初中学生物理练习中常见错误的案例研究

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  初中物理教学过程中的作业、单元检测、阶段性考试等反馈性练习,是教师获取学生掌握知识情况的重要手段,也是对教师教学效果及学生学习效果的一种评价.作为一名物理教师,一般都会有这样的困惑:为什么刚订正过的同类习题学生还会错呢?究竟是什么原因造成的呢?是不是我们教师的教学方法或手段存在着问题呢?有没有避免或减少这种“反复性”错误的有效措施呢?本文针对学生练习中常见的错误进行归类并结合案例加以分析,讨论初中学生物理练习常见的错误类型以及教师在教学中的应对措施.
  1“前概念”作怪让学生“跟着感觉”做题引起的错误
  “前概念”是指在学校上物理课之前,他们的脑子里并不是一张白纸或空瓶子,而是充满了影响学生观察和理解的各种形式各种层次的原有概念.这类概念由于是先入为主,所以往往影响学生对新概念的理解和运用,进而导致学生跟着感觉做题,引起反复性错误.
  案例1小刚用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌,结果没有推动(如图1所示).则下列说法正确的是
  A.讲台桌不受摩擦力
  B.推力与讲台桌的重力大小相等
  C.推力小于地面对讲台桌的摩擦力
  D.推力与地面对讲台桌的摩擦力大小相等
  学生拿到题目以后,不假思索的就选C.他们的想法很简单,推力小了才推不动啊.
  案例2小新同学对着平面镜检查仪容,当他向平面镜走近时,他在镜中的像将(填“变大”、“变小”或“不变”).
  大部分学生填的答案都是“变大”,原因很简单,眼睛看到的像就是变大了.
  由“前概念”引起的错误都是很顽固的错误,纠正起来很耗时间和精力,需要教师想方设法帮助学生建立正确的思维去解题.
  对于案例1,在学生选出错误的答案并叙述理由后,教师可以进一步的追问:若推力小于摩擦力,讲台在水平方向上受到了怎样的一对力的作用呢?在这样的一对力的作用下讲台还能静止吗?既然不能静止,讲台将向什么方向运动?这可能吗?这样通过的追问,使学生的认知发生冲突,学生自然就会认识到自己的错误.接下来教师就可以帮助学生建立正确的解题思维了.
  案例2除了用追问的方法引发认知冲突的方法外,教师还可以让学生通过实验探究的方法来进行矫正.先把点燃的蜡烛离玻璃板远一点,在玻璃板后面用高度不同的没有点燃的蜡烛放在点燃蜡烛成像的位置,直到看上去蜡烛如点燃一样,此时比较像与物的大小;再把蜡烛向镜前移近一些,重复再做几次实验,学生比较后会发现:镜中的“像”始终与“物”一样大,与物距无关.这种通过探究学习的方法能够让学生对知识的理解更加深刻,做题时的错误率亦会大大降低.
  2由“思维定势”引起的错误.
  所谓思维定势,就是按照积累的思维活动、经验教训和已有的思维规律,在反复使用中所形成的比较稳定的、定型化了的思维路线、方式、程序、模式.这种定势思维在环境不变时,学生能很快地解题,而在环境发生变化时,它会导致学生“误入歧途”.
  案例3某同学利用如图2所示的电路测定小灯泡的额定功率,滑动变阻器上标有“50 Ω 2 A”,小灯泡的额定电流为0.3 A.该同学将滑动变阻器置于最大阻值后,闭合开关,电流表、电压表读数分别为2 V和0.2 A,接着移动滑动变阻器直至小灯泡正常发光,这时滑动变阻器的滑片恰好在中点,则小灯泡的额定功率为
  A.0.9 WB.0.4 W
  C.1.35 WD.无法确定
  错解滑动变阻器的滑片在置于最大阻值时,小灯泡的电阻为
  RL=U2I2=2 V0.2 A=10 Ω,
  小灯泡的额定功率为
  P额=I21RL=(0.3 A)2×10 Ω=0.9 W.
  因此,答案选A.
  分析学生解题时,往往认为灯泡电阻RL的阻值不发生变化.我们知道,灯泡灯丝的电阻与温度有关,当电流从0.2 A变化到0.3 A时,灯丝的温度会升高,电阻会增大.因此,上述做法是错误的.
  正解当电路中的电流为0.2 A时,变阻器两端的电压为
  U变=I2R变=0.2 A×50 Ω=10 V,
  电源电压U=U2 U变=2 V 10 V=12 V,
  当电路中的电流为0.3 A时,电路的总电阻
  R总=UI2=12 V0.3 A=40 Ω,
  灯丝电阻为
  RL=R总-R变=40 Ω-12×50 Ω=15 Ω,
  小灯泡的额定功率为
  P额=I21RL=(0.3 A)2×15 Ω=1.35 W.
  答案应选C.
  案例4小强同学到银行取款.他想知道当时是几点了,由于人很多,银行的电子钟被挡住了,他向上看时,发现光滑如镜的天花板上倒映出电子钟的影像为12∶50,则实际的时间应是.
  这道题大部分学生填写的答案都是2∶51,填好答案后只需略加思考就可以判定这个答案是错误的,你想凌晨2点多有多少人会去银行排队呢?这道题为什么会造成很多学生出现错误呢?原因很简单,就是因为生活中的镜子都是竖直放置的,而该题中的镜子却是水平放置的.
  其实这两个题目之所以容易出错就是我们的思维定势造成的,要避免学生在练习中因思维定势造成错误率居高不下,就要求广大教师在传授知识的同时,要注重习题课的教学,通过一题多解、一题多变等变式训练不断培养学生的各种解题思维,打破思维定势,广开解题思路.只有这样,学生在解题过程中,才不会一味使用常规解法而进入绝境.
  3不重视“概念”、“规律”的理解造成的错误
  有人把中学物理这门科学比作高楼大厦,而物理概念和物理规律则是构成这座大厦的砖石和钢筋框架.可见物理概念和物理规律的重要性非同一般.有些同学在学习时只是背一背就完事,并不注重对它们的理解,做题时就会频频出错.   案例5某商场的自动扶梯的部分几何尺寸如图3所示,质量为50 kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼.已知扶梯以1 m/s的速度匀速上行.则扶梯对他做的功是J,对他做功的功率是W.(g=10 N/kg)
  错解扶梯对小华的力
  F=G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,
  扶梯长度s=32 42 m=5 m,
  扶梯对小华做的功
  W=Fs=500 N×5 m=2500 J,
  扶梯对小华做功的功率
  P=Fv=500 N×1 m/s=500 W.
  答案为:2500500
  分析功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,显然在上述计算中,s不是沿竖直向上的力F方向上通过的距离,3 m才是沿力F方向通过的距离,因此求出的功W是错误的;在利用P = Fv这个公式求功率时,v应该是沿力F方向移动的速度,题中给出的速度是沿扶梯移动方向,是斜向上的,并非竖直向上的力F方向上移动的速度,故求出的功率P也是不正确的.
  正解扶梯对小华的力
  F=G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,
  扶梯对小华做的功
  W=Fh=500 N×3 m=1500 J,
  扶梯长度s=32 42 m=5 m,
  扶梯把小华从一楼送到二楼的时间
  t=sv=5 m1 m/s=5 s,
  扶梯对小华做功的功率
  P =Wt=1500 J5 s=300 W.
  故正确答案是:1500300
  该案例就是学生没有理解“功”、“功率”的概念而造成的错误,物理习题和试题尽管千变万化,但“万变不离其宗”. 只要理解了物理概念和物理规律,就抓住了物理的精髓,就具备了驾驭物理学的本领.
  物理之所以难学、难教,正是因为有深入学生心理的“前概念”和众多“眼见不为实”的现象在作怪,还有对物理概念和物理规律的肤浅理解,再加上思维定势的阻挠,造成了许许多多的学生逐步掉队.这也是物理的痛处,要改变这种现状,就需要广大物理教师不断努力进取,做善于“把脉”的“科研型”教师,这样学生就会觉得学好物理原来是如此的简单而有趣.
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