抓住错误资源 建构生成型物理课堂
2022-02-22江苏省南通市海门区首开东洲初级中学
□ 江苏省南通市海门区首开东洲初级中学 顾 华
初中生刚开始接触物理,其思维相对其他课程来说具有一定的抽象性,学生在学习适应过程中必然产生“错误”,这些错误可能因为基础知识掌握不牢固产生的,也可能是在学习过程中单纯的搭建体系但并未梳理过程等,都意味着学生在学习过程中出现了困顿。但很多学生不愿意面对或者承认错误,甚至因为不停地犯错产生了消极的思想,严重影响后续学习兴趣,需要教师合理开发利用错误资源,引导学生深入理解物理知识和规律,给学生积极暗示,寻找原因进行反思,探究错误思维,深化学科思想,从错误中寻找突破,构成生成型物理课堂。
一、追溯原因,培植反思意识
初中生心理建设不健全,在面对物理错误时,会呈现逃避意识,不愿意直面自己的问题,更不愿意追溯原因,理论知识掌握不牢固,导致错误重复累积。教师要求正视学生的心理特点,营造氛围,为学生提供回忆、思考和探索的空间,引导学生摒弃错误思维,分析错误原因,培养反思能力,将“可怕”的物理错误转变为“可贵”的物理知识,尊重自己的资源,不论是错误还是正确,这样才能真正面对自己的缺陷。
例如右图1所示的滑轮组,甲和乙承载的重物质量相同,把重物匀速提升到相同的高度,不计绳子重量、滑轮的重量和摩擦,那么两个F做的功是否相同?
图1
学生根据惯性的思维考虑,甲和乙的滑轮组连接方式不一样,每条绳子受力不同,物体上升相同的高度,根据W=Fh,F不同,W肯定不同。
教师引导学生先不着急下结论,先计算F的大小和F运行的距离S。
那么请学生直接观察,做的功是否相同。学生发现问题不能单凭想象,也不能想象完成就无视原理性解答过程。通过实际计算,得出做功相同的结论。
所以,结合学生的错误引导学生反思,在物理知识学习中,必须动手列示或者实验,才能真正理解物理原理。
二、顺势诱导,引导深度探究
学起于思,思源于疑。在物理教学中,通过错误引导学生追溯原因。在实际教学过程中,教师通过设疑的方法,顺势诱导学生的思维,追问原因,引导学生自主产生深度探究意识和行为。而在探究过程中,很可能会出现二次错误,教师因势利导,将错就错,激发学生学习热情和探索欲望,在错误中获得学习和成长。
例如凸透镜成像课程学习。大家小时候都玩过凸透镜,家中老人也有使用凸透镜读报纸的,通过凸透镜观察物体,在一定距离内,离物体越远,眼睛看到的物体越大。同时,学生已知蜡烛通过凸透镜成的像,小于一倍焦距是正立虚像,在大于一倍焦距,是倒立实像。以此为基础,我们通过凸透镜看到的物体,是物体的虚像还是物体真实光线汇聚的实像?学生思考,透过凸透镜看到放大的物体,应该是物体实际光线的汇聚,那应该是实像。利用蜡烛、凸透镜、光屏的实验进行实物演示,已知凸透镜焦距,当大家看到放大的正立的像时在视线处放置光屏,学生发现光屏上什么都没有,意味着什么?学生思考,没有成型的光,必然是虚像,继续思考,成像的条件是物像在镜的两侧,那么大家看到的虚像,其成像规则在哪边?如果移动凸透镜,要求蜡烛可以在光屏成像,那么物镜的距离至少多少?像的方向呢?学生说在一倍焦距和二倍焦距之间可以光屏成倒立实像,超过二倍焦距也没有像了。挪动凸透镜,使物镜距离尽可能远,学生发现二者距离即使再远,光屏上都会存在一个点,那么这个点是不是实像?通过层层距离深入分析,帮助学生理解凸透镜成像规律的实际使用。
所以,在物理学习过程中,鼓励学生的试错精神,并利用学生的错误进行实际演示,从而引发学生思考,让学生在错误中深度探索知识,用实际实验引导,才能在错误、思考、再错误、再思考的环节中,步步学习,掌握知识。
三、问题变式,发展敏捷思维
问题变式,指的是在实际教学中,灵活应用学生的错误,将这些错误通过加工处理,形成新的问题,通过提示引导,发展学生敏捷的思维。需要注意的是,教师“见多识广”,可能会认为学生的错误比较幼稚或者纯属粗心等,但从学生的角度,存在即是合理的,有了错误,说明他们在分析问题的过程中运用的科学逻辑出现偏差,或者解决问题的过程中掌握的知识出现漏洞。在这个过程中,要求教师耐心、细心看待学生的问题,将学生思维漏洞组合成为素材,引导学生探究错误原因。
例如光滑水平面上有一个物体,该物体受到向左的水平拉力F,且做直线运动。要求逐渐减小F的值,那么物体的速度将()。
A 减小 B增大 C不变 D无法确定
很多学生一看到光滑,立马选择C不变,因为水平面光滑,所以物体必然会继续运动。教师提问,请大家回忆,力的存在对物体有哪些影响?学生回答对其运动状态会产生影响?一个是物体速度发生变化,一个是物体运动方向发生变化。分析本题,力F的方向一直没有变化,意味着物体运动方向并未发生变化,但是F的值出现了变化,意味着物体的运动速度肯定会发生变化,意味着C选项是错的。继续提问,当力的方向和运动方向相同时,物体的速度会发生什么变化?当力的方向和运动方向相反时,物体的速度又会发生什么变化?如果学生对同向运动有一定的困惑,从异向进行思考,异向相当于不让物体前行,所以物体运动速度会减小,那么反过来思考,同向相当于不停地给车加油门,运动速度必然增大,所以选B。
针对学生错误的变式问题,可以从不同的方面引导学生进行反复思考,从而帮助学生巩固所学知识,提升反思效率和思维敏捷性,提升学生对知识的理解能力。
四、演绎归纳,深化学科思想
错误是学生学习过程中必然存在的现象,面对错误时,要求学生不仅具有良好的心态和攻坚克难的勇气,同时要求学生具备演绎归纳的能力。学生在学习物理过程中,通过对错误进行归类,产生新的认知,才能真正利用错误完善自我知识体系,培养正确的科学价值观,也才能深化学生的学科思想。
例如上题中,力与物体运动方向相同并且持续存在,所以物体会一直运动,并且速度会越来越快,力值的大小仅影响了速度变化的快慢。
同类型题目,从高空扔物体,物体下落过程中速度是越来越快还是不变还是越来越慢?学生不加思考回答,越来越快。教师向学生演示羽毛的落地过程,问羽毛落地过程中,用肉眼观察,速度发生了什么变化?学生回答,有向快的趋势发展。同时将皮球和羽毛从同一高度落下,皮球先落地,为什么?学生都听说过两个铁球同时落地的理论,但在“羽毛”处出现了问题,为什么?学生回答,羽毛是因为受到了浮力,该力值比较大,皮球并没有受到浮力。皮球为什么没有受到浮力?学生发现出现了思维差错,同一空间,不可能存在不同的受力状态。从而剖析问题中认识到现实生活中力值存在的必然性,浮力的客观性和摩擦力的隐蔽性,体会到错误的宝贵性,知识系统归纳的逻辑性,通过归纳整理,快速分辨题目的归属,从而在潜移默化中学好物理科学。
所以,面对错误,让学生意识到不能单纯巩固错误知识,还应当对错误知识进行归纳汇总,形成知识体系,才能在面对同类型问题时快速掌握分析技巧,即培养了学生正确的学习态度,也培养了学生的学科思想。
五、故设陷阱,实现自主建构
设置陷阱是常用教学手段之一,要求教师善于观察和总结,从历届学生作业或者试卷中分析学生必然或者很大可能会出现的问题,将其作为典型案例进行引导,让学生以固有的思维模式进行犯错,充分暴露物理学习中存在的薄弱环节,再有针对性进行课程讲解,从而在学生思维中重塑知识结构。通过故设陷阱的授课方式,引导学生出错,通过错误引导学生生疑,从而推动学生认真思考,自主构建知识系统。
例如学生都见过舞台上的白雾,用来渲染气氛,给观众呈现视觉美感,那么请大家解释这种白雾形成的机理。
学生说,查阅资料说这些白雾是由干冰制造的,那么白雾就是干冰升华得到的。
点拨学生,干冰是固态化的二氧化碳。学生根据信息提示进行推理,如果干冰是固态二氧化碳,当干冰直接升华变成二氧化碳气体时应该是无色的,那么白雾肯定不是由干冰演变的。那么白雾的本质是什么?教师携带干冰导入量杯中,学生发现量杯中立马生成了白雾,将手放在白雾中,发现白雾的温度低于周边气温,推断白雾很可能是水蒸气。要求学生思考,冰如何变成水,学生回答要吸热。所以,干冰在升华成二氧化碳的过程中,会吸收空气中大量的热,使得周围空气的温度骤降,而空气中有水蒸气,遇到低气温会液化成小水滴,大量小水滴短时间聚集一起,形成肉眼可见的白雾。通过陷阱设置,学生在观察现象感知实验的过程中,构建自己的知识体系。
所以,故设陷阱的方式,给学生提供了充足的试错、纠错、认知、反思的空间,让学生在错误的思维中思考,通过实验论证的方式认识和区分曾经知识体系中容易混淆的事实或者概念,建立新的知识体系。这种设错的授课方式,提升了课堂的趣味性,保护了学生的求知欲,鼓励学生犯错,从而提高课堂效率。
上述错误资源整合的教学方法,给了学生试错的勇气,让学生意识到错误并不可怕,可怕的是因为怕错从而回避错误。学生用于展现错误,才能在错误中寻找疑点,才能通过疑点找到问题的正确答案,才能体会到探索物理知识或者现象的快乐,让学生在错误中生智慧,才能真正提高学生的物理学科素养,真正理解物理知识和内涵,构建生成型物理课堂。