大成若缺

张小洪

摘   要：从教师有意“犯错”、引导学生“出错”、允许学生“试错”、视“错误”为“资源”四个角度，说明物理教学中如何将“不完美”转化成“美”，阐述“大成若缺”的教育理念。

关键词：错误；资源；大成若缺

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2023）4-0012-3

笔者在备课过程中看到一个名为“水流星（大型翻车现场）”的实验视频，只见一位老师提着水桶，踌躇满志地让水桶在竖直平面内转了几圈，那是一切尽在掌握的感觉。可谁知，当水桶再次经过头顶的瞬间，由于速度不够快，桶里的水竟然从头顶倾泻而下，把老师浇了个透心凉，教室里顿时响起了学生们哄堂大笑的声音。有的老师看完视频说：“希望我能够把实验做成功，不要出现这样尴尬的局面。”但我们如果仔细想想，会发现这个看似失败的、不完美的实验，其实反而有其成功之处。

传统观念认为，教师组织课堂教学，一定要考虑得面面俱到，把课上得滴水不漏、完美无缺。然而，这样的课堂往往只会变成教师的自我表演。因为课堂太“完美”，所以学生只能远远旁观；因为老师太“聪明”，所以学生就会显得“愚笨”。反而是有些看上去不那么完美的课堂，让学生能够真正参与学习，能够亲身体验学习，从而有所收获，有所成长。

那么，我们主要可以采用哪些方式将“不完美”转化为“美”呢？

1    教师有意“犯错”

如前文所述，老师的水流星实验虽然“失败”了，但是桶里的水当头浇下来的画面一定会深深地印在每一位学生的脑海中。学生们只要一想到这个画面，就能深刻地理解此种竖直平面内完整圆周运动的临界条件，这将极大程度地避免他们形成最高点临界速度为零的错误观点。我们不得不说，这其实是一种成功。这种成功来自于“老师失败了”“老师被淋成落汤鸡了”。

“老师竟然失败了”，这一突发事件瞬间引起学生的无意注意。无意注意是注意的一种形式，它没有预设目的，不需要意志去控制，不易让人感觉疲劳；注意的另一种形式是有意注意，它有目的，需要靠意志力去维持，也更容易使人感觉疲劳。学生学习时，需要在注意的基础上获取信息，并进一步处理信息，可以说，注意是有效学习的前提。教师在教学中，最好能引导学生的两种注意方式交替出现，以提高教学效率。所以，教师自己的“失败”，其实称得上一个“利用注意规律，提高教学效率”的好办法。

想象一下，如果教师直接告诉学生，“若速度不够快，水就会流下来”，这显然缺乏了教师犯“错误”的画面感，这个“画面感”中包含着形象思维。我国著名科学家钱学森认为，训练形象思维是当前研究思维科学的一项最重要的任务，建议把形象思维作为思维科学的突破口；我国物理教育名师吴加澍认为，物理教学同样也应该把形象思维作为突破口；杨振宁教授认为，物理是现象而不是推理，它是观察、实验和思维的產物，讲究以物喻理，物理渗透。广大中学物理教师也定有这样的体会：一方面，学习物理需要经常在脑海中放“动画片”，这个“动画片”就是形象思维；另一方面，高中学生，特别是高一学生的思维，正处于由经验型逐渐向理论型过渡的时期，需要借助形象思维来完成向高水平的进化。各种证据表明，形象思维对于物理的学习非常重要，教师在教学过程中偶尔为之的故意“犯错”，就是一种很好的利用学生形象思维的手段。

2    引导学生“出错”

教师不要只顾自己“出丑”，也要记得带学生“出错”。教师带领学生“犯错”，可以让学生有更多的体验感。

在学习气体压强的时候，可以给学生一个这样的情境：如图1所示，地面上一质量M=5 kg的气缸内，用活塞封闭有一定量的理想气体，已知活塞质量m=1 kg，活塞面积S=100 cm2，当地大气压强p0=1.01×105 Pa，重力加速度g=10 N/kg，不计气缸厚度及活塞与气缸之间的摩擦，求：（1）封闭气体的压强；（2）地面对气缸的支持力大小。

教师可先带领学生分析，首先以活塞为研究对象，分析出活塞受到重力、大气压力和封闭气体压力的作用，得出封闭气体的压强为1.02×105 Pa，这没有问题；然后再以气缸为研究对象，“顺理成章”地引导学生分析出气缸受重力、封闭气体压力和地面支持力的作用（忽略气缸所受大气压力，正是学生的易错点），最后计算出地面对气缸的支持力为1 070 N。这与现实经验及以往所学知识完全不符。要知道，在学习气体压强之前，学生都明白，地面对气缸的支持力应该等于整体的重力60 N。差别怎么会如此之大呢？

慢慢地，会有学生发现刚才的破绽，然后越来越多的学生醒悟过来：“原来研究气缸整体对地面的压力时，不仅要考虑气缸顶部受到的向下的大气压力，还需要考虑气缸底部受到的向上的大气压力”。他们会因为被老师“带偏”而捶胸顿足，又会因为进一步的思考而恍然大悟，他们会大声说出自己的见解。经此一错，学生会深刻地认识到，由于气缸顶部和底部的高度差相对于大气层的厚度可以忽略不计，因此分析气缸整体受力时不考虑大气压力的影响。不仅如此，学生还体验到了“顿悟”的快乐，以及自己解决问题的成就感。诺贝尔物理学奖获得者劳厄说过：“重要的不是获得知识，而是发展思维能力。”获得结果的过程，比结果更重要。学生在刚才“幡然醒悟”的过程中，最大限度地调动自己的思维去思考问题、解决问题，并感受到那种饱满、自信的状态，这些“经验”增加了大脑的神经连接，在一定程度上可以说是“重塑”了大脑。可见，学生有时被老师“坑一坑”，也是很有意义的。

3    给学生机会“试错”

正如一个蹒跚学步的婴儿需要经历无数次的跌倒才能学会走路一样，学生知识的习得和能力的生成也不可能是在一帆风顺中完成的。作为教师，不仅要允许学生出错，给他们创造机会去试错，还要充分利用他们的错误，从而转化为帮助他们进步的资源。

在“闭合回路的最大输出功率问题”的教学中，一部分教师是把相关的各种情形（图2）考虑得面面俱到，对学生和盘托出，然后让学生套用这些结论去做题；另一部分教师则只引导学生推导图2（a）中的情形，得出“外阻等于内阻时，滑动变阻器消耗功率最大”的结论，然后将图2（b）（c）（d）中的情形作为变式，让学生进行课堂思考或课后练习。一般而言，用第一种方式教学也能让学生依葫芦画瓢，记住一些结论和方法，但学生仅限于被动接受教学内容，往往思维锻炼不足、知识体会不深、运用缺少灵活性。第二种方式的教学，就是要让学生去“试错”，当他们套用“外阻等于内阻”这一条件时，会得出错误结果。此时，教师如果引导学生认真思考，在错误中调整，在调整中进步，一定可以让他们对于纯电阻与非纯电阻、可变电阻与定值电阻、单个电阻与多个电阻的最大功率问题有更加清晰的辨析和理解。

允许学生“试错”的根本在于，不仅不害怕学生出错，还要特别利用学生在出错过程中所产生的认知冲突。心理学家皮亚杰认为：“认知冲突是人的原有图式与新感受到的事件或客体之间的对立性矛盾……当冲突产生时，学生需要对新信息或原有的图式作调整以解决冲突。”因此，给学生机会犯错误，引发他们的认知冲突，其实就是在创造学生思考问题、解决冲突的契机与动力。在这个调整的过程中，学生“吃一堑，长一智”，从山穷水尽的困境走向柳暗花明的坦途，这种试错之后顿悟的体验，是十分珍贵的。

4    变学生“错误”为资源

学生的错误，其实是一种非常有价值的教育资源。如果正确、充分利用，就能“变废为宝”，为学生的学习提供推动力。

在课前预习时，学生会有一些错误。比如，认为图3中的推力F推不动物体的原因是推力F小于物体所受的摩擦力，这暴露出学生仅凭生活经验认识摩擦力，还未进一步构建完成静摩擦力的概念，运用静摩擦力概念和特点分析问题的能力欠缺；还有学生认为，图4的情境中，当推力F作用于A物体，使A、B一起在光滑地面上加速运动时，A物体对B 物体的推力也为F，这暴露了学生持有的“固体传递压力”的错误观念。学生预习时的错误，恰好暴露出他们的一些错误的前概念，这正好帮助教师了解学生，使后续教学更具针对性。

在课堂上，学生也会犯一些意料之外的错误。在“地磁场”部分的教学中，笔者发现有学生以为“上北下南”的“上”是“竖直向上”的“上”，即他以为北方就在自己的头顶上方。仔细想想，重庆的孩子在生活中很少接触到“东南西北”的概念，他们的确对于“东南西北”这样的方位缺少直观的体会。于是，笔者在教学中特意创造了一些机会，让学生“向南一步”，或者让他们“与你西边的同学握手”，这些活动可以增加学生的体验，其灵感就來自于学生在课堂上的错误。

另外，学生在课后所问的问题，以及习题中的错误，也是特别值得引起重视的。有的学生对于振动图像和波动图像辨析不清，有的学生对牛顿第二定律列式不规范，有的学生列的式子一半像动能定理、一半像机械能守恒定律，有的学生总是搞错有效数字……这些都是学生在学习过程中自然发生的真实错误。教师应充分利用这些错误，一方面以此为依据组织后续的教学，另一方面还可以记录下来，进行反思和调整，进行相应的教学研究。

总的来说，世界上既不存在完美的教师，也不存在完美的学生，更不存在完美的课堂。如果我们追求教师永远都对、学生从不出错，这既不现实，也不科学。教师的某些“不完美”，可以提高学生的学习效率，激励他们的学习动力，实为“大智若愚”；学生在学习过程中的那些自然的错误，就是他们成长的资源和契机，让学生在不断地体验、试错、调整中进步，这就抓住了教育的真谛，可谓“大道至简”；正是因为这些所谓的“不完美”，我们的教育才显得“更完美”，正所谓“大成若缺”。

“大成若缺”，“不完美，才美”，这不仅是一种物理教学的艺术，也称得上是一种值得我们向学生传递的人生哲学。

参考文献：

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（栏目编辑    赵保钢）