1、物理教学中运用错误来培养学生的批判性思维和推理能力摘要：物理是培养学生科学思维的应要学科，而问题解决是锻炼学生思维的关键手段。物理解题就是一种物理问题解决的过程，而学生.在解决问题时首先要进行表征。中学生解决问题时的表征依次分为文字表征、朴素表征、物理表征、数学表征，对每一表征乂次产生的错误表现进行一一分析、归类，使得教师对学生的解题钳误有更准确的判断，在教学中运用钳误来培养学生批判性思维和推理能力。关篌词：中学物理问题解决表征错误推理能力一、问题的提出我们知道学生解题错误是学习中常常发生的行为。为什么会做错？刨根揭底，学生在解决问题时是思维的偏差会影响答案正确性。那学生如何把文本材料转化为自
2、身内在的知识呢？研究表明，当学生在问题解决时思维活动是有规律性的，表征层次由浅至深依次表现为文字表征、朴素表征、物理表征、数学表征，每个环节的相关知识都会对物理问题解决产生影响。在教学中有意识设置学生在不同表征层次中易犯的错误并及时纠正，让学生更扎实、更主动地掌握知识1。因此，木文基于物理问题解决过程中的表征体系并在大量阅读整理有关中学生常见物理解题错误之下，对每一表征层次产生的错误表现进行一一分析，使得教师对学生的解题错误有更准确的判断，在教学中运用错误来培养学生批判性思维和推理能力。二、基于物理问题解决时表征体系错误分类(I)文字表征中的读题错误我们知道读题是物理问题解决的第一步，也是关键
3、的一步。文字表征主要与问题的文字描述有关，即学生对文字的理解。有研究表明，差生显著地采用表面的特征分类，其表征停留在初始表征层次。因此题目中物理术语的呈现特点就会影响到学生的文字表征成败，若问题中物理术语过多或太复杂，则对学生特别必差生会产生较大影响，学生极易出现无法入手的现象，甚至产生沮丧的情绪。这一层次表征易出现的错误有两点：一是不读全题目，断章取义,题目都没有看完就草率的下定论，对题目的理解极易出现偏差；二是浮光猎影，读错要领，学生读题太快，没有仔细品味题目中一些关键字的物理含义而把题目中表达的物理情景领会错误。这一层次的错误主要就是我们学生常说的看题马虎粗心大意，没看到这个关键字，这意
4、味着教师在平时的习题课上要不但强调仔细看题的重要性和引导学生如何看题目中的关键词。（2）朴素表征中的前概念错误学生的头脑并不是一张白纸，他们原有的认知结构中存在着前概念，而有些前概念是与科学认识相违背的，就会产生错误。这种前概念一方面是来源于学生在口常生活的习得经验，并没有专门的实验验证，当在解题时遇到与其相似的直觉经验，学生就很容易会犯类似的错误：另一方面是来H正式的物理教育，这是物理教育的阶段性和有些不科学性导致的。因此，这一层次的错误主要有：一是盲目的主观想象，根据生活经验去推测，例如中学生总是认为水中的倒影是在水中，而且倒影就在水面上。因为生活中眼睛看到的就是这样，倒影就浮在水面上，所
5、以学生很难理解光的反射规律中像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等。二是经验解题模式，凭老经验去解决问题。比如在使用天平称量时，学生做惯了左物右码的题目，如果题目改成右物左码学生经常会忽略这个重要信息。三姑用生活中的词语去解释物理概念。如生活中我们常用重量表示这个物体的质量，所以在学习质量时学生也常常认为重量就是质量，对质量概念不易理解。这个层次的表征错误在初中阶段是最常遇到的，行调查表明，我国教师在对学情方面的研究是很缺乏的，而我们中学生恰恰在这一块，充满着许多错误前概念,这需要教师在备课的时候要认真观察和了解班上学生的学习的具体实际情况，在课上有针对的解决这些错误的认识，学生才能摆脱常犯的
6、错误。(3)物理表征中的概念性错误物理概念是物理学的基石，对概念的理解是学习物理的基础。物理表征屈于较为深层次的环节，主要是对抽象的物理规律的理解2。在物理问题的解决时时需要学生进行概念的理解和运用，因此,若学生对物理概念或原理的内涵与外延理解不恰当则必然会产生错误。在这一层次出现的错误类型有：一是相近物理概念易混淆，如初中生学到光学内容时，总认为光就是光源，光源移动，光才会动，其实光源是能自行发光的物体，是产生光的来源，光在均匀介质中是沿宜线传播，当遇到障碍物时光就不会沿宜线传播，更不会停下来，而是往其他方向运动。二是概念的内涵和外延吃不透，这是很多学生会有的问题，不仅是差生，优等生同样经常
7、犯这种错误，物理概念自身抽象的特点就会使学生不容易认同和理解，比如密度这个概念，它是通过比值法引入的新物理量，对于刚接触物理的初二学生而言，他们只会从数学角度知道质量和体积的比值就是密度，质量变化密度也会变，更别谈密度的物理意义这个外延，学生就更不能理解了。三是挖掘不出隐含条件，隐含条件一般在分析物理概念时需要相应的范围或条件而联想出来的，如果学生对这个概念模糊的话，那学生物理问题就在这个层次会产生错误，问题解决便无法进行下去。挖掘隐含条件需要对这道问题有个整体的把握，并对概念的理解有正确的表征，所以对于很多学生而言，就是所谓的“陷阱”。如在做凸透镜成像的题目时，题目中物距像距等相关数据就暗含
8、者相应的成像特点，如果学生对凸透镜成像规律真正掌握，那问题肯定迎刃而解.(4)数学表征中的数学性错误虽然初中物理公式较为简单，但是解题过程也需要数学知识综合的、灵活的使用。这个层次就是高级表征阶段了。学生在审题正确、掌握正确的概念后，就要运用相关的物理公式来解决问题。物理与数学的关系是紧密的，物理的规律需要数学形式来量化，量化了的物理知识有利有弊，利就是物理知识变得更直观，更易懂；弊的就是数据很抽象，在一定范围的学生会把物理规律完全用数学来解决，忽略了真实生活的限制因素。所以教师在应用有关数学工具的时候要着重强调物理规律的限制范围，这个限制在数学中是如何体现的。这一层次的错误表现有:一是涉及单
9、位换算时，学生就非常头疼,20ms=72kmh,这样的换算就难倒一大片，换算关系，从等式左边到等式右边的等价关系很易弄懂，最终计算错误。二是对数学公式的物理意义不明白，比如对于v=st,指单位时间内物体所通过的路程,粗略描述了物体在这段时间内的平均运动快慢。三是张冠李戴，乱用公式、结论和已知数据，如密度公式=mv,变形公式常常是学生易犯的错误，m=pv各种公式都可能出现，根本不理解公式的含义而随意应用。四是解题不规范，只有数学计算没有物理推理，这计算题中非常常见，学生很难使用物理符号语言来表述推导过程，再根据物理推理代入数据得到正确答案，这种操作学生需要大量的联系掌握。五是数学图像不会转化为物理语言。比如XV图像，由于这个阶段学生未学习一次函数，无法理解斜率的定义，导致学习密度就是其斜率根本无从谈起。目前国内对物理错误的研究主要在物理知识上的借误角度分析，错误分类较混乱，较少从心理学角度分析并系统的归类错误，因此,基于物理问题解决的表征体系对学生在解题过程中易犯错误进行分类，具有一定的系统性和合理性。在日后研究中会进一步对表征错误的深层次原因和对策进行探讨。参考文献：1廖伯琴.“口语析误”教学法初试一一种新型物理教学模式J.教育科学.1999(04):242邓铸.问题解决的表征态理论与实证研究一高中生物理问题解决的认知机制D.江苏：南京师范大学.2002:13-99
