大成若缺

張小洪

摘? ?要：從教師有意“犯錯”、引導(dǎo)學(xué)生“出錯”、允許學(xué)生“試錯”、視“錯誤”為“資源”四個角度，說明物理教學(xué)中如何將“不完美”轉(zhuǎn)化成“美”，闡述“大成若缺”的教育理念。

關(guān)鍵詞：錯誤；資源；大成若缺

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2023）4-0012-3

筆者在備課過程中看到一個名為“水流星（大型翻車現(xiàn)場）”的實驗視頻，只見一位老師提著水桶，躊躇滿志地讓水桶在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)了幾圈，那是一切盡在掌握的感覺?？烧l知，當(dāng)水桶再次經(jīng)過頭頂?shù)乃查g，由于速度不夠快，桶里的水竟然從頭頂傾瀉而下，把老師澆了個透心涼，教室里頓時響起了學(xué)生們哄堂大笑的聲音。有的老師看完視頻說：“希望我能夠把實驗做成功，不要出現(xiàn)這樣尷尬的局面?！钡覀?nèi)绻屑毾胂耄瑫l(fā)現(xiàn)這個看似失敗的、不完美的實驗，其實反而有其成功之處。

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，教師組織課堂教學(xué)，一定要考慮得面面俱到，把課上得滴水不漏、完美無缺。然而，這樣的課堂往往只會變成教師的自我表演。因為課堂太“完美”，所以學(xué)生只能遠遠旁觀；因為老師太“聰明”，所以學(xué)生就會顯得“愚笨”。反而是有些看上去不那么完美的課堂，讓學(xué)生能夠真正參與學(xué)習(xí)，能夠親身體驗學(xué)習(xí)，從而有所收獲，有所成長。

那么，我們主要可以采用哪些方式將“不完美”轉(zhuǎn)化為“美”呢？

1? ? 教師有意“犯錯”

如前文所述，老師的水流星實驗雖然“失敗”了，但是桶里的水當(dāng)頭澆下來的畫面一定會深深地印在每一位學(xué)生的腦海中。學(xué)生們只要一想到這個畫面，就能深刻地理解此種豎直平面內(nèi)完整圓周運動的臨界條件，這將極大程度地避免他們形成最高點臨界速度為零的錯誤觀點。我們不得不說，這其實是一種成功。這種成功來自于“老師失敗了”“老師被淋成落湯雞了”。

“老師竟然失敗了”，這一突發(fā)事件瞬間引起學(xué)生的無意注意。無意注意是注意的一種形式，它沒有預(yù)設(shè)目的，不需要意志去控制，不易讓人感覺疲勞；注意的另一種形式是有意注意，它有目的，需要靠意志力去維持，也更容易使人感覺疲勞。學(xué)生學(xué)習(xí)時，需要在注意的基礎(chǔ)上獲取信息，并進一步處理信息，可以說，注意是有效學(xué)習(xí)的前提。教師在教學(xué)中，最好能引導(dǎo)學(xué)生的兩種注意方式交替出現(xiàn)，以提高教學(xué)效率。所以，教師自己的“失敗”，其實稱得上一個“利用注意規(guī)律，提高教學(xué)效率”的好辦法。

想象一下，如果教師直接告訴學(xué)生，“若速度不夠快，水就會流下來”，這顯然缺乏了教師犯“錯誤”的畫面感，這個“畫面感”中包含著形象思維。我國著名科學(xué)家錢學(xué)森認(rèn)為，訓(xùn)練形象思維是當(dāng)前研究思維科學(xué)的一項最重要的任務(wù)，建議把形象思維作為思維科學(xué)的突破口；我國物理教育名師吳加澍認(rèn)為，物理教學(xué)同樣也應(yīng)該把形象思維作為突破口；楊振寧教授認(rèn)為，物理是現(xiàn)象而不是推理，它是觀察、實驗和思維的產(chǎn)物，講究以物喻理，物理滲透。廣大中學(xué)物理教師也定有這樣的體會：一方面，學(xué)習(xí)物理需要經(jīng)常在腦海中放“動畫片”，這個“動畫片”就是形象思維；另一方面，高中學(xué)生，特別是高一學(xué)生的思維，正處于由經(jīng)驗型逐漸向理論型過渡的時期，需要借助形象思維來完成向高水平的進化。各種證據(jù)表明，形象思維對于物理的學(xué)習(xí)非常重要，教師在教學(xué)過程中偶爾為之的故意“犯錯”，就是一種很好的利用學(xué)生形象思維的手段。

2? ? 引導(dǎo)學(xué)生“出錯”

教師不要只顧自己“出丑”，也要記得帶學(xué)生“出錯”。教師帶領(lǐng)學(xué)生“犯錯”，可以讓學(xué)生有更多的體驗感。

在學(xué)習(xí)氣體壓強的時候，可以給學(xué)生一個這樣的情境：如圖1所示，地面上一質(zhì)量M=5 kg的氣缸內(nèi)，用活塞封閉有一定量的理想氣體，已知活塞質(zhì)量m=1 kg，活塞面積S=100 cm2，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭妏0=1.01×105 Pa，重力加速度g=10 N/kg，不計氣缸厚度及活塞與氣缸之間的摩擦，求：（1）封閉氣體的壓強；（2）地面對氣缸的支持力大小。

教師可先帶領(lǐng)學(xué)生分析，首先以活塞為研究對象，分析出活塞受到重力、大氣壓力和封閉氣體壓力的作用，得出封閉氣體的壓強為1.02×105 Pa，這沒有問題；然后再以氣缸為研究對象，“順理成章”地引導(dǎo)學(xué)生分析出氣缸受重力、封閉氣體壓力和地面支持力的作用（忽略氣缸所受大氣壓力，正是學(xué)生的易錯點），最后計算出地面對氣缸的支持力為1 070 N。這與現(xiàn)實經(jīng)驗及以往所學(xué)知識完全不符。要知道，在學(xué)習(xí)氣體壓強之前，學(xué)生都明白，地面對氣缸的支持力應(yīng)該等于整體的重力60 N。差別怎么會如此之大呢？

慢慢地，會有學(xué)生發(fā)現(xiàn)剛才的破綻，然后越來越多的學(xué)生醒悟過來：“原來研究氣缸整體對地面的壓力時，不僅要考慮氣缸頂部受到的向下的大氣壓力，還需要考慮氣缸底部受到的向上的大氣壓力”。他們會因為被老師“帶偏”而捶胸頓足，又會因為進一步的思考而恍然大悟，他們會大聲說出自己的見解。經(jīng)此一錯，學(xué)生會深刻地認(rèn)識到，由于氣缸頂部和底部的高度差相對于大氣層的厚度可以忽略不計，因此分析氣缸整體受力時不考慮大氣壓力的影響。不僅如此，學(xué)生還體驗到了“頓悟”的快樂，以及自己解決問題的成就感。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者勞厄說過：“重要的不是獲得知識，而是發(fā)展思維能力?！鲍@得結(jié)果的過程，比結(jié)果更重要。學(xué)生在剛才“幡然醒悟”的過程中，最大限度地調(diào)動自己的思維去思考問題、解決問題，并感受到那種飽滿、自信的狀態(tài)，這些“經(jīng)驗”增加了大腦的神經(jīng)連接，在一定程度上可以說是“重塑”了大腦?？梢?，學(xué)生有時被老師“坑一坑”，也是很有意義的。

3? ? 給學(xué)生機會“試錯”

正如一個蹣跚學(xué)步的嬰兒需要經(jīng)歷無數(shù)次的跌倒才能學(xué)會走路一樣，學(xué)生知識的習(xí)得和能力的生成也不可能是在一帆風(fēng)順中完成的。作為教師，不僅要允許學(xué)生出錯，給他們創(chuàng)造機會去試錯，還要充分利用他們的錯誤，從而轉(zhuǎn)化為幫助他們進步的資源。

在“閉合回路的最大輸出功率問題”的教學(xué)中，一部分教師是把相關(guān)的各種情形（圖2）考慮得面面俱到，對學(xué)生和盤托出，然后讓學(xué)生套用這些結(jié)論去做題；另一部分教師則只引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)圖2（a）中的情形，得出“外阻等于內(nèi)阻時，滑動變阻器消耗功率最大”的結(jié)論，然后將圖2（b）（c）（d）中的情形作為變式，讓學(xué)生進行課堂思考或課后練習(xí)。一般而言，用第一種方式教學(xué)也能讓學(xué)生依葫蘆畫瓢，記住一些結(jié)論和方法，但學(xué)生僅限于被動接受教學(xué)內(nèi)容，往往思維鍛煉不足、知識體會不深、運用缺少靈活性。第二種方式的教學(xué)，就是要讓學(xué)生去“試錯”，當(dāng)他們套用“外阻等于內(nèi)阻”這一條件時，會得出錯誤結(jié)果。此時，教師如果引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考，在錯誤中調(diào)整，在調(diào)整中進步，一定可以讓他們對于純電阻與非純電阻、可變電阻與定值電阻、單個電阻與多個電阻的最大功率問題有更加清晰的辨析和理解。

允許學(xué)生“試錯”的根本在于，不僅不害怕學(xué)生出錯，還要特別利用學(xué)生在出錯過程中所產(chǎn)生的認(rèn)知沖突。心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為：“認(rèn)知沖突是人的原有圖式與新感受到的事件或客體之間的對立性矛盾……當(dāng)沖突產(chǎn)生時，學(xué)生需要對新信息或原有的圖式作調(diào)整以解決沖突?！币虼?，給學(xué)生機會犯錯誤，引發(fā)他們的認(rèn)知沖突，其實就是在創(chuàng)造學(xué)生思考問題、解決沖突的契機與動力。在這個調(diào)整的過程中，學(xué)生“吃一塹，長一智”，從山窮水盡的困境走向柳暗花明的坦途，這種試錯之后頓悟的體驗，是十分珍貴的。

4? ? 變學(xué)生“錯誤”為資源

學(xué)生的錯誤，其實是一種非常有價值的教育資源。如果正確、充分利用，就能“變廢為寶”，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供推動力。

在課前預(yù)習(xí)時，學(xué)生會有一些錯誤。比如，認(rèn)為圖3中的推力F推不動物體的原因是推力F小于物體所受的摩擦力，這暴露出學(xué)生僅憑生活經(jīng)驗認(rèn)識摩擦力，還未進一步構(gòu)建完成靜摩擦力的概念，運用靜摩擦力概念和特點分析問題的能力欠缺；還有學(xué)生認(rèn)為，圖4的情境中，當(dāng)推力F作用于A物體，使A、B一起在光滑地面上加速運動時，A物體對B 物體的推力也為F，這暴露了學(xué)生持有的“固體傳遞壓力”的錯誤觀念。學(xué)生預(yù)習(xí)時的錯誤，恰好暴露出他們的一些錯誤的前概念，這正好幫助教師了解學(xué)生，使后續(xù)教學(xué)更具針對性。

在課堂上，學(xué)生也會犯一些意料之外的錯誤。在“地磁場”部分的教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)有學(xué)生以為“上北下南”的“上”是“豎直向上”的“上”，即他以為北方就在自己的頭頂上方。仔細想想，重慶的孩子在生活中很少接觸到“東南西北”的概念，他們的確對于“東南西北”這樣的方位缺少直觀的體會。于是，筆者在教學(xué)中特意創(chuàng)造了一些機會，讓學(xué)生“向南一步”，或者讓他們“與你西邊的同學(xué)握手”，這些活動可以增加學(xué)生的體驗，其靈感就來自于學(xué)生在課堂上的錯誤。

另外，學(xué)生在課后所問的問題，以及習(xí)題中的錯誤，也是特別值得引起重視的。有的學(xué)生對于振動圖像和波動圖像辨析不清，有的學(xué)生對牛頓第二定律列式不規(guī)范，有的學(xué)生列的式子一半像動能定理、一半像機械能守恒定律，有的學(xué)生總是搞錯有效數(shù)字……這些都是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自然發(fā)生的真實錯誤。教師應(yīng)充分利用這些錯誤，一方面以此為依據(jù)組織后續(xù)的教學(xué)，另一方面還可以記錄下來，進行反思和調(diào)整，進行相應(yīng)的教學(xué)研究。

總的來說，世界上既不存在完美的教師，也不存在完美的學(xué)生，更不存在完美的課堂。如果我們追求教師永遠都對、學(xué)生從不出錯，這既不現(xiàn)實，也不科學(xué)。教師的某些“不完美”，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，激勵他們的學(xué)習(xí)動力，實為“大智若愚”；學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的那些自然的錯誤，就是他們成長的資源和契機，讓學(xué)生在不斷地體驗、試錯、調(diào)整中進步，這就抓住了教育的真諦，可謂“大道至簡”；正是因為這些所謂的“不完美”，我們的教育才顯得“更完美”，正所謂“大成若缺”。

“大成若缺”，“不完美，才美”，這不僅是一種物理教學(xué)的藝術(shù)，也稱得上是一種值得我們向?qū)W生傳遞的人生哲學(xué)。

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（欄目編輯? ? 趙保鋼）