中學(xué)物理教學(xué)三類典型錯(cuò)誤分析

蔣月月++徐海鵬++葉建柱

在中學(xué)物理教學(xué)當(dāng)中，常見的有三類錯(cuò)誤：一是知識(shí)性錯(cuò)誤，即在物理知識(shí)的表述或者物理知識(shí)的運(yùn)用當(dāng)中出現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容方面的錯(cuò)誤；二是方法性錯(cuò)誤，即在物理知識(shí)的得出過程或者運(yùn)用當(dāng)中出現(xiàn)的科學(xué)方法方面的錯(cuò)誤；三是邏輯性錯(cuò)誤，即在物理知識(shí)的表述當(dāng)中出現(xiàn)邏輯方面的錯(cuò)誤，表現(xiàn)為物理概念的定義沒有遵循邏輯規(guī)則、物理規(guī)律，表述不符合邏輯要求。

物理教學(xué)錯(cuò)誤中學(xué)在中學(xué)物理教學(xué)當(dāng)中，總會(huì)不可避免地存在著這樣那樣的錯(cuò)誤。有的出現(xiàn)在課本上，有的存在于教師的教學(xué)之中。常見的有三類：一是知識(shí)性錯(cuò)誤；二是方法性錯(cuò)誤；三是邏輯性錯(cuò)誤。下面分別給予簡(jiǎn)單的討論。

一、知識(shí)性錯(cuò)誤

所謂知識(shí)性錯(cuò)誤，是指在物理知識(shí)的表述或者物理知識(shí)的運(yùn)用當(dāng)中出現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容方面的錯(cuò)誤。比如，高中物理教材當(dāng)中關(guān)于機(jī)械波的內(nèi)容，就有知識(shí)性錯(cuò)誤。它說：“介質(zhì)中有正弦波傳播時(shí)，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)?！盵1]實(shí)際上，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)雖然遵循正弦（或余弦）規(guī)律，但不是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，而是做受迫振動(dòng)。所以，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期不等于固有周期，而是決定于振源；能量在傳播之中的勢(shì)能與動(dòng)能變化的相位相同，而非簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)那樣勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化總機(jī)械能守恒……諸多特征表明，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)不是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，而是做受迫振動(dòng)。但是這種錯(cuò)誤的說法并不是個(gè)別現(xiàn)象，有些大學(xué)物理教材當(dāng)中也這樣說：“該質(zhì)元也做簡(jiǎn)諧振動(dòng)”[2]。

知識(shí)性錯(cuò)誤在課本上出現(xiàn)的情況是比較少的，因?yàn)檎n本終究是比較權(quán)威的教學(xué)資料。知識(shí)性錯(cuò)誤在日常教學(xué)當(dāng)中出現(xiàn)的可能性會(huì)大一些，尤其是在新教師的教學(xué)當(dāng)中。比如某高級(jí)中學(xué)2013~2014學(xué)年度高中一年級(jí)上學(xué)期期中考試物理卷中有如下題目：

下列物理量中屬于矢量的是：

A．速率 B．路程C．加速度D．電流

該題正確答案是C。但是在試卷分析當(dāng)中指出“速率指速度的大小，故不是矢量；路程是運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，也不是矢量；電流有方向，但是人為規(guī)定的，也不是矢量?！盵3]這里就有問題，好像方向是人為規(guī)定的量就不是矢量。D選項(xiàng)的電流從題意上理解（因題目當(dāng)中說：下列物理量中）是指電流強(qiáng)度，電流強(qiáng)度是標(biāo)量，沒有錯(cuò)。但是試卷分析把這歸為因電流的方向是人為規(guī)定的所以不是矢量，就不對(duì)了。因?yàn)檫€有一個(gè)物理量叫電流密度，是描述電流強(qiáng)弱與方向的物理量，它的方向也就是電流方向，也是人為規(guī)定的，但它是矢量！所以說“電流有方向，但是人為規(guī)定的，也不是矢量”存在知識(shí)性錯(cuò)誤。

為了避免出現(xiàn)知識(shí)性錯(cuò)誤，教師應(yīng)該加強(qiáng)物理專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)疑難問題多開展教研活動(dòng)，促進(jìn)教師共同發(fā)展。

二、方法性錯(cuò)誤

所謂方法性錯(cuò)誤，是指在物理知識(shí)的得出過程或者運(yùn)用當(dāng)中出現(xiàn)的科學(xué)方法方面的錯(cuò)誤。比如，有些老師通過拋體運(yùn)動(dòng)得出運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理：“運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理是指當(dāng)物體同時(shí)參與多個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些分運(yùn)動(dòng)相互聯(lián)系（等時(shí)性）又相互獨(dú)立（互不干擾），物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是這些分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，它是分析復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)的一把‘利器”[4]。“在研究平拋運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性得到充分應(yīng)用。但運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理絕不是拋體問題的專利，它的應(yīng)用十分廣泛?！盵5]這里就犯了方法性錯(cuò)誤，是把特殊情況隨便推廣到一般情況。實(shí)際上，中學(xué)物理中是在不計(jì)空氣阻力的情況下，把拋體運(yùn)動(dòng)分解成水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，此時(shí)這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是相互獨(dú)立的。當(dāng)速度較小時(shí)空氣阻力與速度大小成正比，這時(shí)這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)仍然是相互獨(dú)立的。當(dāng)速度較大時(shí)空氣阻力與速度大小的二次方成正比，這時(shí)這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)就不再是相互獨(dú)立的了。所以，“運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性”并非一般原理，而在中學(xué)物理教學(xué)當(dāng)中，不少老師把它當(dāng)作一般原理，這一現(xiàn)象應(yīng)該得到更正。

方法性錯(cuò)誤更多地是出現(xiàn)在探究過程當(dāng)中。探究過程需要模擬科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的過程，讓學(xué)生體會(huì)和掌握科學(xué)方法，體驗(yàn)科學(xué)探索的樂趣與艱辛，實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程的三維教學(xué)目標(biāo)。單就科學(xué)方法而言，探究教學(xué)應(yīng)該按照科學(xué)方法的確切含義與要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，否則只能是形似而神不似了。比如，在科學(xué)探究當(dāng)中，猜想與假設(shè)是一種重要的方法，這種方法用于現(xiàn)有知識(shí)不足以解釋某種現(xiàn)象時(shí)提出假定性說明。但是有的老師卻說：“眾所周知，假設(shè)法是科學(xué)研究中的重要方法，在中學(xué)物理題中，也常常用到假設(shè)法。用假設(shè)法解題，一般依據(jù)題意從某一假設(shè)入手，然后運(yùn)用物理規(guī)律得出結(jié)論”[6]。顯然，這不是科學(xué)探究之中的假設(shè)。

為了避免出現(xiàn)方法性錯(cuò)誤，教師應(yīng)該加強(qiáng)科學(xué)方法論方面的學(xué)習(xí)。

三、邏輯性錯(cuò)誤

所謂邏輯性錯(cuò)誤，是指在物理知識(shí)的表述當(dāng)中出現(xiàn)邏輯方面的錯(cuò)誤，表現(xiàn)為物理概念的定義沒有遵循邏輯規(guī)則、物理規(guī)律的表述不符合邏輯要求。這種情況下，往往從物理知識(shí)方面來說并沒有什么錯(cuò)誤，都是從邏輯上來說，不符合邏輯要求。比如，初中物理關(guān)于重力勢(shì)能是這樣定義的：“物體由于被舉高而具有的能量叫作重力勢(shì)能。”[7]這個(gè)定義就有定義過窄的錯(cuò)誤。因?yàn)榘凑者@個(gè)定義，物體由于被舉高而具有重力勢(shì)能，那么物體沒有被舉高呢？它就不具有重力勢(shì)能了？而且這又牽涉到什么叫“被舉高”的問題，放在地面上的物體算不算“被舉高”？這樣一來，這個(gè)概念的定義項(xiàng)是含糊不清的，這也是邏輯錯(cuò)誤。也許有人會(huì)說：“初中物理概念的定義不要求那么嚴(yán)密”。誠(chéng)然，如果超出學(xué)生的接受能力，我們只能退而求其次。但是本節(jié)內(nèi)容要求學(xué)生理解“處于同樣高度，物體的質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大；同一物體，高度越高，重力勢(shì)能越大”，那么我們不妨給重力勢(shì)能下這樣的定義，即“地球上的物體所具有的與質(zhì)量和高度有關(guān)的能量叫作重力勢(shì)能”。這樣的定義初中學(xué)生是能夠接受的。并且在引出重力勢(shì)能的時(shí)候，也不要去強(qiáng)調(diào)物體被舉高就有了做功的本領(lǐng)，而是要強(qiáng)調(diào)物體的高度發(fā)生變化時(shí)，物體也能做功。這樣，既能夠被學(xué)生接受，也符合邏輯要求。

在這里，我們要指出的是，如果在并不嚴(yán)謹(jǐn)使用的情況下，“速度”有時(shí)是指速率，是可以接受的。但是教科書不應(yīng)該這樣，教科書應(yīng)該使用嚴(yán)謹(jǐn)定義的概念。當(dāng)然除此之余，可以作出附加說明，說“日常生活和物理學(xué)中說到的“速度”，有時(shí)是指速率，要根據(jù)上下文判斷”，以便學(xué)生在其他場(chǎng)合下不至于無所適從，這是可以理解的。但教科書本身應(yīng)該保持同一性，尤其是同一章節(jié)的上下文之中。這是邏輯思維的基本要求。

還有，比如玻意耳定律，有老師把它表述成：“對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，如果其溫度保持不變，則其壓強(qiáng)與體積的乘積就不變”。這樣的表述就是一個(gè)充分條件假言命題，那么就只能得到：“對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，如果其溫度保持不變，則其壓強(qiáng)與體積的乘積就不變”或者“對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，如果壓強(qiáng)與體積的乘積發(fā)生變化，那么其溫度也會(huì)變化”以及“對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，只有其壓強(qiáng)與體積的乘積不變，其溫度才保持不變”，卻得不到“對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，如果其壓強(qiáng)與體積的乘積不變，則其溫度保持不變”。所以老師把玻意耳定律表述成“對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，如果其溫度保持不變，則其壓強(qiáng)與體積的乘積就不變”是不完整的，應(yīng)該表述成“對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)且僅當(dāng)其溫度保持不變，則其壓強(qiáng)與體積的乘積就不變”。這是規(guī)律表述的邏輯方面的問題。

為了避免出現(xiàn)邏輯性錯(cuò)誤，教師應(yīng)該加強(qiáng)邏輯知識(shí)的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1]人民教育出版社課程教材研究所物理課程教材研究開發(fā)中心.高中物理（選修3-4）：27[EB/OL].http：//www.pep.com.cn/gzwl/jszx/

tbjx/kb/dzkb/xx34.html，2013-10-04.

[2] 陳曙光.大學(xué)物理學(xué)（上冊(cè)）.長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2010．

[3] 饒建剛.湖北省孝感高級(jí)中學(xué)2013-2014學(xué)年度高中一年級(jí)上學(xué)期期中考試物理[EB/OL].http：//www.ks5u.com/down/2013-11/25/

1251362.shtml，2013-10-04.

[4] 嚴(yán)萬軍.運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理.數(shù)理天地（高中版），2004（11）．

[5] 吳社英.運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理應(yīng)用[EB/OL].http：//www.dearedu.com，2013-10-04．

[6] 朱巨天.假設(shè)法巧解光學(xué)作圖.物理教學(xué)，1999，21（6）．

[7] 人民教育出版社課程教材研究所物理課程教材研究開發(fā)中心．初中物理（八年級(jí)下冊(cè)）：67[EB/OL].http：//www.pep.com.cn/czwl/

jszx/tbjx/czwldzkb/dzkb8x/201303/t20130326_1152039.htm，2013-

10-04.

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