初高中物理銜接中的思維障礙及消除策略

摘 要：本文從高中物理學習中出現的思維障礙進行分析，并結合教學實踐，研究從物理思維方法的角度實現初高中物理的銜接教學。

關鍵詞：初高中物理銜接；思維障礙；理想化方法

初高中的物理教學中，不僅有知識技能的銜接，還存在著思維能力培養的銜接問題。學生物理學習中的思維障礙產生的根源，并采取相應的措施，為實現初高中物理銜接的教與學具有重要的意義。本文從高中物理學習中出現的思維障礙進行分析，并結合教學實踐，研究從物理思維方法的角度實現初高中物理的銜接教學。

一、高中物理學習的思維障礙分析

1．先入為主的生活經驗對物理學習的思維障礙

高中生已從生活中和初中的物理課中接觸了大量的物理現象，積累了一定的生活經驗。有些生活經驗是正確的，是建立物理概念的基礎；有些生活經驗是錯誤的，而錯誤的生活經驗常常會導致思維障礙。如：生活經驗中“重物體落得快、輕物體落得慢”的錯誤認識；“摩擦力是阻礙物體運動的”，會使學生產生滑動摩擦力和運動方向始終相反、摩擦力一定是阻力的錯誤結論。學生在學習物理課前，頭腦中已經有了由生活經驗中得來的大量的有關物理現象的認識。在這種先入為主的觀念影響下，正確的物理概念往往難以建立，形成思維上的認識障礙，甚至導致錯誤結論。

2．用數學知識簡單代替物理概念的思維障礙

學生在解決物理問題時帶有一種數學慣性，將物理問題簡單數學化，忽視事物的物理實際和物理意義，以簡單數學關系代替物理概念。例：學習了萬有引力定律，提問學生若兩個物體間的距離趨近于零時，兩物體間相互作用力多大？不少學生單純從公式出發，利用數學知識分析，顯然可看出F與r2成反比，回答趨于無窮大，脫離了物理定律成立的限制而得到錯誤的結論。再如：電容器的電容可用定義式C=來表示，若問當U增大、減小或不存在時，該電容器的電容如何變化？很多同學會簡單地從C=出發，用數學知識進行分析回答，忽視其表達的物理含義，數學知識僵化地用到物理量度公式的分析中，而失去了物理量度公式的物理內涵，造成錯誤，形成思維障礙。

3．消極的思維定勢干擾形成的思維障礙

思維定勢可能會有助于新問題的解決，而有時又會妨礙問題的解決。中學生學習物理時，常常不自覺地把自己習慣了的思維方式運用于新的物理情景中去，不善于變換角度，因而不會正確地解決物理問題。錯誤的前概念的存在，造成學生在新知識的認知過程中產生負遷移。現代的遷移理論認為：學習的過程是新知識和原有認知結構相互作用的矛盾運動過程。在建立物理概念時，定勢的心理效應具有一定的積極作用，但其又往往使創造思維受阻，影響學生對知識的掌握。例如，錯誤地認為：力是維持物體運動的原因。磁極間的相互作用是：同名磁極相斥，異名磁極相吸。這是從磁體外部的關系得出的結論。但在判斷小磁針放在通電螺線管的外面和里面的指向時，學生常常不加以思考地用“同性相斥，異性相吸”來判斷。

二、結合教學實踐，從研究物理的思維方法的培養做好初高中物理教學的銜接

1．培養學生理想化的思維方法

理想化思維方法是抓住事物性質的主要方面，塑造理想化實驗過程、創建理想模型而從事科學創造活動的一種思維方法。理想化方法包括理想實驗和理想模型兩類。

（1）理想實驗并不是脫離實際的主觀想象，而是有其客觀基礎的。理想實驗是以可靠的事實為基礎的，它是在真實的科學實驗基礎上，抓住主要因素，忽略次要因素，對客觀對象的實際過程進行更深本質的探究。如：慣性定律，不是從實驗中得出的，而是從理想實驗中得出的一個科學定律。又如自由落體實驗和拋體運動實驗均為理想實驗。教學中有目的地、系統地、積極地引導學生做好“理想實驗”。

（2）理想模型是為了便于研究問題而建立起來的一種高度抽象的理想對象。理想模型有實物模型和過程模型。合理的物理模型和理想化過程是抽象思維的產物，是研究物理規律的一種行之有效的方法。

引入正確的物理模型，使問題的處理簡化而又不發生太大的偏差。高中教科書中，要建立很多的物理模型，如質點、單擺、理想氣體、點電荷、光滑斜面、核式結構等都是理想模型。還有大量的理想化過程，如勻速直線運動、 勻速圓周運動、拋體運動、簡諧運動、等壓變化、絕熱過程……這就要求在初中教學中，使學生了解到，建立合理的物理模型和理想化過程，對于學習和研究物理問題的重要性，以提高他們的學習這種方法的自覺性。在傳授知識的同時，向學生滲透處理較復雜的物理問題時采用的具體分析、合理簡化、科學抽象的方法，有利于思維能力的培養。

2.培養學生用已知正確的知識相類比——類比法

類比方法貫穿物理學的全部發展過程中，是一種創造性的思維方式。它能幫助從已知事物的有關理論建立假說去說明新事物；用某些已知的屬性來說明未知的屬性，以增強說服力，使已擴展的認知結構順利地同化新概念。在初中教學時，要有意識地引導學生運用類比法，高中教學時則應根據學生已經熟悉的類比法，借鑒初中教學的做法，采用類比教學的手段來應對較抽象的或較難的教學內容。例如，電場力做功和電勢能變化與重力做功和重力勢能變化的類比、用試探電荷研究電場的強弱與用檢驗電流元研究磁場的強弱的類比、原子核式結構模型與人造衛星模型的類比、電磁波與機械波的類比、電勢差與高度差類比就較易突破教學難點。同樣，電容器的電容是一個抽象的概念，把電容器跟盛水的直筒容器進行類比，水量類比電量，水深類比電勢差，直筒的橫截面積類比電容。不同的直筒容器使它們的水面升高1米所需的水量不同，這與使不同的電容器電勢差增加1伏所需的電量不同相類似，不同的直筒容器橫截面積不同。這個比喻可以幫助學生形象地理解電容的含義。右手定則→發電機與左手定則→電動機的類比……這些慣常的類比教學實例中既有相似類比又有相反類比，既有方法類比又有原理類比，既有宏觀情境類比又有微觀情境類比。生動恰當的類比教學可以引導學生將新的認知對象納入原有的認知圖式，向學生揭示新知識的生長點，引導學生探求新舊知識之間的聯系，從而激起學生的知識性認知沖突，并最終完成對新知識的建構過程。

3.培養學生的發散思維

利用一題多解、一題多變、一題多問的教學方法以促進和鍛煉學生的發散思維能力、誘導學生從不同角度，不同側面充分調動各方面知識，使用盡量多種不同方法思考解決問題。

（1）一題多解，培養學生思維的求異性

一題多解的解題訓練方法可幫助學生對所學知識全面、系統地回顧和運用，啟發學生從多角度多途徑尋求解決問題的方法，開拓解題思路。經過這樣的訓練，就能真正地掌握學習的主動權，養成良好的思維習慣。一題多解是應用不同的思維方式和多種解決問題的方法解決同樣問題，有助于培養發散思維和辯證思維能力。

（2）一題多變，培養學生思維的多向性

通過對題目的條件進行變化，讓物理情境發生變化，讓學生獲得一題多思的機會，引導學生善于捕捉信息，準確把握題設條件。只有以變的觀點、活的思想、新的方法進行教學，指導學生從不同的條件、以變化的觀點去思考分析問題，才能使他們克服思維定勢的消極影響，激勵學生思維的靈活性和多向性。

（3）一題多問，培養學生思維的全面性

根據同一條件，提出一系列問題，引導學生把所學到的零碎知識融匯起來，揭示知識之間的內在聯系和規律。逐步深入設問，引導學生思維逐漸深化，可使學生的理解更透徹。這有利于培養學生思維的連續性和全面性。

總之，根據初、高中學生的思維發展規律，注重教會學生掌握、靈活運用研究物理的思維方法。只要掌握正確的思維方式，便水到渠成，銜接問題也就迎刃而解了。

參考文獻：

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