錯誤是一種學習資源,這一點已經是很多同行公認的了。但很多時候我們也發現這可能還只是一種意識,在具體的實際行動中還沒有能真正落實。沒有落實的原因很多,比如說教學進度原因,比如說缺少恰當的教學策略,又比如說學生的學習狀態等。總的來說,高中物理錯中學還沒有形成一種系統的研究與實踐氛圍。為此,筆者決定以拙作為此添一把柴火。
一、高中物理何以錯中學
為什么物理可以錯中學?如果我們仔細想一想的話,就會發現這是一個與很多教學理論相關的問題。傳統的教學理論一般都是拒絕錯誤的,這種思路容易理解:我們要幫學生建立的是正確的物理知識結構,我們要在學生思維中形成的是正確的物理圖景,既然如此,遇到錯誤我們就要想辦法化解,更多的時候還要扼殺錯誤的苗頭。譬如牛頓第二運動定律教學中,我們強調單位必須全部是國際單位,我們強調力必須是物體受到外力的合力——這些注意點我們在新課教學中就要強調,為什么?因為怕學生后面出錯。但現代教學理論以及物理學發展史似乎告訴我們的,是另外一些內容。先從物理學史的角度來看,我們幾乎找不到未經錯誤就一下子得到正確結論的物理發現,運動學的正確結論是經歷了從亞里士多德,到伽利略,再到牛頓上千年的歷史,其中錯誤觀念居多。再從學習理論的角度來看,人們發現有時錯誤往往能夠告訴我們更多的東西。哲學家也說,沒有錯誤就沒有正確。
因此,如果把我們的高中物理教學擺到歷史的長河中,擺到人類發展的規律中,我們發現錯誤是無法真正回避的,錯誤是可以生成正確的。既然如此,高中物理是可以錯中學的。
從客觀的角度講,高中物理也具備錯中學的條件。相對于義務教育階段的科學和物理學習而言,高中物理研究的深度與廣度都是初中物理和小學科學所無法比擬的——我們同學常說高中物理難,就是這個原因!既然如此,高中物理學習過程中的錯誤就是在所難免的。面對錯誤,我們應當作出的選擇不是責怪學生,不是一味地進行所謂正確的引導,而應該分析錯在哪里,應當如何。有了這樣的教學理念,錯誤才真正地成為一種資源,高中物理錯中學也才真正有了可能。
二、高中物理怎樣錯中學
回答高中物理怎樣錯中學的問題,意味著我們的思考進入實際操作階段,這一階段是建立在理念確定的基礎之上的。經過梳理,筆者以為高中物理錯中學可以嘗試以下幾種策略:
一是將錯就錯。將錯就錯是指順著學生的錯誤思路進行推導,直到發現其與物理規律相矛盾。舉一個較為簡單的例子:在高中物理力學知識的學習中,對于“光滑水平面上勻速運動物體的受力”分析,很多學生由于強烈的前概念作用——在運動方向上必定受力,他們會認為這樣的物體除了受豎直方向的重力與支持力作用之外,還會受到水平方向的牽引力與摩擦力。在這種情況下,如果你直接跟學生強調水平方向不受力,很多學生內心里是不相信的,這最終體現在一段時間以后,他還會犯同樣的錯誤。因此,這里我們可以順著學生的錯誤思路進行推理:根據牛頓第二運動定律,物體此時做勻速直線運動,說明物體所受合力為0,豎直方向的合力肯定是0,那么水平方向的合力也一定是0;因此如果物體受到一個向前的牽引力,那么也一定受到一個向后的摩擦力。根據我們的教學經驗,分析到這一步,學生仍然認為是有現實可能的。因此,教師要繼續追問:這個牽引力的施力物體是哪個?學生一般會回答水平面;那摩擦力的施力物體又是誰呢?學生只好去分析與物體相接觸的物體,發現只有一個——還是水平面。那同一個水平面怎么可能對物體施加一對平衡力呢?這是不可能的,也就證明了我們的假設是不正確的,故牽引力是不存在的。這種將錯就錯的分析方法是高中物理錯中學常用的方法,在實際教學中有機會就要用,這樣可以培養學生的一種分析、學習能力。
二是追根究底。一種錯誤呈現在學生面前,對于學習態度正常的學生而言往往意味著一種挑戰:為什么會錯?一旦學生有了這樣的動機,我們就要追根究底,直到找到真正的原因為止。仍然舉一個動力學中的問題:一個物體做豎直上拋運動,運動至最高點時,速度為多少?所受合力為多少?(不計空氣阻力)這個看似簡單的題目會讓不少學生出錯,出錯結果大多是:速度為0,合力為0。為什么會有這樣的錯誤?那是因為在初中物理學習中形成了一種錯誤認識:速度為0就是靜止,靜止時物體所受合力就是0。這個時候,教師要立即告訴學生:“你們錯了!”一句話會讓他們立即進入到驚訝與思考當中:錯了?錯在哪里?他們會對原來的推理思路進行判斷,但自己往往無法糾錯。追根究底其實也就一句話的事:這個物體在豎直上拋的過程中受什么力?學生會恍然大悟:只受重力!那原來的是思路是怎么回事呢?“速度為0不意味著靜止”的認識就會代替原有的錯誤認識,物理錯中學的過程也就完成了。
三是借力打力。我們認為所有的錯誤都是有價值有力量的,通過借助于錯誤的力量,可以達到加強正確認識的效果。比如有一道較好且又易錯的題目:在質量為M的電動機上,裝有一個質量為m的偏心輪,當偏心輪重心在轉軸正上方時,電動機對地面的最小壓力為0,那對地面的最大壓力是多少?這題學生出錯的原因大多是因為不會建立模型,而在模型得到建立之后,不少學生就會自主得到解題思路。因此,我們認為,本題的錯誤的價值就在于模型的建立。值得強調的是,此前必須給一個讓學生犯錯的時間,必須讓學生進入憤悱的境地,這樣后面的模型建立過程才會引發更多學生的興趣。
三、高中物理錯中學思考
在實際教學中,我們常說興趣是最好的老師。我們并不否認這一點,但同時我們又發現,這種興趣應當是深層次的興趣,而非淺層次的興趣。那深層次的興趣從哪里來呢?讓學生認識錯誤的價值,并從中尋找正確的來源,我們認為是一種可行的選擇。
而要做到這一點,必須讓學生認識到錯誤是不可怕的。這句話說易行難,因為在實際教學中我們已經有意無意地給學生確立了一種認識:錯誤是可恥的。教師可以通過物理學史中科學家的錯誤實例來告訴學生,出錯是正常的,不出錯才不正常。我們要做的不是不出錯,而是在錯誤中尋找正確,科學探究的魅力也正在于此。相對于一些回避錯誤的所謂的教學技巧,我們認為這樣的理念教育更有價值。
總的來說,高中物理是可以錯中學的,而這其中的實施關鍵毫無疑問,應當是教師。