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【摘要】 错题是一种有效的教学资源,高中生物理学习难,产生的错题也多。研究错题,纠正错题,整理错题,能完善学生的知识体系,提升科学思维能力。本文从分析物理错题产生的原因,结合教学案例,总结在教育教学中采取的一些有效策略,提升高中生物理错题改正能力。
【关键词】 高中生 物理 错题 改正能力
【中图分类號】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711(2020)07-137-02
一、引言
心理学家桑代克认为:“尝试与错误是学习的基本形式。”在高中物理学习过程中难免会有很多错题。然而,就是这些错题,老师讲解后学生可能仍会一错再错。一是因为头脑中固定化的思维结构指引学生仍按原来的方法进行思考和处理;二是因为新的知识、概念、理论等记忆并没有经过加工,转化为能储存的长时记忆。而重复出错的题目多数偏难,或者与学生原有对事物本质规律认识的思维结构非常一致。错误的判断也都是学生经过思考后的慎重选择结果。老师讲授后虽然获得了正确解答,但由于形式多以听或看为主,相对而言都属于被动接受,仍然无法形成长期记忆,反复出错。然而,思维结构和长时记忆也是不断更新和发展的意识系统,所以学生能通过与外界环境的信息交流,对原有的知识体系进行补充和完善。运用一些有效策略教会学生整理错题,提升物理错题改正能力,完善知识体系和思维结构,达到提升科学思维能力的目的。
二、物理错题产生的归因分类
1.前概念诱发的错误
前概念是形成科学概念之前的认知基础。物理源自于生活,又应用于生活。学生从出生开始就在接触很多物理现象,在初中正式接触物理教育之前,学生在意识上已经有一些前概念。例如:踢飞的足球在空中仍然受到推力;拔河赢的一方拉力更大;摩擦力一定是阻力;向心力是一个单独的力;电流的速度就是电子的速度等等。由于这样一些认知错误的前概念导致题目判断错误。
2.知识模糊引发的错误
知识模糊,一是指概念不清,对相似的物理概念容易混淆,如变化量与变化率、速度与加速度、电动势与电势差等;二是规律和公式混乱,对规律和公式的适用条件不明确,如动能定理与机械能守恒的适用条件不同。由于这类知识模糊甚至知识结构上的缺陷,引发解题错误。
3.审题不充分导致的错误
审题能力体现在感知题目的准确度和还原题目情境完整度两方面。在读题时漏看条件、找错关键词、研究对象错误、甚至数据单位错误等,都会导致不能准确理解题意,无法正确进行过程分析、受力分析以及建立物理模型。比如错把竖直看作水平、错把粗糙看作光滑等,粗心的审题,导致解题增加很多困难,错的离奇。另一方面,通过提取物理语言和图像语言中的信息,挖掘题目中的隐含条件,结合生活实际还原出题目的完整情境,非常有利于快速准确解题,否则也会导致很多错误。
4.思维缺陷导致错误
物理思维路径主要是逻辑推理的不断运用和发展过程。一般的方法,可以是从未知量去追寻公式中的已知量,也可以是将各已知量综合运用求得未知量。当然,也可以是同时两头出发,找到关联的中间量。而往往在这样的逻辑推理过程中由于不完整、不严谨、不细致等缺陷导致解题错误。
5.数学问题与答题不规范导致错误
物理问题很多时候最终都需要转化为数学问题,正确的使用数学工具非常重要。比如图像转化为数学函数,再对应到物理意义,这样的数学知识迁移要求就比较高,容易出错。另外还有运算能力薄弱也是导致解题错误的原因。
答题规范有利于理清思路,避免很多低级错误。在物理计算题答题明确需要适当的文字说明。然而,常常由于在列式之前没有对象说明、过程说明,导致符号错误、下标不明等错误。
三、提升错题改正能力策略
针对上述几种类型的错题,本人在教育教学中采取以下策略,可以有效的提升高中生物理错题改正能力,进而提升学生物理综合分析和思维能力。
(一)培养错题改正能力,错题本是抓手
1.建立错题本,培养主动纠错意识。对比听他人讲错题,自己整理错题更加主动。虽然市面上有各类的状元笔记,整理的非常清晰有条理,但是买了直接用的效果并不明显,反而成为偷懒不整理的理由。就好比现在的手机浅阅读一样,虽然了解了大量信息,但是过几天又全想不起来了。因此,学生只有经过一次次自己的错题整理,不断强化之后才更加容易形成长时记忆。
2.坚持整理错题本,做到有的放矢。在练习和考试时学生会遇到很多错题,不是每一道错题都收集整理出来,否则学生会做很无用功,对错题集产生反感。因此,在错题的甄别上要做好引导:①完全不会做的题。这类错题普遍是因为知识结构性缺失导致,整理后有利于构建知识网络;②似懂非懂的题。错的原因是概念模糊或者原理公式的条件不清晰,整理后有利于夯实基础知识;③会做但是做错的题。主要是非智力因素引起的,整理的目的是培养良好的解题习惯。
3.批阅与分享错题本,师生共同关注。每位同学的错题不一定相同,关注每一个学生的错题也是因材施教的好方式。及时批改反馈错题本,帮助学生找到错误的深层次原因,促进师生交流,也使学生更加重视错题。学生之间的错题本交流分享,更是能促进同学关系,学到更多方法,学会避免更多错误,擦出智慧火花。定期将一些优秀的错题本展示表彰,起到引领示范作用,也能让学生有成就感。
(二)培养错题改正能力,思维训练是关键
培养学生良好的物理科学思维能力,前提是知识点能准确把握,能建立起知识联系,构建出完整的知识网络。利用思维可视化手段纠正错题,不仅能对知识点查漏补缺,完善知识网络,还能提升物理科学思维能力。 1.利用思维导图完善知识网络。培养思维能力,知识网络必须构建完整。在章末、期末和高三复习时,题目往往综合性较强,学生的错题就会较多。这个时候学生需要一个更加整体化、系统化的思维。
例如易错题(1):竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为104m,升降机运行的最大速度为8m/s,加速度大小不超过1m/s2,假设升降机到井口的速度为零,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是多少?
此题升降机先做匀加速运动,再做匀速运动,最后做减速运动,学生需要找到三个过程中时间、位移、速度、加速度的关系选择公式,需要很完整的知识网络建构。在此错题改正整理时,学生通过自己画匀变速直线运动的思维导图完善知识网络。
2.利用流程图纠正错误思维
高中物理由形象思维逐渐偏重到抽象思维,学生需要依靠概念、判断和推理进行思维和解题。同时,思维方法也越来越多样,比如理想模型法、极限法、假设法、反推法、整体法、隔离法、微元法等等。在分析问题过程中选择合理的方法,结合已有的知识去克服思维的障碍是非常关键的。通过流程图可以把一个个环节联系起来,形成一个逻辑整体,将思维呈现出来。对于错题,发现错误思维的障碍并加以克服更加重要。因此,在利用流程图改正错题时,分别呈现出原有错误思维和现在正确思维,通过对比可以找到关键分歧点,纠正错误思维。
例如易错题(2):如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。某次实验中,砝码的质量m1=0.1kg,纸板的质量m2=0.01kg,各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,重力加速度g取10m/s2。砝码移动的距离超过l=0.002m,人眼就能感知。若本次实验未感知到砝码的移动,求:纸板所需的拉力至少多大?
此题中易错点有两个:一是砝码的运动过程包括匀加速运动和匀减速运动两个过程,而且具有对称性;二是纸板和砝码两个物体都要受力分析和运动分析。在整理错题时,将错误的受力分析或者过程分析对比列出来,能有效的纠正思维,在下次再翻看错题时能大大提高效率。
3.利用过程图培养动态思维。
题目只能呈现图片,是一个静态情景,有时候学生的思维也变成静态,无法在头脑中放出动画。在高中物理中,过程分析往往是解题的关键。利用过程图来分析问题,可以培养学生的动态思维。
例如易错题(3):如图甲所示,空间存在方向垂直纸面的匀强磁场,一粒子发射源P位于足够大绝缘平板MN的上方距离为d处,在纸面内向各个方向发射速率均为v的同种带电粒子,不考虑粒子间的相互作用和粒子重力,已知粒子做圆周运动的半径大小也为d,则粒子能打在板上的区域长度为多少?
此题其实就是考学生的动态思维能力,易错点在于找不到粒子去到的最远点,如图乙所示。学生在错题整理的时候如果能用旋转圆的方法,把粒子速度旋转的过程对应轨迹画出来,那么问题就迎刃而解了。
(三)培养错题改正能力,变式拓展是活力
将合适的旧题进行变式拓展,让学生在新的信息中重新体验、感悟内涵,将会使学生产生新的兴趣和活力。常见的变式拓展有图形变式、逆向变式、对比变式、阶梯变式等。图形变式是对错题中图形的形状、结构、方向等进行改变,在核心本质不变的情况下让学生进行分析推理,比如将水平运动改为竖直运动、将方形物块改成三角形、将两个物体叠放改成三个。逆向变式是将错题中的已知条件与未知条件互换,或者将物理现象与结果互换,培养学生的逆向思维。对比变式是对相反或相似的错题对比,让学生能清晰掌握物理概念和规律。阶梯变式是在综合性较强的物理错题中设置很多中间的小问题,像台阶一樣层层递进,最终达到解题目的。
(四)培养错题改正能力,反复强化是保障
一次错题改正并不能完全改变人的认知,需要不断的强化才能形成长时记忆。错题本经常看,定期看,考前看。有些错题不妨重做,与同学交换着做,做一次补充记录一次。温故而知新,反复强化成为真正的能力。
总之,学生做错题是不可避免的,犯错改正也是学习的基本形式。采用有效策略培养学生错题改正能力,科学合理的进行错题整理,持之以恒,对完善学生的知识体系、提升物理科学思维能力、以及培养良好的解题习惯大有裨益。
【注:本文系广东教育学会教育科研规划小课题“提升高中生物理错题改正能力的策略研究”成果(课题编号:GDXKT22611)】
[ 参 考 文 献 ]
[1]叶才琦.高中物理错题的归因及纠正[J].教学与管理.2019(1):68-70.
[2]杨玲,丁益民.思维导图应用于物理解题[J].湖南中学物理.2018(3):78-81.
[3]温超峰.对学生的物理错题进行“变式教学”的策略研究[J].中小学教学研究.2015(8):30-32.
[4]丁红明.基于前概念的高中物理错题研究[J].中学物理教学参考.2014(1-2):25-29.
[5]王晓东.如何建立和运用物理错题集[J].课程教育研究.2014(8):152.
【关键词】 高中生 物理 错题 改正能力
【中图分类號】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711(2020)07-137-02
一、引言
心理学家桑代克认为:“尝试与错误是学习的基本形式。”在高中物理学习过程中难免会有很多错题。然而,就是这些错题,老师讲解后学生可能仍会一错再错。一是因为头脑中固定化的思维结构指引学生仍按原来的方法进行思考和处理;二是因为新的知识、概念、理论等记忆并没有经过加工,转化为能储存的长时记忆。而重复出错的题目多数偏难,或者与学生原有对事物本质规律认识的思维结构非常一致。错误的判断也都是学生经过思考后的慎重选择结果。老师讲授后虽然获得了正确解答,但由于形式多以听或看为主,相对而言都属于被动接受,仍然无法形成长期记忆,反复出错。然而,思维结构和长时记忆也是不断更新和发展的意识系统,所以学生能通过与外界环境的信息交流,对原有的知识体系进行补充和完善。运用一些有效策略教会学生整理错题,提升物理错题改正能力,完善知识体系和思维结构,达到提升科学思维能力的目的。
二、物理错题产生的归因分类
1.前概念诱发的错误
前概念是形成科学概念之前的认知基础。物理源自于生活,又应用于生活。学生从出生开始就在接触很多物理现象,在初中正式接触物理教育之前,学生在意识上已经有一些前概念。例如:踢飞的足球在空中仍然受到推力;拔河赢的一方拉力更大;摩擦力一定是阻力;向心力是一个单独的力;电流的速度就是电子的速度等等。由于这样一些认知错误的前概念导致题目判断错误。
2.知识模糊引发的错误
知识模糊,一是指概念不清,对相似的物理概念容易混淆,如变化量与变化率、速度与加速度、电动势与电势差等;二是规律和公式混乱,对规律和公式的适用条件不明确,如动能定理与机械能守恒的适用条件不同。由于这类知识模糊甚至知识结构上的缺陷,引发解题错误。
3.审题不充分导致的错误
审题能力体现在感知题目的准确度和还原题目情境完整度两方面。在读题时漏看条件、找错关键词、研究对象错误、甚至数据单位错误等,都会导致不能准确理解题意,无法正确进行过程分析、受力分析以及建立物理模型。比如错把竖直看作水平、错把粗糙看作光滑等,粗心的审题,导致解题增加很多困难,错的离奇。另一方面,通过提取物理语言和图像语言中的信息,挖掘题目中的隐含条件,结合生活实际还原出题目的完整情境,非常有利于快速准确解题,否则也会导致很多错误。
4.思维缺陷导致错误
物理思维路径主要是逻辑推理的不断运用和发展过程。一般的方法,可以是从未知量去追寻公式中的已知量,也可以是将各已知量综合运用求得未知量。当然,也可以是同时两头出发,找到关联的中间量。而往往在这样的逻辑推理过程中由于不完整、不严谨、不细致等缺陷导致解题错误。
5.数学问题与答题不规范导致错误
物理问题很多时候最终都需要转化为数学问题,正确的使用数学工具非常重要。比如图像转化为数学函数,再对应到物理意义,这样的数学知识迁移要求就比较高,容易出错。另外还有运算能力薄弱也是导致解题错误的原因。
答题规范有利于理清思路,避免很多低级错误。在物理计算题答题明确需要适当的文字说明。然而,常常由于在列式之前没有对象说明、过程说明,导致符号错误、下标不明等错误。
三、提升错题改正能力策略
针对上述几种类型的错题,本人在教育教学中采取以下策略,可以有效的提升高中生物理错题改正能力,进而提升学生物理综合分析和思维能力。
(一)培养错题改正能力,错题本是抓手
1.建立错题本,培养主动纠错意识。对比听他人讲错题,自己整理错题更加主动。虽然市面上有各类的状元笔记,整理的非常清晰有条理,但是买了直接用的效果并不明显,反而成为偷懒不整理的理由。就好比现在的手机浅阅读一样,虽然了解了大量信息,但是过几天又全想不起来了。因此,学生只有经过一次次自己的错题整理,不断强化之后才更加容易形成长时记忆。
2.坚持整理错题本,做到有的放矢。在练习和考试时学生会遇到很多错题,不是每一道错题都收集整理出来,否则学生会做很无用功,对错题集产生反感。因此,在错题的甄别上要做好引导:①完全不会做的题。这类错题普遍是因为知识结构性缺失导致,整理后有利于构建知识网络;②似懂非懂的题。错的原因是概念模糊或者原理公式的条件不清晰,整理后有利于夯实基础知识;③会做但是做错的题。主要是非智力因素引起的,整理的目的是培养良好的解题习惯。
3.批阅与分享错题本,师生共同关注。每位同学的错题不一定相同,关注每一个学生的错题也是因材施教的好方式。及时批改反馈错题本,帮助学生找到错误的深层次原因,促进师生交流,也使学生更加重视错题。学生之间的错题本交流分享,更是能促进同学关系,学到更多方法,学会避免更多错误,擦出智慧火花。定期将一些优秀的错题本展示表彰,起到引领示范作用,也能让学生有成就感。
(二)培养错题改正能力,思维训练是关键
培养学生良好的物理科学思维能力,前提是知识点能准确把握,能建立起知识联系,构建出完整的知识网络。利用思维可视化手段纠正错题,不仅能对知识点查漏补缺,完善知识网络,还能提升物理科学思维能力。 1.利用思维导图完善知识网络。培养思维能力,知识网络必须构建完整。在章末、期末和高三复习时,题目往往综合性较强,学生的错题就会较多。这个时候学生需要一个更加整体化、系统化的思维。
例如易错题(1):竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为104m,升降机运行的最大速度为8m/s,加速度大小不超过1m/s2,假设升降机到井口的速度为零,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是多少?
此题升降机先做匀加速运动,再做匀速运动,最后做减速运动,学生需要找到三个过程中时间、位移、速度、加速度的关系选择公式,需要很完整的知识网络建构。在此错题改正整理时,学生通过自己画匀变速直线运动的思维导图完善知识网络。
2.利用流程图纠正错误思维
高中物理由形象思维逐渐偏重到抽象思维,学生需要依靠概念、判断和推理进行思维和解题。同时,思维方法也越来越多样,比如理想模型法、极限法、假设法、反推法、整体法、隔离法、微元法等等。在分析问题过程中选择合理的方法,结合已有的知识去克服思维的障碍是非常关键的。通过流程图可以把一个个环节联系起来,形成一个逻辑整体,将思维呈现出来。对于错题,发现错误思维的障碍并加以克服更加重要。因此,在利用流程图改正错题时,分别呈现出原有错误思维和现在正确思维,通过对比可以找到关键分歧点,纠正错误思维。
例如易错题(2):如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。某次实验中,砝码的质量m1=0.1kg,纸板的质量m2=0.01kg,各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,重力加速度g取10m/s2。砝码移动的距离超过l=0.002m,人眼就能感知。若本次实验未感知到砝码的移动,求:纸板所需的拉力至少多大?
此题中易错点有两个:一是砝码的运动过程包括匀加速运动和匀减速运动两个过程,而且具有对称性;二是纸板和砝码两个物体都要受力分析和运动分析。在整理错题时,将错误的受力分析或者过程分析对比列出来,能有效的纠正思维,在下次再翻看错题时能大大提高效率。
3.利用过程图培养动态思维。
题目只能呈现图片,是一个静态情景,有时候学生的思维也变成静态,无法在头脑中放出动画。在高中物理中,过程分析往往是解题的关键。利用过程图来分析问题,可以培养学生的动态思维。
例如易错题(3):如图甲所示,空间存在方向垂直纸面的匀强磁场,一粒子发射源P位于足够大绝缘平板MN的上方距离为d处,在纸面内向各个方向发射速率均为v的同种带电粒子,不考虑粒子间的相互作用和粒子重力,已知粒子做圆周运动的半径大小也为d,则粒子能打在板上的区域长度为多少?
此题其实就是考学生的动态思维能力,易错点在于找不到粒子去到的最远点,如图乙所示。学生在错题整理的时候如果能用旋转圆的方法,把粒子速度旋转的过程对应轨迹画出来,那么问题就迎刃而解了。
(三)培养错题改正能力,变式拓展是活力
将合适的旧题进行变式拓展,让学生在新的信息中重新体验、感悟内涵,将会使学生产生新的兴趣和活力。常见的变式拓展有图形变式、逆向变式、对比变式、阶梯变式等。图形变式是对错题中图形的形状、结构、方向等进行改变,在核心本质不变的情况下让学生进行分析推理,比如将水平运动改为竖直运动、将方形物块改成三角形、将两个物体叠放改成三个。逆向变式是将错题中的已知条件与未知条件互换,或者将物理现象与结果互换,培养学生的逆向思维。对比变式是对相反或相似的错题对比,让学生能清晰掌握物理概念和规律。阶梯变式是在综合性较强的物理错题中设置很多中间的小问题,像台阶一樣层层递进,最终达到解题目的。
(四)培养错题改正能力,反复强化是保障
一次错题改正并不能完全改变人的认知,需要不断的强化才能形成长时记忆。错题本经常看,定期看,考前看。有些错题不妨重做,与同学交换着做,做一次补充记录一次。温故而知新,反复强化成为真正的能力。
总之,学生做错题是不可避免的,犯错改正也是学习的基本形式。采用有效策略培养学生错题改正能力,科学合理的进行错题整理,持之以恒,对完善学生的知识体系、提升物理科学思维能力、以及培养良好的解题习惯大有裨益。
【注:本文系广东教育学会教育科研规划小课题“提升高中生物理错题改正能力的策略研究”成果(课题编号:GDXKT22611)】
[ 参 考 文 献 ]
[1]叶才琦.高中物理错题的归因及纠正[J].教学与管理.2019(1):68-70.
[2]杨玲,丁益民.思维导图应用于物理解题[J].湖南中学物理.2018(3):78-81.
[3]温超峰.对学生的物理错题进行“变式教学”的策略研究[J].中小学教学研究.2015(8):30-32.
[4]丁红明.基于前概念的高中物理错题研究[J].中学物理教学参考.2014(1-2):25-29.
[5]王晓东.如何建立和运用物理错题集[J].课程教育研究.2014(8):152.