巧待物理習(xí)題錯誤 培育學(xué)科核心素養(yǎng)

摘 要：本文結(jié)合物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，從巧用錯誤、善待錯誤、借用錯誤、利用錯誤等方面，闡述在高中物理習(xí)題教學(xué)中，充分利用學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的錯誤資源，因勢利導(dǎo)、靈活巧妙地加以利用，幫助學(xué)生認(rèn)識自我、建立自信，改進(jìn)學(xué)習(xí)方式，發(fā)展核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；物理習(xí)題；錯誤資源；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）9-0037-3

引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中的基本理念之一，這表明學(xué)生的高中物理學(xué)習(xí)活動不應(yīng)只限于接受、記憶、模仿和練習(xí)，高中物理課程還應(yīng)培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在高中物理習(xí)題教學(xué)中，教師正確對待學(xué)生的錯誤資源，并巧妙地加以利用，不僅有利于調(diào)整學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)方式、心態(tài)和方法，而且有助于學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣，也是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)達(dá)成的有效途徑。

1 巧用“錯誤”，激發(fā)興趣

從初中進(jìn)入高中后，學(xué)生感覺到物理越來越難學(xué)，教師教的辛苦，學(xué)生學(xué)的辛苦。在高中物理日常學(xué)習(xí)中，解題出錯或不會運(yùn)用已學(xué)的物理知識解題是一種時而有之的現(xiàn)象。如果這種現(xiàn)象得不到有效的解決，那么學(xué)生成功的物理體驗(yàn)肯定無法實(shí)現(xiàn)。如果巧妙地利用這些“錯誤”，因勢利導(dǎo)，多給學(xué)生思考的空間和時間，不僅能使不同層次的學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯誤，還能夠激發(fā)他們對物理的學(xué)習(xí)興趣。

在復(fù)習(xí)“帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動”內(nèi)容時，筆者設(shè)計(jì)了如下一道習(xí)題。

如圖1所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場方向射入勻強(qiáng)電場，恰好從正極板邊緣飛出?，F(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，而電子仍從原位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼模?）

A.2倍 B.4倍

C.0.5倍 D.0.25倍

看來學(xué)生們都被這道題蒙騙了，筆者真希望有學(xué)生提出不同的想法。于是筆者問學(xué)生：“你們認(rèn)為電子運(yùn)動時的加速度會變嗎？”很多學(xué)生開始在下面思考，終于有一個學(xué)生舉起手來回答：“距離變了，加速度肯定會變，距離不一定是原來的0.25倍。”“距離在變，加速度和時間也都在變，兩極板間的距離應(yīng)該怎樣計(jì)算呢？”學(xué)生又重新拿出紙和筆，認(rèn)真計(jì)算，最終根據(jù)L=v0t、d=■at2和q■=ma得：入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r，兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?.5倍。

一道類平拋運(yùn)動的問題，打開了學(xué)生的科學(xué)思維，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。筆者巧用錯誤資源，不僅為學(xué)生交流創(chuàng)造機(jī)會，讓學(xué)生體驗(yàn)和享受合作成果，而且通過學(xué)生獨(dú)立思考，引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì)，形成科學(xué)思維，這不正是落實(shí)核心素養(yǎng)的有效途徑嗎？

2 善待“錯誤”，突破難點(diǎn)

高中物理難教難學(xué)是一個普通現(xiàn)象，對待難點(diǎn)知識，學(xué)生很容易犯錯誤。教師要善于利用這些“錯誤”資源，進(jìn)一步突破教學(xué)上的難點(diǎn)。豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的最高點(diǎn)臨界模型是高中階段最?？嫉囊粋€知識點(diǎn)，物塊恰好到最高點(diǎn)的臨界速度、軌道壓力問題又是其中的難點(diǎn)，考試中學(xué)生常常在這一問題上出現(xiàn)錯誤。為了幫助學(xué)生突破復(fù)合場的臨界問題這一難點(diǎn)，筆者布置了如下習(xí)題。

如圖2，在豎直平面內(nèi)存在豎直方向的勻強(qiáng)電場。長度為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端連接一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），初始時小球靜止在電場中的a點(diǎn)，此時細(xì)繩拉力為2mg，g為重力加速度?，F(xiàn)在a點(diǎn)給小球一水平初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，求初速度v0必須滿足什么條件。

解答本題需要構(gòu)建等效重力模型來研究實(shí)際問題，進(jìn)而確定復(fù)合場最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的動力學(xué)規(guī)律。為此，筆者先讓學(xué)生思考，用一根輕繩拉著一個小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，在最低點(diǎn)應(yīng)給小球多大的初速度？

面對學(xué)生的易錯點(diǎn)和疑難點(diǎn)，教師應(yīng)幫助學(xué)生認(rèn)真分析錯誤的原因，把問題中的實(shí)際情境轉(zhuǎn)化成解決問題的物理情境，通過建立相應(yīng)的物理模型，應(yīng)用物理觀念思考問題，應(yīng)用物理知識分析、解決問題，有效突破了教學(xué)難點(diǎn)。

3 借用“錯誤”，激活思維

在高中物理課堂教學(xué)中，學(xué)生的“錯誤”是非常有用的資源。如果教師充分利用學(xué)生的錯誤資源，則可以激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，促使學(xué)生積極探究，真正提高高中物理課堂實(shí)效。

在復(fù)習(xí)“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)時，筆者讓幾位學(xué)生在黑板上畫出教材上該實(shí)驗(yàn)的電路圖。學(xué)生們熟練地畫出了圖3（甲），但有一個學(xué)生卻畫出了圖3（乙）。點(diǎn)評時，有學(xué)生指出：“由于干電源的內(nèi)阻一般很小，為減小測量誤差，常采用圖3（甲）所示的電路，而不用圖3（乙）所示的電路?！弊鲥e了的學(xué)生很不好意思地低下了頭。面對這一錯誤，筆者并不急于評價，而是問那位學(xué)生：“能說說你的想法嗎？”學(xué)生小聲地說：“水果電池的內(nèi)阻很大，由于電壓表的分流作用，圖3（甲）會使電動勢E和內(nèi)電阻r的測量值都比真實(shí)值偏小，所以我畫出了圖3（乙）?！薄澳愕姆治龇浅Ｕ_?！彼陨蕴痤^，眼晴透出一絲光亮，筆者接著說：“番茄電池的電動勢約為0.9 233 V，內(nèi)阻約為524.43 Ω；蘋果電池的電動勢約為0.7 052 V，內(nèi)阻約為440.41 Ω；土豆電池的電動勢約為0.7 145 V，內(nèi)阻約為286.57 Ω。老師講臺上有兩個番茄，請大家想想如何測量它的電動勢和內(nèi)阻？”學(xué)生們紛紛討論，在討論中不僅對圖3（甲）和圖3（乙）有了更深的理解，還有學(xué)生想到了另外的兩種方法，如圖3（丙）和圖3（乙）。

筆者最后總結(jié)：這位同學(xué)雖然沒有按教材上的電路圖畫出實(shí)驗(yàn)電路圖3（甲），但他卻給我們?nèi)绾螠y量內(nèi)阻較大的電池提供了一種新方法，大家通過討論還想到了另外兩種方案，真要謝謝他。

習(xí)題教學(xué)的作用不僅僅是為了得到答案，而是要全面提升學(xué)生的問題解決能力。本節(jié)課不僅復(fù)習(xí)了測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理，延伸出“伏安法”“安阻法”“伏阻法”等，激活了學(xué)生的思維，還為學(xué)生營造一個出錯的安全心理環(huán)境，使學(xué)生在辨錯和改錯中積極參與、勤于思考，培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和科學(xué)探究能力。

4 利用“錯誤”，促進(jìn)反思

對待錯誤，鄭毓信老師曾指出：“學(xué)生的錯誤不可能單純依靠正面的示范和反復(fù)的練習(xí)得到糾正，而必須是一個自我否定的過程。為了幫助學(xué)生糾正錯誤，老師應(yīng)十分注意如何為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)耐獠凯h(huán)境來促進(jìn)學(xué)生的自我反思。”我們應(yīng)該為學(xué)生提供反思的機(jī)會，充分利用學(xué)生的錯誤，引領(lǐng)學(xué)生在錯誤中進(jìn)行反思，在反思中自我成長。

在復(fù)習(xí)電磁場臨界問題時，筆者設(shè)計(jì)了如下試題。

如圖4所示，靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點(diǎn)垂直CF進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場，電場方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場。已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強(qiáng)為E，方向如圖4所示。離子質(zhì)量為m、電荷量為q，QF=2d、PF=3d，離子重力不計(jì)。

（1）求加速電場的電壓U；

（2）若離子恰好能打在Q點(diǎn)上，求矩形區(qū)域QFCD內(nèi)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E0的值；

（3）若撤去矩形區(qū)域QFCD內(nèi)的勻強(qiáng)電場，換為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，要求離子能最終打在QF上，求磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。

5 結(jié)束語

作為教師，我們要理性對待學(xué)生的錯誤。只有了解錯誤、理解錯誤，才會真正讀懂錯誤，引領(lǐng)學(xué)生不斷進(jìn)行反思，在不斷的成長中汲取力量，在不斷的反思錯誤中智慧前行，最終通過問題解決促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成。

參考文獻(xiàn)：

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