例談高中物理學(xué)習(xí)中“會(huì)而不對(duì)”的原因①

薛 甫

(江蘇省徐州市睢寧縣教師發(fā)展中心,江蘇 徐州 221200)

學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)中出現(xiàn)“會(huì)而不對(duì)”的原因有很多，如重結(jié)果、輕過(guò)程，沒(méi)有親歷概念的建構(gòu)、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作等過(guò)程；找不準(zhǔn)關(guān)鍵詞或看錯(cuò)題；識(shí)圖、作圖能力差，不能通過(guò)圖形重現(xiàn)物理情境，進(jìn)而不能構(gòu)建和運(yùn)用物理模型解決問(wèn)題；邏輯推理能力薄弱，思維混亂；運(yùn)算能力差；不擅反思等等，本文從以下五個(gè)方面進(jìn)行剖析。

1 忽視對(duì)必備知識(shí)的準(zhǔn)確理解

有學(xué)生采用死記硬背的方式，沒(méi)有將基礎(chǔ)物理知識(shí)真正搞清弄懂、吸收內(nèi)化，從而不能靈活遷移與正確應(yīng)用，對(duì)知識(shí)一知半解，從而出現(xiàn)“會(huì)而不對(duì)”的現(xiàn)象。

在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確理解基本事實(shí)、概念、規(guī)律、方法，這是消除“會(huì)而不對(duì)”的最基本要求，而課本是課程專家集體智慧的結(jié)晶，是物理基礎(chǔ)知識(shí)呈現(xiàn)的重要載體?；貧w課本，反復(fù)閱讀，領(lǐng)會(huì)編者意圖，認(rèn)清基本事實(shí)、建立基本概念、厘清基本規(guī)律、掌握基本方法。樹立單元意識(shí)，搞清物理知識(shí)點(diǎn)的來(lái)龍去脈，通過(guò)思維導(dǎo)圖等方法將前后知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程連貫起來(lái)，學(xué)完一節(jié)、一章或一冊(cè)后，能通過(guò)目錄想出具體內(nèi)容，并能有意識(shí)地辨析相近的易混淆的概念，找出它們的區(qū)別與聯(lián)系。

例1:如圖1所示，斜劈形物體M的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上，在M的水平面上放一個(gè)光滑的小球m，后釋放M，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是( )。

圖1

A. 沿斜面向下的直線

B. 豎直向下的直線

C. 無(wú)規(guī)則的曲線

D. 拋物線

剖析：很多學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)，選擇了A選項(xiàng)。回歸課本，不難發(fā)現(xiàn)牛頓第一定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。對(duì)此可以理解為：如果一個(gè)物體不受力的作用，它將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；如果一個(gè)物體受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變。進(jìn)一步理解：如果一個(gè)物體受到某一方向的力的作用，則物體在該方向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變，而其他方向不受力的作用，則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變。在本題中光滑小球放在水平面上，受到重力和豎直方向的支持力，合力的方向豎直向下，水平方向不受力的作用，故小球在水平方向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變，速度為零，位移為零，做豎直向下的直線運(yùn)動(dòng)。

2 忽視物理規(guī)律的適用條件

例2：一個(gè)長(zhǎng)直螺線管中通有交變電流，把一個(gè)帶電粒子沿管軸線射入管中，不計(jì)重力，粒子將在管中( )。

A. 做圓周運(yùn)動(dòng)

B. 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C. 沿軸線來(lái)回運(yùn)動(dòng)

D. 做勻速直線運(yùn)動(dòng)

剖析：本題重點(diǎn)考查通電螺線管中磁場(chǎng)特點(diǎn)和帶電粒子在磁場(chǎng)中受力的規(guī)律，有學(xué)生會(huì)錯(cuò)選A、B、C。

錯(cuò)選A的學(xué)生盲目運(yùn)用“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)”的結(jié)論進(jìn)行解答，而不去考慮螺線管中的磁場(chǎng)特點(diǎn)、帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向是否和磁場(chǎng)方向垂直等條件。

錯(cuò)選B的學(xué)生不了解通以交變電流的螺線管中的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)和不能區(qū)分帶電粒子在電場(chǎng)中和磁場(chǎng)中的受力規(guī)律，錯(cuò)誤地認(rèn)為“帶電粒子沿勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)”。

錯(cuò)選C的學(xué)生不能有效區(qū)分帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的受力特點(diǎn)，錯(cuò)誤地運(yùn)用了“帶電粒子受到的電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線方向平行”的結(jié)論，認(rèn)為帶電粒子在沿著軸線方向不斷變化的力的作用下做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

實(shí)際上，當(dāng)長(zhǎng)直螺線管通有交變電流時(shí)，螺線管內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生平行于軸線的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，雖然大小、方向發(fā)生周期性的變化，但是始終平行于軸線。運(yùn)用“帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向平行于磁場(chǎng)方向時(shí)，不受洛倫茲力作用”的知識(shí)，可知帶電粒子沿著螺線管軸線射入管中，不受到洛倫茲力作用(不計(jì)重力)，故應(yīng)該做勻速直線運(yùn)動(dòng)，D選項(xiàng)正確?？梢?jiàn)，只有搞清這些物理規(guī)律的適用范圍與條件，才能準(zhǔn)確應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“會(huì)而對(duì)”的目標(biāo)。

3 忽視隱含條件的充分挖掘

審題不仔細(xì)，忽視隱含條件，是造成“會(huì)而不對(duì)”又一原因，挖掘隱含條件是解題的關(guān)鍵所在。挖掘隱含條件的基礎(chǔ)是對(duì)物理概念、規(guī)律和方法等必備知識(shí)的準(zhǔn)確理解，只有基礎(chǔ)扎實(shí)了，才能從題目中順利挖掘出隱含條件。

例3：如圖2所示，同一豎直面內(nèi)有上下兩條相同材料做成的水平軌道MN、PQ，兩個(gè)完全相同的物塊AB放置在兩軌道上。物塊A在物塊B的正上方，A、B之間用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)線相連。在細(xì)線的中點(diǎn)O施加拉力，使物塊A、B一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力F的方向的說(shuō)法正確的是( )。

圖2

A. 與兩條軌道在同一豎直面內(nèi)，沿著水平向右方向

B. 與兩條軌道在同一豎直面內(nèi)，且要斜向右下方

C. 與兩條軌道在同一豎直面內(nèi)，且要斜向右上方

D. 沿著任意方向都可以

剖析：學(xué)生錯(cuò)誤把物塊A、B當(dāng)成整體作為研究對(duì)象，認(rèn)為拉力F與A、B在水平方向受到軌道的摩擦力大小相等，方向相反，所以拉力F的方向沿著水平方向。錯(cuò)誤地以為繩OA、OB中的拉力相等，得出整體受到的支持力和重力大小相等。由整體分析得：豎直方向上合力為零，水平方向上合力也為零，所以拉力F的方向水平向右。殊不知，本題“使物塊A、B一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)”中隱含著“OA、OB中的拉力不相等，且OA中的拉力FA大于OB中的拉力FB”的條件。

圖3

可見(jiàn)，忽視隱含條件的挖掘，會(huì)影響學(xué)生的物理模型的構(gòu)建，從而導(dǎo)致物理規(guī)律的應(yīng)用錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致“會(huì)而不對(duì)”。

4 忽視答題規(guī)范的要求

有學(xué)生考試后感覺(jué)考得很不錯(cuò)，可是成績(jī)與心理預(yù)期落差較大，造成這種“會(huì)而不對(duì)”現(xiàn)象的重要原因是忽視答題規(guī)范要求。試卷中往往會(huì)對(duì)計(jì)算題的解答提出要求：“解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位?！?/p>

例4：如圖4所示，AB為固定在豎直面內(nèi)、半徑為R的四分之一圓弧形光滑軌道，其末端切線水平，且距水平地面的高度也為R。1、2兩小滑塊(均可視為質(zhì)點(diǎn))用輕細(xì)繩拴接在一起，在它們中間夾住一個(gè)被壓縮的微小輕質(zhì)彈簧。兩滑塊從圓弧形軌道的最高點(diǎn)A由靜止滑下，當(dāng)兩滑塊滑至圓弧形軌道最低點(diǎn)時(shí)，拴接兩滑塊的細(xì)繩突然斷開(kāi)，彈簧迅速將兩滑塊彈開(kāi)，滑塊2恰好能沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)到軌道的最高點(diǎn)A。已知R=0.45m，滑塊1的質(zhì)量m1=0.16kg，滑塊2的質(zhì)量m2=0.04kg，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：

圖4

(1) 兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道最低點(diǎn)細(xì)繩斷開(kāi)前瞬間對(duì)軌道的壓力大?。?/p>

(2) 在將兩滑塊彈開(kāi)的整個(gè)過(guò)程中彈簧釋放的彈性勢(shì)能。

剖析：有學(xué)生的答題實(shí)錄如圖5。存在的問(wèn)題是解題不規(guī)范，現(xiàn)僅就第(1)問(wèn)的解答進(jìn)行分析:

圖5

(2) 用到題目中沒(méi)有出現(xiàn)的物理量符號(hào)時(shí)沒(méi)有進(jìn)行必要的文字說(shuō)明，如h、vB、v等，同時(shí)滑塊從A滑到B的過(guò)程中下落的高度應(yīng)該是圓弧半徑R，也不應(yīng)重新設(shè)定為h。符號(hào)使用混亂，兩個(gè)主要方程中的vB與v不一致。

原因剖析：(1) 該生的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)思維習(xí)慣沒(méi)有養(yǎng)成，解決力學(xué)問(wèn)題時(shí)沒(méi)有形成“審題→明確研究對(duì)象→受力分析→運(yùn)動(dòng)分析→運(yùn)用物理規(guī)律和物理量之間的關(guān)系列方程求解”的思維習(xí)慣。

(2) 選取研究對(duì)象的意識(shí)不強(qiáng)，基礎(chǔ)知識(shí)掌握不扎實(shí)。在牛頓第二定律F=ma中，各個(gè)物理量應(yīng)是對(duì)應(yīng)同一個(gè)研究對(duì)象、同一時(shí)刻。不知道運(yùn)用牛頓第三定律時(shí)應(yīng)進(jìn)行研究對(duì)象的靈活轉(zhuǎn)換。

(3) 重結(jié)果、輕過(guò)程傾向嚴(yán)重，不能做到具體問(wèn)題具體分析，僅憑記憶做題。

教學(xué)建議：不能只關(guān)注主要方程和答案而忽視做題的規(guī)范化要求。嚴(yán)格要求學(xué)生答題時(shí)要做到排版美觀大方、書寫清晰工整、表達(dá)言簡(jiǎn)意賅，突出主要步驟，特別關(guān)注研究對(duì)象的選定和畫出受力示意圖。

5 忽視“錯(cuò)題”的整理與利用

由艾賓浩斯遺忘曲線知：遺忘在學(xué)習(xí)之后立即開(kāi)始，最初遺忘速度很快，以后逐漸緩慢。對(duì)于做錯(cuò)的題，一定要及時(shí)整理在錯(cuò)題本上，因?yàn)闀r(shí)間久了，就會(huì)記憶模糊，忘記錯(cuò)因，造成過(guò)一段時(shí)間后又做不對(duì)的現(xiàn)象的發(fā)生。整理錯(cuò)題集時(shí)，要寫齊題目、錯(cuò)解、錯(cuò)因、正解。

為了充分發(fā)揮“錯(cuò)題資源”的學(xué)習(xí)功效，應(yīng)做到：及時(shí)獨(dú)立剖析，如遇困難，可尋求他人的幫助；分類整理，如按力學(xué)、電磁學(xué)等分類；定期回看，如每天晚上、每個(gè)周末、月末、考試前回看；有添有減，添上新的，標(biāo)注已會(huì)的，對(duì)錯(cuò)題本經(jīng)?！笆萆怼?；寧缺勿濫，重視錯(cuò)題的質(zhì)量，選擇值得記錄的錯(cuò)題；變式訓(xùn)練，在錯(cuò)題糾錯(cuò)之后，做一道補(bǔ)償性練習(xí)題。如此持之以恒、高質(zhì)量地整理糾錯(cuò)本，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力是極為有利的。