高中物理“低級(jí)錯(cuò)誤”的邏輯成因及解決策略

蔡芝禾 李巖

摘? ?要：文章通過探究在高中物理教學(xué)中頻繁出現(xiàn)于學(xué)習(xí)者自身的 “低級(jí)錯(cuò)誤”之邏輯成因，提出解決策略，力求在新課改中矯枉糾偏，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：課改;創(chuàng)新;思辨思維;核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2021）5-0016-3

在高中物理學(xué)習(xí)中，屢見不鮮的“低級(jí)錯(cuò)誤”，常被師生冠以“馬虎、粗心”而被搪塞，未被高度重視。事成于細(xì)節(jié)，亦潰于細(xì)節(jié)，“低級(jí)錯(cuò)誤”的積累量變，會(huì)大概率導(dǎo)致質(zhì)變。物理教師必須順應(yīng)時(shí)代要求，運(yùn)用創(chuàng)新的教育策略，結(jié)合博弈論思維，透過“低級(jí)錯(cuò)誤”的現(xiàn)象，挖掘邏輯成因的本質(zhì)[1]。為改善頻繁漠視“低級(jí)錯(cuò)誤”的教育現(xiàn)狀，應(yīng)避免高談闊論，要腳踏實(shí)地于“低級(jí)錯(cuò)誤”成因的理論分析和研究，為消除“低級(jí)錯(cuò)誤”提供實(shí)踐的理論支撐。

1? ? 高中物理“低級(jí)錯(cuò)誤”的邏輯成因

教育研究的目的是“知其所以然”，探究邏輯成因是避免學(xué)生頻繁出現(xiàn)“低級(jí)錯(cuò)誤”的有效途徑。羅素說過：“許多人寧愿死，也不愿思考”。這阻力到底是何物？生物學(xué)研究表明，腦部神經(jīng)元細(xì)胞在思考過程中持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并消耗大量能量[2];高敏感特質(zhì)（Hypersensitive personality）現(xiàn)象從心理學(xué)層面表明人腦長(zhǎng)期處于精神思維的高度消耗之中[3]。大腦于生理和心理都長(zhǎng)期處于緊張的敏感狀態(tài)，必然會(huì)萌發(fā)進(jìn)入舒適區(qū)的自我保護(hù)期待，會(huì)以尋求消耗最少能量、跨越最少步驟的模式，盡快輸出結(jié)果，讓自身得到舒適的享受。因此，缺乏思考的“低級(jí)錯(cuò)誤”應(yīng)該來源于大腦的天然惰性。通過豐富的教學(xué)研究和多量的樣本素材統(tǒng)計(jì)分析，將腦惰性導(dǎo)致“低級(jí)錯(cuò)誤”頻繁出現(xiàn)的具體邏輯成因歸納如下。

1.1? ? 依托“就近原則”，將問題素材投射到最近知識(shí)域，忽視知識(shí)的完整性

面對(duì)新問題，腦惰性催促思考機(jī)制將思維檢索的范圍局限于鄰近的知識(shí)體系和框架內(nèi)，將問題的解析束縛于不完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，從而造成低級(jí)錯(cuò)誤。例如，在力學(xué)分析中，判斷豎直磁性板上一個(gè)處于平衡狀態(tài)的磁性貼的受力數(shù)量時(shí)，學(xué)生會(huì)漏掉磁性貼與磁性板之間的吸引力。高中力學(xué)知識(shí)主要以磁場(chǎng)與電荷、電流的作用為主，極少涉及磁性物質(zhì)間的作用力，致使學(xué)生脫離并拋棄初中物理知識(shí)域，將之排除在外，不予考慮。

1.2? ? 借助“經(jīng)典結(jié)論”，將問題素材隨意嵌套模型，忽視模型的適用條件

為達(dá)到共贏，智商自信與腦惰性之間的博弈，會(huì)驅(qū)使思維系統(tǒng)尋求分析效率被提升的最快途徑。嵌套物理模型和結(jié)論能持續(xù)提升大腦的工作效率，在屢屢成功的愉悅感浸潤(rùn)下，思維逐步放松警惕，很容易忽視結(jié)論的適用條件，造成低級(jí)錯(cuò)誤。例如，兩個(gè)絕緣物體疊放在輕質(zhì)彈簧上（圖1），A物體帶正電，B物體不帶電，若突然在空間引入豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，此瞬間A對(duì)B的壓力如何變化？借助超、失重觀點(diǎn)快速判斷壓力變化是高一物理常見的高效分析方法，故學(xué)生利用加電場(chǎng)瞬間A物體產(chǎn)生向下的加速度，得出失重的結(jié)論，進(jìn)而獲得壓力減小的判斷。犯錯(cuò)的學(xué)生即使被老師糾正，也百思不得其解，無法認(rèn)識(shí)到真正錯(cuò)因：沒有考慮超、失重結(jié)論的適用條件，即研究對(duì)象必須只受重力和彈力作用。

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圖1? 彈簧模型示意圖

1.3? ? 依靠“感性主觀”，將問題素材求助于經(jīng)驗(yàn)主義，忽視理性分析的科學(xué)規(guī)則

理性思維強(qiáng)調(diào)邏輯推理，而縝密、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评磉^程，會(huì)調(diào)用大量神經(jīng)元參與分析進(jìn)程，大腦必然對(duì)其產(chǎn)生排斥傾向。感性思維是初級(jí)形式的經(jīng)驗(yàn)思維，以自我掌握的直覺式分析方法為核心，以“我”的主觀臆斷為決策機(jī)制，容易讓大腦獲得舒適與松弛。例如，光滑水平面上，閉合金屬線圈OAC部分處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)（圖2），若磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，判斷線圈會(huì)如何運(yùn)動(dòng)。大腦惰性束縛理性思辨，致使分析者忽視科學(xué)規(guī)則，感性直覺會(huì)放大圓弧的特征，將形狀特征擴(kuò)展為運(yùn)動(dòng)特征，進(jìn)而得出會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的錯(cuò)誤結(jié)論。圖像分析是高中常用的分析技巧，圖像面積往往對(duì)應(yīng)重要的物理量。如v-t圖像的面積表示位移，F(xiàn)-s圖像的面積表示功。依靠主觀直覺的經(jīng)驗(yàn)性，學(xué)生會(huì)認(rèn)為F-v圖像的面積表示功率。感性束縛理性，忽視面積的物理意義是縱坐標(biāo)對(duì)橫坐標(biāo)的積累，沒有考慮物理量是否具有可積累性的科學(xué)規(guī)則。

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圖2? 線圈模型示意圖

1.4? ? 依賴“題海戰(zhàn)術(shù)”，將問題素材嵌套于熟悉的題目，進(jìn)行不恰當(dāng)?shù)念惐群瓦w移，放大共性、忽視差異

“題海戰(zhàn)術(shù)”雖然能小幅增強(qiáng)學(xué)生的解題敏感性，但也會(huì)促使大腦衍生出依賴刷題的機(jī)械惰性。遇到似曾相識(shí)的題目，熟悉感和親切感會(huì)削弱思維的防御性，擾亂思維的縝密性，憑借主觀臆斷，忽視客觀限制條件，造成低級(jí)錯(cuò)誤。例如，理想變壓器的原副線圈之比為1∶2，兩端分別接有四個(gè)阻值相同的燈泡（圖3），已知4個(gè)燈泡均能發(fā)光，求L1和L4兩端的電壓比。因平時(shí)大量素材給出的條件是燈泡正常發(fā)光（達(dá)到額定功率），或相同的燈泡，而本題為建立熟悉感故意引入“相同”和“發(fā)光”的描述，但限制條件與以往不同，造成學(xué)生誤入低級(jí)錯(cuò)誤的陷阱，誤以為額定功率相同或燈泡完全相同而作答。

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圖3? 變壓器示意圖

馬虎、粗心是錯(cuò)誤之表象，上述研究成果揭示了“低級(jí)錯(cuò)誤”的高級(jí)性，展現(xiàn)了“馬虎”背后的真正原因，顯示簡(jiǎn)單錯(cuò)誤的復(fù)雜性和邏輯性。對(duì)教育過程中明顯“低級(jí)錯(cuò)誤”的研究，既不是初始，也不是中途，應(yīng)該是一種延續(xù)和擴(kuò)展;由分析常見的錯(cuò)誤現(xiàn)象，逐漸進(jìn)入越來越高的抽象和邏輯[1]，是未來教育研究的必然方向，它能真正激發(fā)教育研究的興趣，并提升研究自身達(dá)到高級(jí)階段。

2? ? 消除“低級(jí)錯(cuò)誤”的基本策略

對(duì)癥下藥是教育研究的核心內(nèi)涵。尋得低級(jí)錯(cuò)誤的病因，目的是找尋消除“癥狀”的良藥。為避免泥足深陷，結(jié)合以上研究，對(duì)消除“低級(jí)錯(cuò)誤”的基本策略和方法做一些探討。

2.1? ? 避免 “就近原則”的不當(dāng)知識(shí)域投射，主動(dòng)養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣，將分析檢索回歸完整的知識(shí)主體

完整的知識(shí)檢索是科學(xué)的思維習(xí)慣，大腦雖會(huì)讓消極惰性略占上風(fēng)，但強(qiáng)大的意志力和發(fā)展觀則是抵御消極惰性的積極動(dòng)力和工具。在有意識(shí)地養(yǎng)成完整思維習(xí)慣之初，每逢思維倦怠之際，要訴諸利益和發(fā)展的誘惑說服自我回歸思考的正途，消除惰性可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2? ? 突破“經(jīng)典結(jié)論”的思維惰性束縛，依靠靈活敏銳的思維謹(jǐn)慎進(jìn)行低風(fēng)險(xiǎn)模型嵌套

經(jīng)典只是標(biāo)簽，若心存僥幸和思維倦怠會(huì)導(dǎo)致唯經(jīng)典和權(quán)威的膜拜主義，帶偏認(rèn)知，降低獨(dú)立思考和辯證看待事物的能力，無法針對(duì)陷阱進(jìn)行有效預(yù)警。為保持敏銳且獨(dú)立的洞察力，需養(yǎng)成打破砂鍋問到底的提問習(xí)慣，對(duì)經(jīng)典模型頻繁進(jìn)行思辨審視：適用于什么情境，有何適用條件限制，是否真能靈活運(yùn)用，對(duì)自己尚未有深度理解的模型結(jié)論做苛刻要求，區(qū)分好“聽懂”和“自己真的懂”，爭(zhēng)取將假懂轉(zhuǎn)變?yōu)檎娑Ｍ瑫r(shí)，通過科學(xué)復(fù)習(xí)有效降低經(jīng)典核心知識(shí)的遺忘率，降低以偏概全的誤解式風(fēng)險(xiǎn)，為做出正確而全面的判斷保駕護(hù)航。

2.3? ? 避免唯主觀決策的感性直覺，求助于理性分析的邏輯推理

提升形象思維向抽象思維過渡的能力，強(qiáng)化訓(xùn)練對(duì)繁雜信息的抽取和過濾的能力。將過濾后的核心信息存儲(chǔ)在關(guān)鍵記憶區(qū)，發(fā)揮關(guān)鍵區(qū)的統(tǒng)領(lǐng)地位，以此抵御次要因素的頻繁干擾，將“假思考”轉(zhuǎn)化為“科學(xué)思考”。在平時(shí)解題中，應(yīng)注重將題目中的具體情境轉(zhuǎn)化為物理模型，加強(qiáng)將社會(huì)語言表達(dá)轉(zhuǎn)化為物理學(xué)科語言的訓(xùn)練。

2.4? ? 打破“題海戰(zhàn)術(shù)”的押題、套題式思維模式，集中精力于題目的思辨和感悟

夯實(shí)基礎(chǔ)，莫急于求新，關(guān)注理解質(zhì)量，避免狹隘追求素材數(shù)量;切忌好高騖遠(yuǎn)、押題拔高等低級(jí)策略，讓思辨思維而非外物支配自我，集中注意力于提升辯證思維能力，擴(kuò)展認(rèn)知深度。題之難易，是個(gè)性而非共性;懂之則易，反之則難。保持素材摘錄習(xí)慣，結(jié)合思辨的類比、遷移標(biāo)注等習(xí)慣，找到繁雜之題的內(nèi)在聯(lián)系，并反復(fù)對(duì)同一類素材添加個(gè)人感悟的描述，逐步將模型躍遷到理智思維和感悟思辨的框架之中，做到頭腦清醒，善解題意。

新課改致力于“增大探究性、擴(kuò)大開放性、體現(xiàn)創(chuàng)新型”，強(qiáng)調(diào)透過現(xiàn)象挖掘本質(zhì)的思維穿透力培養(yǎng)。物理教師應(yīng)在日常教學(xué)中凸顯價(jià)值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向，幫助學(xué)生做到洞察敏銳、思辨批判、積極主動(dòng)地審視自我，借鑒以上理論研究成果，踏出“低級(jí)錯(cuò)誤”的泥潭，向培養(yǎng)創(chuàng)新型人才挺進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]卡特琳·左斯特.高度敏感的力量[M].成都：四川人民出版社，2019：4-26.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）