物理习题教学中错误的教学价值，本文主要内容关键词为：习题论文,物理论文,错误论文,价值论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在物理习题教学中，学生总会出现各种各样的错误，甚至教师也会出错。教师不要想着如何去防止学生出错，也不要只想堵错，学生出错很正常，教学中教师应更多思考如何把错误变成教学资源，变“废”为宝。如果教师有较好的洞察力，及时抓住这些错误的价值，可以引起学生的学习注意，调动学生的积极性；可以稚化教师思维，还原思维过程，促进学生对物理知识的理解，有效突破重难点；可以培养学生质疑能力；可以利用错误开展变式训练，帮助学生纠正错误，提升学生思维水平，从而提升整个物理习题课堂的品质。 一、引起学生的重视 在物理教学中，一些学生由于注意力不够集中，没有抓住关键细节，在学习中不断重复一些看起来低级的错误。如果在一开始的教学中就吸引学生注意力，让学生抓住关键和本质，教学效果自然好很多。吸引学生注意力的方法有很多，比如，采用抑扬顿挫的声调、实验等，但在习题教学中，教师顺着学生的思路，故意出错，让学生来提出质疑，是一个不错的方法，可以很好地调动学生的兴趣与积极性，引起学生对学习问题的关注。例如，在高一学生刚开始学习加速度时，学生虽然普遍知道加速度是一个矢量，有方向，但是在应用中很多同学往往又忽略加速度的矢量性而出错。 例1 足球、篮球、排球被称为中国“三大球”，在三大球项目中，中国女排一直是成绩最好的，中国女排成了国人心中的一面精神旗帜。在某场比赛中，已知飞来的排球具有水平方向20 m/s的速度，被我方队员拦击后以10 m/s的速率水平返回，排球与运动员的手接触时间为0.2 s，求排球在被击打过程中的加速度。 解答本题时，很多初学者不选择正方向，不管加速度的正负，直接套加速度的定义式，
。教学中教师可以让学生把他们的答案书写到黑板上，顺着学生的思路，故意评价这样的解法是正确的。观察学生的反应，适时引导学生说出不同的意见，提出质疑。得到本题正确解答应按以下流程分析：
二、还原思维过程 在物理习题教学中，如果教师站在自己的角度，把结果硬塞给学生，学生就往往只能知其然而不知其所以然。如果能够分析学生面临的问题，从学生的思维起点出发，稚化自己的思维，把自己的思维“降格”到学生的思维水平，充分关注学生的原有知识储备和经验背景，有意识地返回到与学生相仿的思维状态，设身处地揣摩学生的思维，切合学生的心态，就能以与学生同样的认知兴趣、同样的学习情绪、同样的思维情境、同样的探究行为来完成教学的和谐共创，从而达到和学生的思维保持同频共振的一种教学状态[1]。在习题教学中，教师不要一味采用过于熟练的快速解决问题的办法，而采用向学生展示不断试误、不断改正的过程，在此过程中还原最原本的思考问题的过程和方法，从而有效突破重难点。如在求解三力平衡问题时，一般有合成法、分解法、正交分解法，经过几次练习后学生对正交分解法基本没有问题，但在应用合成法解决问题时总出错。 例2 在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小。如下页图1所示，仪器中一根轻质金属丝，悬挂一个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大，偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力。那么风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢？
本题中以金属球为研究对象，有风时，它受到三个力的作用：重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力
，如图2所示。这三个力是共点力，在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态，则这三个力的合力为零。根据任意两力的合力与第三个力等大反向的思路求解，可以根据力的三角形定则求解，也可以用正交分解法求解。由于受力只有三个，所以会鼓励学生用合成的方法来解决问题，但是学生分析受力后，作出的图一般如图2所示，风力和金属丝拉力的合力与重力不在同一直线上，找不到几何关系，学生就没法往下做了。 造成学生画图错误的原因除了学生作图能力差，更重要的是在教学中教师太熟练。在给学生讲解受力分析时常常直接快速准确地画出了图3所示的力的合成图，导致学生没有掌握采用合成法求解这一类问题时作图的关键步骤。为了增加学生学习过程的体验，教师作图时不妨笨拙一点，甚至故意出错，让学生看清楚整个作图的过程及关键。具体步骤如下：第一，根据三力平衡的原则，确定合力的大小和方向；第二步，过合力的末端分别作拉力和水平风力的平行线；第三，如图4所示，分别检查拉力和水平风力的大小，画长了就改短，画短了就改长，在纠错中完成作图，得到图3，再由几何关系得：F=mg tan θ。
三、培养学生质疑能力 人们常说“提出问题比解决问题更为重要”，质疑能力是学生最重要的能力之一，是学生具有创新思维能力的表现。“学源于思，思源于疑。小疑则小进，大疑则大进。”质疑精神与质疑能力对于学生的学习、长远发展不可或缺。有质疑才有创新。在物理习题教学中利用好错误，或者教师故意出错，让学生质疑纠正，可以培养学生质疑和提出问题的能力，创新意识也会得到不断强化，创新能力会不断提高。 例3 汽车以12 m/s的速度在公路上匀速行驶，刹车后以4
的加速度做匀减速直线运动，求刹车后2 s末的速度和5 s内汽车通过的位移。 这一类问题初学者第一次接触的时候，出错的概率非常大，为了培养学生的质疑精神和能力，教师在教学中可以故意将如下错误解法呈现给学生，让学生做出评价。
如果学生不能发现问题，可以让学生求第8 s末的速度和8 s内的位移。学生套公式之后，发现8 s末物体的速度为-20 m/s，8 s内的位移为-32 m，这会极大引起学生的怀疑。通过思考学生会发现老师给的解法不妥，问题出在时间上，题目所给的时间内，物体未必一直做匀变速直线运动，有可能先做匀减速直线运动，然后静止，将物体静止状态的时间也代入匀变速直线运动的公式是不恰当的。思考、讨论后，学生明白解决这类问题的关键是：无论是计算速度还是位移，都应该先判断汽车刹车后停下来的时间，得出物体实际做匀减速直线运动的时间。然后一起讨论，分析本题的解答思路，具体如下：
然后得到正确解法。 四、进行变式练习 在物理习题教学中，利用学生解答中出现的错误，顺着学生的思路，找准学生认知过程中究竟哪里出现了偏差和失误，“对症下药”，开展变式训练，帮助学生搞清楚物理知识的来龙去脉以及错在何处、怎样才算对，以便弥补学生认知过程中的不足；纠正学生不良的思维习惯，提升了学生的思维水平。 例4 物块从光滑曲面上P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点。若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动，使传送带随之运动，如图5所示，物块仍从P点自由滑下，则（ ）
（A）物块有可能落不到地面上 （B）物块将仍落在Q点 （C）物块将会落在Q点的左边 （D）物块将会落在Q点的右边 本题很多学生会选择C。学生的错误主要是对物体的运动过程中的受力分析出错，把传送带逆时针转动以后摩擦力的方向弄反。还有的认为：因为皮带轮转动起来以后，物块在皮带轮上的时间长，相对皮带位移变大，摩擦力做功将比皮带轮不转动时多，物块在皮带右端的速度将小于皮带轮不动时，所以落在Q点左边。 为了帮助学生纠正这些错误，通过以下问题开展变式训练： 问1：皮带轮不动时，物块在传送带上滑动受到的摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力？方向如何？大小为多少？ 问2：当皮带轮逆时针转动时，物块在传送带上滑动受到的摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力？方向如何？大小为多少？ 问3：皮带轮逆时针转动时物块所受的摩擦力与传送带不动时是否相同？ 问4：本题中要比较物块在两种情况下的位移和摩擦力所做的功应该如何选择参考系？ 通过对这几个问题的分析，学生不难得出当皮带轮逆时针转动时，无论物块以多大的速度滑下来，传送带给物块施加的摩擦力都是相同的，且与传送带静止时一样，以地面为参考系，两种情况下物块的位移相同。离开传送带时做平抛运动的初速度相同。水平位移相同，落点相同。 得到正确答案后，还可以请学生思考： 问5：要怎样才能使物体落在Q点的左边？ 对这个问题学生一般会不假思索地回答，皮带轮顺时针转动。学生的理由一般是：因为皮带轮不动和逆时针转动的时候，都落在Q点。学生这样的思维是典型的非红即黑，非对即错。为了帮助学生破除这一不良的思维习惯，可采用如下问题开展变式训练。 问6：如果皮带轮顺时针转动，是否一定会落在Q点的左边？ 问7：如果皮带轮顺时针转动，能否落在Q点或者Q点的右边？ 为了帮助学生思考问6和问7，铺设思维的台阶，可以给学生一次呈现如下问题： 问8：物块滑到传送带上时，物块的速度与皮带的速度方向是否相同？大小关系有几种可能？ 问9：当物块滑到底的速度等于传送带速度，物块受力情况如何？做何种运动？落在何处？ 问10：当物块滑到底的速度小于传送带速度，物块受力情况如何？做何种运动？落在何处？ 问11：当物块滑到底的速度大于传送带速度，物块受力情况如何？做何种运动？落在何处？ 通过讨论，传送带顺时针转动，物块相对传送带的运动情况有如下几种情况： （1）当物块滑到底的速度等于传送带速度，没有摩擦力作用，物块做匀速运动，离开传送带做平抛的初速度比传送带不动时的大，水平位移也大，所以落在Q点的右边。 （2）当物块滑到底速度小于传送带的速度，有两种情况，一是物块始终做匀加速运动，二是物块先做加速运动，当物块速度等于传送带的速度时，物块做匀速运动。这两种情况落点都在Q点右边。 （3）当物块滑上传送带的速度大于传送带的速度，有两种情况，一是物块一直减速，二是先减速后匀速。第一种情况落在Q点左边，第二种情况落在Q点的右边。
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