善用负启发式教学将错就错激活物理思维

2022-05-11王子谦杨晓婷

物理之友 2022年3期

王子谦杨晓婷王强

(扬州大学物理科学与技术学院，江苏扬州 225009)

1 引言

恩格斯说过：“无论从哪方面学习，都不如从自己所犯错误的后果中学习来得快。”课堂中不怕学生出错，就怕学生不敢出错，只有在错误中学习才是最好的学习。《第五十六号教室的奇迹》一书被奉为西方教育的经典，作者雷夫的做法值得我们深思。一群老师到五十六号教室参观，学生们正在安装火箭模型。有一组学生弄错了某一个装置，于是来访的老师想去指点，雷夫果断而有礼貌地阻止了访客。在事后交流中，访客认为，雷夫应该及时对学生的错误进行纠正，否则火箭将难以成功发射；雷夫则认为，学生们出丑并不一定是坏事，接下来他们就得好好找出火箭无法起飞的原因了。[1]我们从雷夫的教育过程中可以借鉴到什么？让学生从错误中悟出失败原因，展开知识的探寻之路，可能是一种更有效的教育模式，而在当前的教育中我们往往不愿意给学生“犯错误”的机会。

2 负启发式教学

在“知识为主”向“能力为主”的教育理念转变过程中，培养学生的思维能力变得越来越重要。物理迷思概念往往带有主观臆断、顽固性等特征，是导致思维过程失误的重要根源。[2]当学生在思维过程中出现失误时，教师一般把主要精力放在正确结论的讲解上，使学生尽快转到正确的思维进程上来，殊不知学生在下次碰到类似问题时还会出现失误。其原因在于，教师往往不注重挖掘学生出现思维失误的深层原因。我们可以换一种教学思路，当学生有错误解答或者模糊概念时，我们不急于向学生讲解正确结论，而是先顺应其“错误”，然后“将错就错”，创设情境“夸大”他的错误；通过更明显的“错误”刺激学生，激发认知冲突。在“自我质疑”“自我否定”之后，再引导学生进行对比分析，找出错误的根本原因，突破思维误区。学生带着一种“负疚感”进行“自我救赎”，可以变“被动接受”为“主动解脱”，这就是“将错就错”教学法的基本思想。[3]启发式教学是教师利用情境、问题和认知冲突等教学要素引发学生的积极思维活动，让学生突破思维障碍、获得新知的教学。从启发式教学的角度来说，“将错就错”教学法属于负启发式教学的一种，[4]其实施路径如图1所示。相对于一般的启发式教学而言，负启发式教学有意拉长了从迷思概念过渡到正确概念的过程，显化错误、激发认知冲突成为其显著的特征。

图1

3 负启发式教学案例分析

3.1 刹车问题

例1：一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，突然紧急刹车，若汽车的初速度36 km/h，刹车时加速度大小为3 m/s2，求刹车5 s内汽车的位移。

3.2 摩擦力问题

例2：如图2所示,一个小木块以初速度为v0水平抛出，落在静止的传送带上，并滑过粗糙传送带，最终落在地面A点处，则下列说法正确的是( )。

图2

A. 若传送带逆时针转动，小木块将落在A点左边

B. 若传送带顺时针转动，小木块可能落在A点

C. 若传送带顺时针转动，小木块一定落在A点右边

D. 若传送带逆时针转动，小木块可能从传送带左边滑出

本题的正确答案是B。由于存在“摩擦力的大小与速度大小有关”“摩擦力方向与运动方向有关”的错误概念，学生的出错率很高。参看图1，教学过程可以按照一般的启发式教学路径展开。教师依次对传送带静止、逆时针以及顺时针转动情况进行分析，让学生清楚认识无论是何种情况，只要木块与传送带发生相对运动，木块所受摩擦力的大小都是相同的，其方向则需要根据相对运动方向来判断。启发式教学体现了高效率、问题导向的特点，但并没有让学生去深刻反省出现错误的根本原因，并没有很好地达到锻炼学生物理思维的目的。因此，笔者设计了负启发式教学方案。

师：当传送带静止时，小木块落到粗糙传送带上将做什么运动？

生：受到滑动摩擦阻力Ff=μFN，小木块向右一直做匀减速运动。

师：若传送带逆时针转动，且传送带逆时针转动的速度特别大时，向右抛出的木块落到传送带上会怎样运动？

教师以此问题诱导学生“出错”。

生：传送带会带动木块反向从左端离开。

此时学生隐藏的错误概念得以显现。教师并不急于纠正错误，而是“将错就错”，继续问下去。

师：现在假设传送带仍然是静止的，若增大木块水平向右扔出的速度，小木块所受到的摩擦力方向及大小会发生变化吗？

教师将问题换成了学生所熟悉的情境，答案相对简单了很多，绝大多数学生都可以正确回答。

生：滑动摩擦力的大小是不改变的，其方向由相对运动方向决定，与速度大小无关。

此时教师需要培养学生转换物理模型的能力，把陌生的题目情境变成他们熟悉的情境。

师：利用运动的相对性，我们是否可以认为小木块还是以原来的速度v0水平向右抛出，传送带向左以极大速度运动呢？

生：可以。