動一周的過程中～推力做了多少功,學(xué)生暴露錯誤:認為W=FS，得W=0J。教師點撥:功的公式適用范圍是什么,學(xué)生分析錯誤:功的公式適用于恒力，由于力F方向不斷變化，因此是一個變力，不能直接用功的表達式，應(yīng)將軌跡分成無限多小段，每一段曲線近似為直線，力F的方向也近似與這一小段的軌跡重合，則每小段均可看作恒力做功過程。運用恒力作功的計算式求出各小段推力做的功:則轉(zhuǎn)動一周過程中推力做的功學(xué)生反思錯誤:物理公式成立是有前提和條件的。1.2復(fù)習(xí)課與習(xí)題課教學(xué)。復(fù)習(xí)課與習(xí)題課都是物理教學(xué)不可缺少的組成部分，在這些課堂類型上，建構(gòu)典型例題的延伸點，合理設(shè)置沖突環(huán)節(jié)，有利于對物理概念和物理規(guī)律的延續(xù)與深化，有利于提高學(xué)生解決物理問題的能力和科學(xué)表達能力，有利于優(yōu)化學(xué)生的思維過程。案例:為了明確靜摩擦力的特點～我設(shè)置了下面的對比問題——A、B兩物體疊放在粗糙水平面上～?在拉力F作用下一起向右做勻速直線運動～則A、B間靜摩擦力有沒有,如果有～A受到摩擦力方向朝哪里,?在拉力F作用下一起向右做勻加速直線運動～則A、B間靜摩擦力有沒有,如果有～A受到摩擦力方向朝哪里,3學(xué)生暴露錯誤:認為兩種情況下B相對A都有向左的運動趨勢，故都有向右的摩擦力。教師點撥:如果?問題中B受到摩擦力，B是否能勻速運動,學(xué)生分析錯誤:如果B受到摩擦力，B將不做勻速直線運動。學(xué)生反思錯誤:?中問題A、B沒有相對運動趨勢，當(dāng)相對運動趨勢難判斷時，物體間的靜摩擦力，要結(jié)合運動狀態(tài)判斷。2、課后善用“錯題集”，提高學(xué)生反思能力學(xué)生錯誤可能出現(xiàn)在課堂、考試、實驗操作中，也可能出現(xiàn)在平時作業(yè)、各種練習(xí)中。教師不可能在課堂上解決所有問題，對于個別錯誤，如果聽之任之，不做任何分析和反思，問題就得不到真正的解決，對物理知識也就達不到本質(zhì)上的認識，甚至形成習(xí)慣性錯誤。“積錯”、“理錯”(積累錯誤、整理錯誤)的過程是學(xué)生“知己”、教師“知彼(生)”的過程，是為“糾錯”“、消錯”(糾正錯誤、消滅錯誤)進行的基礎(chǔ)工作，是教師實施因材施教、個性化教學(xué)的必然要求。如學(xué)生能及時發(fā)現(xiàn)自己的錯誤，分析錯誤原因，進行及時的糾正和補救，就會彌補知識和認知上的漏洞，在不斷反思中找出自己的薄弱環(huán)節(jié)，使學(xué)習(xí)重點突出，學(xué)習(xí)更有針對性，并可將學(xué)生從無的放矢、低效無效的“題海戰(zhàn)術(shù)”中解救出來。使用“錯題集”是一種好的方法，為了確保行之有效，教師應(yīng)做好以下三點:2.1提高學(xué)生認識，以求持之以恒?！板e誤”常意味著被教師批評、放棄，被同學(xué)輕視、奚落，學(xué)生會陷入越錯越?jīng)]自信、越錯成績越差的惡性循環(huán)中，甚至患上物理恐懼癥。為此教師要培養(yǎng)學(xué)生積極健康的物理學(xué)習(xí)心態(tài)，從把“錯誤”當(dāng)包袱、壓力、禁忌，轉(zhuǎn)到視“錯位”為學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)機會和學(xué)習(xí)方法，從害怕、回避“錯誤”，到承認、歡迎“錯誤”。使用“錯題集”經(jīng)常要摘抄題目，學(xué)生實行起來會覺得麻煩。教師應(yīng)曉之以理、曉之以“利”，指導(dǎo)學(xué)生對錯題實施“跟蹤打擊”、“定點清除”，做到及時記錄整理，及時“糾錯”、“消錯”，真正做到不真懂絕不放過，切不能似是而非、不懂裝懂。2.2指導(dǎo)建立方法，以求訓(xùn)練思維?！板e題集”建立過程中，不能僅僅只做摘抄錯題和訂正答案的表面工作。教師還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生“解剖錯題”、學(xué)會分析錯題的方法，從而建立能即刻管用、長久可用(分類分級、便于查詢、重復(fù)利用)的“錯題集”。以下是筆者輔助學(xué)生的簡表:錯題集,樣表,知識點名稱錯誤題目錯誤原因此類題目解法或思路變式題錯題等級與來源2.3錯題資源共享，以求共同提高。在保護學(xué)生自尊的前提下，教師可借機開展“錯題集”交流展示活動，引導(dǎo)學(xué)生樹立“錯題資源共享”意識，讓“錯題集”既發(fā)揮“強攻己錯”的作用，又發(fā)揮“警戒他錯”的作用。既要避免屢犯自己的“老錯誤”，也要減少犯其他同學(xué)曾有過的“錯誤”。43、實驗中巧用“錯誤”，提高學(xué)生操作能力物理是一門實驗科學(xué)，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴格的物理實驗為基礎(chǔ)，并受到實驗的檢驗。因此，在教學(xué)中，應(yīng)著力開展物理實驗，培養(yǎng)學(xué)生觀察、實驗、分析、歸納等實驗?zāi)芰?。教師不能僅局限于物理教材所安排的分組實驗和演示實驗，還要引導(dǎo)學(xué)生自制實驗器材，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗方法解決物理問題。3.1采用問題暴露法開展常規(guī)實驗教學(xué)。在平常實驗教學(xué)中，教師總是面面俱到地講，事無巨細地要求，學(xué)生反而不能正確使用實驗器材、不能合理設(shè)計實驗。教師不妨采用問題暴露的方式，讓不同學(xué)生的錯誤呈現(xiàn)出來，并且把錯誤作為資源展示出來，采用小組互評的方式，其他同學(xué)幫助分析并引以為戒，甚至對特別突出的錯誤可以采用先錄像再讓大家點評的方式(保證不傷害學(xué)生自尊的前提下進行)。例如基本物理儀器的使用，我采用的就是學(xué)生互評的方法，教學(xué)效果很好。3.2利用習(xí)題實驗教學(xué)。針對習(xí)題中的共性錯誤開展專門實驗教學(xué)。實驗操作能將抽象思維具體形象化，是一種直觀的解決問題方式，可以彌補學(xué)生感性認識的不足,降低問題的難度，可以使學(xué)生的能力與知識同步增長，綜合素質(zhì)全面提高。為此，在條件允許的情況下，教師應(yīng)多開展針對學(xué)生中共性“錯誤”問題的專門實驗教學(xué)，以圖盡可能采用實驗演示手段、讓學(xué)生在直接動手中“釋疑”、“解惑”。案例:在“重的物體下落快還是輕的物體下落快”這個問題上～學(xué)生總覺得重的物體下落快～教師可以取一輕一重兩張薄紙板～把其中輕的一張揉成團～再讓它們同時下落～結(jié)果會發(fā)現(xiàn)輕的物體下落快。在《給教師的一百條新建議》一書中，教育專家鄭杰認為:“學(xué)校是學(xué)生犯錯誤的地方”、“學(xué)生就是在不斷的錯誤中成長起來的”。這個觀點本意是針對學(xué)生思想與道德成長的，其實高中生的學(xué)科學(xué)習(xí)、知識技能的增長何嘗不更是如此呢,不少教師在教育上，習(xí)慣用堵的方式，學(xué)生一旦犯了錯誤，動輒懲罰，其結(jié)