在糾錯(cuò)中實(shí)現(xiàn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展
——基于青年物理教師課堂教學(xué)的思考

徐小飛

南通市通州區(qū)金沙中學(xué)，江蘇 南通 226300

“根據(jù)事實(shí)，肯定學(xué)生的錯(cuò)誤，從而改正學(xué)生錯(cuò)誤”［1］，是陶行知先生的一條重要教育理念。作為高三一線教師更需要注重將這種教育理念融入到日常的課堂教學(xué)中去。

學(xué)習(xí)的過(guò)程是一個(gè)不斷和錯(cuò)誤“糾纏”的過(guò)程。學(xué)生在學(xué)習(xí)中的錯(cuò)誤是學(xué)生思維出現(xiàn)障礙的客觀反映，利用得當(dāng)也是教學(xué)的巨大財(cái)富［2］。高三物理復(fù)習(xí)注重通過(guò)“精講精練”，讓學(xué)生在糾錯(cuò)中實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的理解與掌握。以我校某位青年教師的課堂教學(xué)為例，談一點(diǎn)個(gè)人的想法。

1 “根據(jù)事實(shí)”篩選錯(cuò)誤

學(xué)習(xí)物理過(guò)程中，學(xué)生出錯(cuò)的形式千差萬(wàn)別，倘若任何錯(cuò)誤都面面俱到地糾正，不但在有限的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)不了教學(xué)任務(wù)，教師反而容易被錯(cuò)誤牽著走。所謂“精講”就是要講究對(duì)錯(cuò)誤的篩選，抓住諸多錯(cuò)誤中最典型的錯(cuò)誤“對(duì)癥下藥”，哪怕一堂課就解決一個(gè)錯(cuò)誤。

該老師篩選的這道例題比較符合學(xué)生典型錯(cuò)誤的特征。

案例1為了測(cè)量一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)E 和內(nèi)阻r，現(xiàn)有下列器材可供選擇：

A.待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻約為1 Ω）

B.電流表（量程0～1 A，內(nèi)阻RA為0.5 Ω）

C.電壓表（量程0～3 V，內(nèi)阻RV約為6 kΩ）

D.滑動(dòng)變阻器R（阻值0～10 Ω）

E.開(kāi)關(guān)S 一個(gè)，導(dǎo)線若干

請(qǐng)畫(huà)出能準(zhǔn)確測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，并測(cè)出具體數(shù)值。

點(diǎn)評(píng)：首先，以“測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”為目的的實(shí)驗(yàn)在歷年高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)中一直占據(jù)非常重要的地位，就近三年全國(guó)各地的物理高考而言，該實(shí)驗(yàn)共計(jì)出現(xiàn)十余次，每年又多少有所創(chuàng)新。其次，52 位參加本題測(cè)試的學(xué)生有37 位出現(xiàn)錯(cuò)誤，其中28 位認(rèn)為應(yīng)該設(shè)計(jì)成圖1所示的電路。第三，這是最為常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)法——伏安法，而且采用電流表的外接，是教材、教輔中最為推崇的方法之一，許多學(xué)生尤其是停留在單純的機(jī)械記憶層面上的學(xué)生，大多會(huì)習(xí)慣性出錯(cuò)。筆者認(rèn)為，這樣的錯(cuò)誤就是典型錯(cuò)誤。

圖1 電路圖

歸納起來(lái)，所謂典型錯(cuò)誤應(yīng)當(dāng)具備如下四個(gè)特點(diǎn)：

（1）重要性。高三復(fù)習(xí)總是時(shí)間緊、任務(wù)重，值得投入時(shí)間的知識(shí)必須是重點(diǎn)知識(shí)。

（2）群體性。所謂典型必然是錯(cuò)誤的數(shù)量達(dá)到一定程度，形成了一個(gè)共性的群體。

（3）代表性。錯(cuò)誤的形式可能有許多，諸如計(jì)算錯(cuò)誤、書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤、原理錯(cuò)誤、審題錯(cuò)誤等，每個(gè)錯(cuò)誤所體現(xiàn)的側(cè)重點(diǎn)也不一樣，在收集和整理教學(xué)材料的時(shí)候應(yīng)該選取其中最具代表性的錯(cuò)誤，只有最具代表性的錯(cuò)誤才能最大化地實(shí)現(xiàn)針對(duì)性教學(xué)。

（4）習(xí)慣性。在系統(tǒng)復(fù)習(xí)前學(xué)生所掌握的知識(shí)往往是片段性的、不系統(tǒng)的，在面對(duì)某類(lèi)物理問(wèn)題時(shí)往往會(huì)習(xí)慣性地因循以前的思路考慮問(wèn)題，形成一種定式的思維，習(xí)慣性地出錯(cuò)。

基于以上四點(diǎn)的錯(cuò)誤更具備成為教學(xué)“巨大財(cái)富”的潛質(zhì)。而要真正獲取這筆“財(cái)富”，只是收集和篩選是不夠的，更要注重探索合理利用這些典型錯(cuò)誤的教學(xué)方法。

2 暴露過(guò)程“肯定錯(cuò)誤”

發(fā)現(xiàn)一個(gè)典型錯(cuò)誤要比單純糾正一個(gè)錯(cuò)誤更有價(jià)值。有目的地選擇一到兩個(gè)典型出錯(cuò)的學(xué)生，闡述自己的思維過(guò)程，充分暴露學(xué)生思維當(dāng)中存在的問(wèn)題，起到出錯(cuò)的“示范性”作用，也就是“示錯(cuò)過(guò)程”。示錯(cuò)的過(guò)程最主要的就是在老師的引導(dǎo)下讓學(xué)生主動(dòng)暴露問(wèn)題，以下是某學(xué)生就上述案例的錯(cuò)誤認(rèn)知。

學(xué)生：我設(shè)計(jì)的是伏安法。

老師：為什么是伏安法？

學(xué)生：因?yàn)轭}中給的現(xiàn)有原件只能組成伏安法。

老師：伏安法中的哪種？為什么？

學(xué)生：采用的是電流表相對(duì)電源的外接法。因?yàn)殡妷罕淼姆至饔绊懀陕返碾娏饕源笥陔娏鞅淼氖緮?shù)，而電壓表的內(nèi)阻RV約為6 kΩ，遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器R 的電阻，采用外接法誤差較小。

老師：最后如何測(cè)出結(jié)果？

學(xué)生：閉合開(kāi)關(guān)改變滑動(dòng)變阻器阻值大小，收集U，I 讀數(shù)，以U 為縱軸，I 為橫軸，建立U－I圖像。

由（1）式可知，圖像縱截距就是電動(dòng)勢(shì)E，斜率為－r。

一般情況下，學(xué)生的表達(dá)更多地只是闡述結(jié)果，缺少解釋的過(guò)程，思維欠缺邏輯性，很難充分暴露問(wèn)題，因此教師的合理引導(dǎo)在此過(guò)程顯得尤為重要，多追問(wèn)幾個(gè)“為什么”，將一個(gè)比較龐大或者復(fù)雜的問(wèn)題分解成諸多“小臺(tái)階”，通過(guò)交流互動(dòng)的方式將學(xué)生出錯(cuò)的根源徹底展現(xiàn)出來(lái)，也為“改正錯(cuò)誤”做好前期鋪墊。

3 循環(huán)上升“改正錯(cuò)誤”

對(duì)于典型錯(cuò)誤的糾正，不能單純“就題論題”，糾正的目的是為了提升。學(xué)生從既有認(rèn)知到目標(biāo)認(rèn)知之間的過(guò)渡不是簡(jiǎn)單的“豎直上拋”，中間必須歷經(jīng)一些必要的反復(fù)。連同上一步，這一過(guò)程可分為示錯(cuò)、認(rèn)錯(cuò)、練錯(cuò)、止錯(cuò)四個(gè)階段，構(gòu)建一個(gè)“螺旋上升”的循環(huán)過(guò)程（圖2）［3］。

圖2 螺旋循環(huán)

3.1 認(rèn)錯(cuò)過(guò)程

針對(duì)以上學(xué)生的解答過(guò)程，在老師的引導(dǎo)和帶領(lǐng)下，學(xué)生回憶既有知識(shí)，熟悉分析思路，尋找出錯(cuò)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于過(guò)往認(rèn)知的模糊和對(duì)知識(shí)的遺忘，在首次認(rèn)錯(cuò)時(shí)要更多依賴(lài)?yán)蠋煹狞c(diǎn)撥，實(shí)現(xiàn)最初的“被動(dòng)認(rèn)錯(cuò)”。根據(jù)這一特點(diǎn)，筆者認(rèn)為可以將外接法的誤差分析拆分成以下5 個(gè)問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生在尋找錯(cuò)誤點(diǎn)的過(guò)程中不斷實(shí)現(xiàn)知識(shí)的回憶、熟悉、再認(rèn)知。

（1）誤差量為多少？

因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔茫沟秒娏鞔嬖谡`差，誤差量是流過(guò)電壓表的電流IV＝U/RV

（2）誤差的結(jié)果處理。

作圖時(shí)需將每組數(shù)據(jù)的橫坐標(biāo)統(tǒng)一加上IV，即I'＝I＋I(xiàn)V＝I＋U/RV，通過(guò)圖像修正后可知采用外接法E測(cè)＜E真，r測(cè)＜r真

（3）是原圖的平移嗎？

縱坐標(biāo)不變，由于U 越大IV便越大，橫坐標(biāo)依次增加相應(yīng)的量，不是平移。

（4）能不能采用電流表內(nèi)接法？為什么？

采用內(nèi)接法時(shí)，由于電流表的分壓作用，路端電壓要大于電壓表讀數(shù)。為減小誤差，電流表的內(nèi)阻要盡量小，RA＜＜R。誤差量為UA＝IRA，是電流表的電壓。作圖時(shí)保證橫坐標(biāo)不變，每組數(shù)據(jù)的縱坐標(biāo)加上UA，則E測(cè)＝E真，r測(cè)＞r真。

（5）哪種誤差小？本題應(yīng)該采用何種方法？

單純從誤差角度來(lái)講，當(dāng)RA＜＜R 時(shí)內(nèi)接法相對(duì)誤差小，RV＞＞R 時(shí)外接法相對(duì)誤差小，但就本題要求“準(zhǔn)確測(cè)量”而言，就無(wú)所謂誤差大小，都必須對(duì)以上誤差進(jìn)行準(zhǔn)確修正，因?yàn)镽A是已知的，故選擇內(nèi)接法。

糾錯(cuò)不是簡(jiǎn)單地給答案，關(guān)鍵是將原先錯(cuò)誤的邏輯從根本上扭轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，讓出錯(cuò)的學(xué)生知道錯(cuò)在哪里，讓做對(duì)的學(xué)生加深認(rèn)識(shí)。同時(shí)，要注意出錯(cuò)學(xué)生的心理，言語(yǔ)適當(dāng)委婉，少用批評(píng)，多用表?yè)P(yáng)，比如，這的地方很好，這個(gè)需要改進(jìn)等，切不可言辭犀利挫傷學(xué)生積極性。

3.2 練錯(cuò)過(guò)程

“突發(fā)性”的回憶只能留下粗淺的表面印象，教師必須根據(jù)出錯(cuò)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，精選題型進(jìn)行限時(shí)課堂反饋，所選題型要有一定的拓展性、補(bǔ)充性和提高性，不能局限在雷同題目的簡(jiǎn)單重復(fù)，只“螺旋”不“上升”。測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法除了伏安法外，常見(jiàn)的還有伏阻法和安阻法兩種電路，限時(shí)訓(xùn)練首選這兩個(gè)例子。

案例2為測(cè)量一節(jié)舊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，甲乙兩個(gè)同學(xué)分別設(shè)計(jì)了以下兩種電路（圖3）。

圖3 學(xué)生設(shè)計(jì)的電路圖

（1）為利用圖像確定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，各自應(yīng)作出什么圖像？

（2）試分析各自誤差來(lái)源。

（3）與真實(shí)值相比它們的測(cè)量值

甲：E測(cè)E真，r測(cè)r真；

乙：E測(cè)E真，r測(cè)r真。

所選習(xí)題不必刻意追求新、難，要緊扣前一個(gè)錯(cuò)誤的核心，不排斥陳題、舊題。練錯(cuò)的過(guò)程必然還會(huì)出錯(cuò)，必須重復(fù)示錯(cuò)和認(rèn)錯(cuò)，只是與前一個(gè)“輪回”相比，發(fā)言權(quán)應(yīng)更多地歸還學(xué)生，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從“被動(dòng)認(rèn)錯(cuò)”到“自動(dòng)糾錯(cuò)”的提升。

3.3 止錯(cuò)過(guò)程

止錯(cuò)過(guò)程就是組織具有一定綜合性的題目作為課后的鞏固練習(xí)，將課堂延伸到課后。艾賓浩斯認(rèn)為：遺忘在學(xué)習(xí)之后立即開(kāi)始，而且最初遺忘速度最快，但也是阻止遺忘的最佳時(shí)機(jī)［4］。一個(gè)小時(shí)之后大概就只能回憶起40%的課堂內(nèi)容，此時(shí)通過(guò)及時(shí)、適當(dāng)?shù)撵柟叹毩?xí)能有效控制典型錯(cuò)誤的重復(fù)發(fā)生率。針對(duì)這堂課的主旨，筆者認(rèn)為可以選擇以下題目作為課后鞏固。

案例3為測(cè)一個(gè)廢舊電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（E 約為9 V，內(nèi)阻約為550 Ω），現(xiàn)有如下器材可供選擇：

A.電流表A1（量程0～20 mA，內(nèi)阻RA約為3 Ω）

B.電流表A2（量程0～1 A，內(nèi)阻RA約為5 Ω）

C.電壓表V（量程0～3 V，內(nèi)阻RV為1 kΩ）

D.滑動(dòng)變阻器R1（阻值0～10 kΩ）

E.滑動(dòng)變阻器R2（阻值0～10 Ω）

F.電阻箱R（阻值0～9 999.9 Ω）

G.開(kāi)關(guān)S 一個(gè)，導(dǎo)線若干

（1）請(qǐng)選擇合適的器材設(shè)計(jì)一個(gè)能準(zhǔn)確測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖（在電路圖上標(biāo)出元件符號(hào)）；

（2）某同學(xué)采用（1）中電路，將電壓表量程擴(kuò)大為原來(lái)兩倍后測(cè)了6 組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)（表1），請(qǐng)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)畫(huà)出U－I 圖像，由圖線可得，該電池的電動(dòng)勢(shì)的準(zhǔn)確值E＝_______V，內(nèi)阻的準(zhǔn)確值r＝________Ω（保留三位有效數(shù)字）。

表1 案例3 表格

4 典型錯(cuò)誤的教學(xué)意義

（1）把課堂還給學(xué)生。高三物理的復(fù)習(xí)不可能像新授課一樣“事無(wú)巨細(xì)，面面俱到”，而應(yīng)該擇其要領(lǐng)，有所選擇。在針對(duì)典型錯(cuò)誤的教學(xué)中，教師徹底摒棄和擺脫傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，更多是扮演“舵手”的角色，根據(jù)學(xué)生中普遍存在的問(wèn)題選擇教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生不會(huì)的、不精的便是授課的重點(diǎn)，如此便能集中精力解決知識(shí)中的核心問(wèn)題。這正是以學(xué)生為課堂主體的現(xiàn)代教學(xué)理論所要求的。

（2）跳出題海，逐個(gè)擊破。單純靠題目的數(shù)量難以應(yīng)付各類(lèi)考試，往往花了大把的時(shí)間做題，效果卻微乎其微，甚至成績(jī)不升反降，讓學(xué)生心力交瘁、苦不堪言。而典型錯(cuò)誤教學(xué)是基于老師根據(jù)學(xué)生實(shí)情預(yù)先對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選，而后選擇針對(duì)性的題目，實(shí)現(xiàn)核心問(wèn)題逐一突破，讓學(xué)生“錯(cuò)了一道題，會(huì)了一類(lèi)題”，真正達(dá)到跳出題海，大大提高復(fù)習(xí)效率的目標(biāo)。

（3）一通百通，治本去標(biāo)。典型錯(cuò)誤反映的是學(xué)生核心知識(shí)學(xué)習(xí)中的思維障礙。解決了典型錯(cuò)誤恰恰能解決思維障礙，將原本片段式的認(rèn)知連通起來(lái)，甚至如果將主干知識(shí)捋順了，某些旁支錯(cuò)誤也可“無(wú)師自通”，實(shí)現(xiàn)對(duì)原有知識(shí)的再認(rèn)知。

（4）實(shí)現(xiàn)記憶方式的轉(zhuǎn)變。布魯納認(rèn)為：“獲得的知識(shí)，如果沒(méi)有完整的結(jié)構(gòu)把它們聯(lián)系在一起，那是一種多半會(huì)遺忘的知識(shí)。”而典型錯(cuò)誤教學(xué)講究的是通過(guò)“一題多聯(lián)、一題多變、一題多問(wèn)”［5］的方法對(duì)題型進(jìn)行有序歸類(lèi)，使既有知識(shí)縱向延伸、橫向拓展，使之逐步網(wǎng)絡(luò)化，從而幫助學(xué)生由機(jī)械記憶向邏輯記憶和意義記憶轉(zhuǎn)變。

5 結(jié)論

高三純粹新知識(shí)的講解可能不多，基本上都是“以練代講，邊講邊練”的方式對(duì)既往知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)回顧，“錯(cuò)誤”的出現(xiàn)是不可避免的，在練習(xí)中不斷暴露問(wèn)題，從糾錯(cuò)中不斷提升能力，應(yīng)該成為高三復(fù)習(xí)階段的主旋律，作為課堂的主導(dǎo)——物理教師應(yīng)該具備學(xué)生典型錯(cuò)誤的收集和整理能力，探索典型錯(cuò)誤的潛在利用價(jià)值，充分挖掘陶行知教育思想的新時(shí)代內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生在典型錯(cuò)誤中實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展。