利用錯題培養學生的批判性思維

邱菊燕

江蘇省南通市海門實驗學校，江蘇 海門 226100

1 批判性思維及特點簡述

批判性思維是一種建立在良好判斷的基礎上，使用恰當的評估標準對事物的真實價值進行判斷和思考的思維方式[1]。批判性思維是一種高階思維，是一種思考者通過分析、評估、重構自己的思維來提高自己的思維水平的思維模式，是一種理性的、反思性的思維，屬于一種有效推理。浙江大學王彥君副教授在中國大學MOOC《批判性思維》課程中認為：批判性思維具有合理性、反思性、前瞻性等特點；批判性思維具有促進現代公民理性化和高效從事科學研究、處理好復雜社會事務的作用。

2 從課標看物理教學與批判性思維

2.1 核心素養

物理學科核心素養包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等，其中與批判性思維有關的內容如下：科學思維是“基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑和批判，進行檢驗和修正，進而提出創造性見解的能力與品格”，科學探究是“對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力”[2]。

2.2 課程目標

課程目標中與批判性思維聯系密切的內容如下：“具有批判性思維的意識，能基于證據大膽質疑，從不同角度思考問題，追求科技創新”，“具有交流的意愿與能力，能準確表述、評估和反思探究過程與結果”[2]。

2.3 學業質量水平

學業質量水平與批判性思維有關的質量描述如表1所示[2]。

表1 學業質量水平的質量描述（部分）

從表1可知，學業質量標準從水平1到水平5都有與批判性思維有關的內容。

可見，課程標準從內容、目標、評價等各方面都對批判性思維的培養做出了要求，批判性思維的培養不僅是物理教學的重要內容，也是物理教學的重要目標，更是判斷學生物理課程學習是否達到預期效果的重要標準。

3 利用習題錯誤資源培養批判性思維的策略

3.1 引導學生給教輔習題挑錯

教輔上的習題雖然經過編者的精心篩選、校對，但還是有一些習題對于條件的表述不夠嚴謹。有時由于編者、教師、學生的思維定勢會默認某一條件，而這一條件在習題中并沒有明確表述，導致習題設計的不科學。教學中，引導學生給習題挑錯，指出其不科學之處，并修改習題條件，不僅能提升學生的審題素養，更有助于學生形成嚴謹的思維模式，為批判性思維的形成奠定基礎。

例1如圖1所示，有一彎成θ角的光滑金屬導軌POQ，水平放置在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直。有一金屬棒MN與導軌的OQ邊垂直放置，金屬棒從O點開始以加速度a向右運動，求：（1）t s末時，棒與導軌所構成的回路中的感應電動勢；（2）t s時間內，棒與導軌所構成的回路中的感應電動勢。[3]

圖1 例1圖示

3.2 引發認知矛盾突破原有認知

學生在學習過程中易受已有解題經驗和生活經驗等錯誤前概念的困擾，從而將習題條件錯誤解讀。錯誤前概念一旦形成，在學生頭腦中會根深蒂固，難以破除。學生的錯誤前概念單憑新課教學很難完全糾正，教學中教師要清楚掌握學生可能存在的錯誤前概念，有針對性地設計問題鏈引發學生的認知沖突，發現錯誤并糾正錯誤，幫助學生突破原有認知，構建新知識。

例2長為L的細線，上端固定，下端拴一質量為m、帶電荷量為q的小球，處于如圖2所示的水平向右的勻強電場中。開始時，將線與小球拉成水平，然后釋放，小球由靜止開始向下擺動，當細線轉過60°角時，小球到達B點速度恰好為零。試求：

圖2 例2圖示

（1）AB 兩點的電勢差 UAB；

（2）勻強電場的場強大?。?/p>

（3）小球到達B點時，細線對小球的拉力大小。

本題中第1、2問較易解答，但是學生在解答第3問時常常出現問題。根據學生答題的情況可以看出，學生認為由“小球到達B點速度恰好為零”可知小球在B點的合外力為零。雖然以前為糾正學生“速度為零合外力為零”的錯誤概念，花費很多精力，但效果不明顯，這個錯誤認知在學生的頭腦中依然頑固。

在教學中為了引發學生的認知沖突，因勢利導打破學生錯誤前概念，并建立正確的科學概念，可以設置如下問題引導學生思考：靜止狀態的物體受力有什么條件？速度為零所受合外力是否為零？速度為零是否等效為靜止？在學生思考后，可以列舉一些物體啟動的例子啟發學生，如小汽車啟動的瞬間，速度為零，是否為靜止？自由落體運動的物體下落的瞬間速度是否為零，是否為靜止？通過思考、分析、討論，讓學生明白：速度為零且合力為零才為靜止狀態，或者說速度保持為零（加速度為零）才為靜止狀態；速度為零的物體，加速度可以不為零，合力可以不為零。最后得到第3問正確解答如下：在B點對小球受力分析如圖3所示，由圓周運動知：

圖3 例2受力分析圖

3.3 教師教學中故意出錯

教師在教學中可以根據經驗，在學生常犯錯誤之處故意出錯，創造錯題資源?！敖處熆梢匝刂鴮W生的思路,故意和學生‘一起犯錯’；或利用學生的錯誤，‘難得糊涂’一下,然后再回過頭來正視這一錯誤,重新利用所學知識進行嚴密分析,使學生在思維碰撞中頓悟，在觀點辨析中醒悟”[4]。例如，在審題時，故意將關鍵條件、隱含條件理解錯誤，這樣解題就會出現思路中斷，或得到的結果與實際不符，或得到的結果與題目條件自相矛盾，此時，再讓學生思考錯在何處。這個過程可以提升學生在審題過程中抓關鍵條件的能力，更能幫助學生在思考中樹立挑戰教師權威、敢于質疑批判的思想，推動批判思維的逐步形成。

例3一物體置于粗糙的斜面上，給該物體施加一個平行于斜面的力，當此力為100 N且沿斜面向上時，物體恰能沿斜面向上勻速運動，當此力為20 N且沿斜面向下的時候，物體恰能在斜面上向下勻速運動，求施加此力前物體在斜面上受到的摩擦力。

求解“施加此力前物體在斜面上受到的摩擦力”時，“此力”為何力？學生在理解時存在分歧。不少學生認為其指20 N的力。教師故意出錯，將題目中“物體施加一個平行于斜面的力”這一條件忽略，將“此力”理解成20 N的力。然后通過分析物體向上和向下勻速運動兩個狀態的情況，分別得到：100 N=mgsinθ+f和 f=mgsinθ+20 N，聯立得：f=60 N，mgsinθ=40 N。得到所求摩擦力是60 N。然后，讓學生再次認真讀題，學生會發現“此力”是指“平行于斜面的力”，故而施加此力前，物體在斜面上只受到重力、支持力和摩擦力，而且因物體靜止在斜面上，mgsinθ小于最大靜摩擦力，所以受到的摩擦力為靜摩擦力，且等于mgsinθ=40N。教師制造錯誤，會讓學生在反思中認識到：題干中的句式結構：“物體施加一個平行于斜面的力，此力……，此力……施加此力前……”，進而提煉關鍵句式、理解題意、轉換關鍵條件，最終順利解決問題。

3.4 引導學生反思自己的錯誤

當發現學生出現錯誤時，引導學生對自己的錯誤進行反思，對審題過程進行反思?？纱龠M學生合乎邏輯地思考、有效地推理，從而高效訓練學生思維，提高學生的批判思維水平。

例4 一個人從地面上的A處以初速度v0豎直上拋一個物體，物體經過位置B時，仍然向上運動，但速度減為初速度的1/4，已知AB=3 m，取 g＝10 m/s2。 求：（1）初速度多大？（2）再經過多長時間物體落回A處？

本題中學生能夠順利解決第1問，取向下為正，由勻變速直線運動的規律-=2as可得v0=8 m/s。在第2問中，學生根據vt=v0+at得到上升到最大高度的時間為t1=0.8 s，根據豎直上拋的對稱性得物體從最高點返回A處的時間為t2=0.8 s，總時間為t=t1+t2=1.6 s。顯然，學生在解決第2問時，看錯題意，沒有理解“再經過”的含義，沒有將“再經過多長時間”和“經過多長時間”區別開來。

為此，可以引導學生反思解題過程。題目要求求解的時間是物體上升、下降的總時間嗎？你能畫出運動示意圖嗎？“經過多長時間”是從物體處在何處時開始計時？“再經過多長時間”是從物體處在何處時開始計時？本題中“再經過”是解決第2問的關鍵詞，對該“關鍵詞”的忽視必然導致犯經驗主義的錯誤。

4 結語

擁有批判性思維的人能創造性地解決問題，提出創造性的觀點，推動社會和國家的進步。高中階段是學生理性思維發展的黃金時期，而物理學科是培養批判性思維強有力的工具，物理教師應該要充分挖掘教學素材的育人價值，凸顯對學生思維的培養，重視對學生批判性思維的培養。