在错误中感受学习物理的过程（修改1）

1、在错误中感受学习物理的过程上海市三灶学校 张贵在学习初中物理的过程中，学生总会犯这样或那样的错误。有些学生是因生活经验导致错误；有些学生是由于思维定势引起错误；还有些学生思维能力较弱致使错误。然而这些错误往往会使学生的无意注意转化为有意注意，甚至可以激发学生的主动性和积极性，形成有意后注意。只要教师加以引导，就能让学生在错误中感受学习物理的过程。这种过程往往是重要且深刻的，能够充分发展学生的思维能力，这也正是思维方法的一种体现。笔者就上述三种错误举出具体案例，分析错误产生的原因，提出相应的教学策略。仅为拙见，旨在能够抛砖引玉。一、巧用生活经验的错误，引发思维冲突初中学生对生活有着一定的感受和经

2、验，然而有些经验在某些时候却并不准确，当日常概念的含义与科学概念的内涵不一致时，学生就会在学习的过程中“犯错”。正因为这些错误的生活经验，往往会干扰学生认识新的物理知识。【案例1】在温度的教学中学生对温度是有一定的感受的，因为学生能够在日常生活中直接感知到，所以很容易判断出物体的冷热程度。比如说热水和冷水，只要用手去触摸即可作出正确的判断。但如果让学生用手去分别触摸课桌的木质的桌面和铁质的桌腿，学生的感受肯定是铁质的桌腿要冷一些。这种认识对我们温度的教学时不利的，因为我们知道，桌面和桌腿的冷热程度应该是相同的，因为它们都是在教室这个同一环境中！学生为什么会犯错呢？在心理学中可以归纳为“错觉”。

3、真正原因是由于铁的导热性比木头强，吸收了手上更多的热量，便感觉铁质的桌腿冷一些。但对于这种经验错误往往是很好的教学资源。我们可以利用这种感觉上的错误使学生产生思维冲突，激发学习兴趣。让学生的两只手浸入温水中，两只手的感受是否相同？学生尝试，几乎相同。然后将两只手分别浸入热水和冷水中，有的学生“哇”的一声，这是“冰火两重天”的感觉。浸入一段时间（30秒）后，再把它们一起浸入温水中时，两只手的感受又是否相同？学生再尝试，发现两只手的感觉是不同的，原来放在热水里的手现在感觉温水较冷，而原来放在冷水里的手现在感觉温水较热。奇妙的感觉！明明是同一盆温水，为什么会有不同感觉呢？学生感到疑惑的同时，教师加以

4、引导：事实上，同一盆水的温度当然是相同的，两只手的感觉不同，说明了人的感觉往往是不可靠的，为了进行可靠的比较，引入温度这一物理量来客观地表示物体的冷热程度。将生活经验的“错觉”和新知识进行强烈的对比，学生如果能够亲身体验这种思维冲突，不仅能激发学生的学习兴趣和学习动机，更能让学生感受经验错误到正确方法的思维过程。图1二、突破思维定势的局限，进行体验式教学学生通过学习和训练，对一些知识掌握得比较牢固了，但同时也形成了一种思维定势。当遇到新的情景时，有时反而会产生消极影响，不利于问题的解决，从而使学生在采用已掌握的知识和方法去解决问题时“出错”。【案例2】在电路故障分析题中在电路类型判断的学习中，

5、学生已经掌握了“去表法”来判断电路是简单电路、串联电路还是并联电路。所谓“去表法”就是在分析电路类型时可以将电流表看做导线、电压表看做断路。但在电路故障分析中，这种“去表法”却让学生遇到了困难。如图2所示，闭合电键，电压表有示数。已知电路中各处均接触良好，除灯L和电阻R外，其余元件均完好。若R断路，则电压表的示数如何变化？学生利用“去表法”把电压表看成了断路，当R断路时，判断出整个电路都是断路，无电流通过，因此此时电压表示数为零，示数变小。图2图3很显然学生做错了，究其原因就是思维定势所造成的。当新的问题与先前解决的问题不同时，就会阻碍新问题的解决。为了帮助学生克服思维定势的消极作用，可先让学

6、生有直观的感受，通过实验来得出结论。即利用四节新干电池、电压表、小灯泡、固定电阻、电键及若干导线进行实验，观察灯泡的亮度和电压表的示数。再断开电键，拿掉固定电阻，闭合电键，即还原了题目原型。这时学生发现自己错了，小灯泡不亮、电压表的示数并不是零，而是6伏，与电源电压相同！这说明电压表中有微弱电流通过！这让学生们始料未及！为了让学生对其有更深层次的的认识，可提出一个问题：大家能不能根据小灯泡上的“2.2V 0.2A”来计算出小灯泡的电阻？学生利用欧姆定律很快算出小灯泡的电阻R1=11。同时，利用投影仪让学生记下电压表选“03V”量程时的电阻R2=3K（如图3）。好的，U=6V、R1=11、R2=

7、3000，你能否算出电路中的电流I、小灯泡两端电压U1和电压表两端的电压U2呢？学生通过计算得出I=0.00199A，U1=0.022V，U2=5.978V。学生恍然大悟！原来小灯泡两端的电压这么小、电流也这么小，难怪小灯泡不亮，而电压表的电压真的非常接近电源电压，当然显示6伏！感悟后可“步步紧逼”：你能根据欧姆定律和串联电路的特点及分压作用简单地分析一下，为什么电路中电流很小、电压表显示电源电压呢？学习优秀的学生能够回答：电压表电阻很大，电路中总电阻就很大，根据欧姆定律，电路中电流就很小；电压表和小灯泡串联，由于电压表电阻远远大于小灯泡的电阻，根据分压作用，电压表分得的电压远远高于小灯泡分得

8、的电压，所以显示电源电压。相当精彩！原来此时的电压表并不能看做断路，而要看成一个用电器，是它“瓜分”了几乎全部的电源电压！学生豁然开朗起来！如何突破学生因思维定势而造成的认识错误？这需要从多个角度加以矫正。一方面可以通过实验让学生直观感受，另一方面通过定量的计算让学生得以体验，还有就是可以通过定性的分析让学生加以巩固，达到对知识的深刻理解。三、针对思维层次的不同，进行分层教学我们不得不承认每个学生的思维层次不尽相同：思维能力较强的学生，在遇到复杂而困难的问题时，善于灵活而综合地运用各种知识进行假设、推理、试验，促进问题的解决；而思维能力较弱的学生，则往往容易受定势的消极影响或囿于书本和固定程序

9、，导致问题解决的效率不高，引发对概念理解的错误。【案例3】对机械功的概念的理解机械功在课标中的学习水平界定是理解级，是学生初中物理中第一次接触的过程量。在一些习题中，思维能力一般或较差的学生往往会在以下几种类型中出现错误：图4（1）某同学进行铅球测试，推出去的铅球在空中运动过程中推力对铅球_（选填“做了功”或“没做功”）（2）某人用10牛的力使物体移动了4米的距离，则（ ） A 他对物体所做的功一定是40焦。 B 他对物体所做的功一定不是40焦。 C 他对物体所做的功一定是0焦。D 他对物体所做的功不一定为40焦。（3）如图4所示，利用轻质滑轮将中100牛的重物提升2米，求力F所做的功。学生的

10、典型错误：在第（1）题中认为有力有距离，所以做了功；在第（2）题中直接用力10N来乘以4m，错选了A；在第（3）题中认为使用轻质动滑轮可以省一半力，F=50N，W=Fs=50N×2m=100J。学生错误的主要原因出在对机械功的两要素“作用在物体上的力合物体在力的方向上移动的距离”的理解上。第（1）题错在推力是一种接触力，“铅球在空中运动过程中”，推力已经消失，没有力，谈何来做功？第（2）题“物体移动了4米的距离”，并没有强调是在力的方向上移动的距离。联想我们在课堂中的“提椅子”活动，便可知道可能是0焦或40焦。第（3）小题错在研究对象上。力F的受力物体是绳子，而2m的距离是重物上升的

11、距离。绳子自由端在力F的方向上移动的距离应该是重物上升距离的两倍，即s=4m，所以W=Fs=50N×4m=200J。我们要对功的两要素进行深入挖掘，“作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离”中的两个“物体”指的是同一物体！针对错误的分析，在教学中可以通过变式训练，进行分层教学，使不同层次学生的思维能力得以相应的提高。在教学过程中，笔者设计了以下的变式练习：1、将第（1）小题修改为：某同学进行铅球测试，从推铅球到铅球离开手之前的过程中_（选填“有”或“没有”）推力，推力对铅球_（选填“做了功”或“没做功”）；推出去的铅球在空中运动过程中_（选填“有”或“没有”）推力，推力对铅球_

12、（选填“做了功”或“没做功”）。图5题目设计目的是让学生细化过程分析，让学生充分感受机械功是一个过程量，分析时要注意力对物体做功是指哪个过程。2、在第（2）题前加入两个个小题作为铺垫： 在“提椅子”的活动中，若学生对座椅的举力均为50牛，甲同学把座椅匀速举起；乙同学提着座椅不动；丙同学提着座椅在教室里来回走了一段很长距离。则甲同学对座椅_；乙同学对座椅_；丙同学对座椅_。（以上均选填“做了功”或“没做功”） 在上题中，若学生对座椅都施加500牛的力，甲同学将座椅举高1.5米；乙同学提着5秒；丙同学走了20米的距离。则三位同学分别做了_、_和_的功。加上以上两个小题后，一是为了让学生明确有力作用

13、在物体上，并移动一段距离，这个力并不一定就做功；二是让学生学会从公式中分析力对物体是否做功、做了多少功。3、在第（3）题前面加入一道定滑轮的计算：如图5所示，利用轻质定滑轮将中100牛的重物提升2米，求力F所做的功。学生板演，教师指导：F=G=100N，s=h=2m，W=Fs=100N×1m=200J。在讲解过程中，要让学生明确F=G是因为定滑轮的实质是一个等臂杠杆，而s=h是因为定滑轮绳子自由端和物体一端是在同一根绳子上。理解以后，上述第（3）题便能迎刃而解！通过题型归类和变式训练，由浅入深，由易到难，由单一到综合，帮助学生从基础题目开始，理清知识脉络、理顺解题思路。这样，能够帮助学生逐步达到对物理概念的深刻理解，便于学生形成技能，提高能力。更为关键的是，这样的设计对于思维层次低的学生能够“吃得消”，对于思维层次高的学生能够“吃得饱”，是分层教学的重要手段。总之，学生学习物理的过程就是问题解决的过程，一般分为提出问题、分析问题和解决问题三个阶段，提出问题是问题解决的