高一學(xué)生學(xué)物理的“相異構(gòu)想”

摘要：高中物理公認(rèn)難學(xué)，課本知識(shí)不多，各種資料太雜，如何輕松高效地學(xué)好物理一直是困擾同學(xué)們的一個(gè)難題.特別是從初中剛跨入高中的高一新生，總感覺(jué)高一物理難度很大，很難適應(yīng)。到底是什么原因？帶著這些問(wèn)題走進(jìn)學(xué)生，了解學(xué)生，研究學(xué)生。發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方法、思維過(guò)程、分析和處理問(wèn)題等方面存在許多“相異構(gòu)想”，導(dǎo)致不能真正學(xué)好物理。

關(guān)鍵詞：相異構(gòu)想；思維；障礙；定勢(shì)；錯(cuò)覺(jué)

“物理難學(xué)”，這是很多學(xué)生達(dá)成的一種看法。有些同學(xué)在學(xué)習(xí)物理時(shí)做了很多題目，也下了很多的功夫，但收效甚微。特別是高一年新生在物理的學(xué)習(xí)方面普遍感到物理難學(xué)，很難適應(yīng)。相比于初中物理，高中物理知識(shí)不論是從學(xué)習(xí)內(nèi)容上，還是從思維方式上都存在著很大的跨度。對(duì)于怎樣學(xué)好高中物理，多數(shù)人很迷茫。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)高一學(xué)生在學(xué)習(xí)物理上存在著許多的“相異構(gòu)想”和心理障礙，而且這些“相異構(gòu)想”具有廣泛性、隱蔽性、頑固性和反復(fù)性，成為正確建構(gòu)物理概念的最大障礙。因此，高一物理教學(xué)中在查清學(xué)生存在問(wèn)題后，能否轉(zhuǎn)變其“相異構(gòu)想”，對(duì)于提高物理教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生學(xué)習(xí)信心和成績(jī)具有重要意義。

從學(xué)生的“相異構(gòu)想”，談?wù)劯咭恍律鷮W(xué)物理存在的問(wèn)題。

一、初中舊知識(shí)及日常生活經(jīng)驗(yàn)的“相異構(gòu)想”，給高中學(xué)習(xí)帶來(lái)“思維障礙”

學(xué)生在進(jìn)入高中學(xué)習(xí)新知識(shí)之前， 他們通過(guò)日常生活和初中的學(xué)習(xí)，頭腦里并不是一片空白，已經(jīng)存在了一些生活經(jīng)驗(yàn)，但這些先入為主憑直觀感覺(jué)學(xué)到的東西不一定是正確的，它對(duì)高中物理概念的形成、物理規(guī)律的正確理解和運(yùn)用起一定的消極作用，造成一定的學(xué)習(xí)思維障礙。

一個(gè)學(xué)生可能背熟了許多定義、 定律和物理公式，但同時(shí)還保留著原有的“相異構(gòu)想”， 由于沒(méi)能將所學(xué)到的物理知識(shí)恰當(dāng)?shù)厝诤系阶约旱母拍铙w系中去，經(jīng)常出現(xiàn)判斷上的錯(cuò)誤。例如從初中學(xué)習(xí)物理過(guò)程中知道：“力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因”，很多學(xué)生對(duì)這一概念背得滾瓜爛熟，由于實(shí)際生活中，處處存在著摩擦力，要維持物體運(yùn)動(dòng)需要有力，所以學(xué)生雖然知道這一概念，但不是真正理解，而且頭腦里根深蒂固的認(rèn)為，物體要運(yùn)動(dòng)需要運(yùn)動(dòng)方向上的力。這一“相異構(gòu)想”和定性思維已影響到學(xué)生高一物理的學(xué)習(xí)。高中物理中經(jīng)常出現(xiàn)這樣情景：給物體一定的初速度，讓物體沿著光滑或粗糙的斜面向上滑動(dòng)，學(xué)生一直認(rèn)為物體在沿斜面向上滑動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)受到向上的力，否則無(wú)法向上運(yùn)動(dòng)。雖然他們懂得“力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因”，但由于日常生活現(xiàn)象和在初中獲得的一些感性認(rèn)識(shí)，讓他無(wú)法建立正確物理情景。

學(xué)生如果運(yùn)用物理概念和規(guī)律的思維判斷被阻斷時(shí)，由于受原有錯(cuò)誤的觀念干擾和影響，經(jīng)常憑個(gè)人的直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)直接地進(jìn)行判斷和理解，當(dāng)日常經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)結(jié)論不一致時(shí)，他們往往更相信自己的日常經(jīng)驗(yàn)，而且這種日常經(jīng)驗(yàn)又往往很固執(zhí)地存在于學(xué)生的頭腦中，導(dǎo)致之后學(xué)習(xí)上的障礙。這種先入為主、根深蒂固的思維，如果無(wú)法及時(shí)給予轉(zhuǎn)變，就會(huì)嚴(yán)重地影響了物理知識(shí)的正確運(yùn)用。

基于這種情況，要求教師在組織物理教學(xué)過(guò)程中，要尊重客觀存在的前概念，打破先入為主思想。教師不要對(duì)學(xué)生頭腦中存在的感性認(rèn)識(shí)和日常經(jīng)驗(yàn)直接否定。一方面要讓學(xué)生充分表達(dá)自己的想法，分析學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；另一方面要研究新的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的關(guān)系，在這兩方面的基礎(chǔ)上精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生找到新舊知識(shí)間的關(guān)聯(lián)，架設(shè)新舊知識(shí)間的橋梁，促進(jìn)舊知識(shí)的遷移和新知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過(guò)自己的思考，主動(dòng)地來(lái)分析前概念錯(cuò)誤的地方，從而引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的物理方法尋找正確答案，促進(jìn)學(xué)生利用同化與順應(yīng)的原理獲得新的知識(shí)，得出正確結(jié)論，摒棄根深蒂固的前概念，形成科學(xué)的物理概念，完善物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)物理認(rèn)知結(jié)構(gòu) “質(zhì)”的變化。

二、生搬硬套和不求甚解的“相異構(gòu)想”， 給高中學(xué)習(xí)帶來(lái)“定勢(shì)錯(cuò)覺(jué)”

初中物理內(nèi)容簡(jiǎn)單，直觀感性，知識(shí)較好理解，只要能記憶，就容易理解和運(yùn)用，初中課程對(duì)思維能力、分析能力、推理能力和空間想象能力要求都不高。學(xué)生經(jīng)過(guò)初中三年的學(xué)習(xí)，已形成一套比較固定的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。而高中物理知識(shí)，不論是從學(xué)習(xí)內(nèi)容上，還是從思維方式都存在著很大的跨度。高中物理不僅要求學(xué)生要記住基本的概念和規(guī)律，還要進(jìn)一步理解其內(nèi)涵，并學(xué)會(huì)應(yīng)用它。上了高中后，很多學(xué)生還是延用了初中時(shí)那種以機(jī)械記憶為主的學(xué)習(xí)方法，在學(xué)習(xí)物理時(shí)常常以習(xí)慣來(lái)認(rèn)識(shí)問(wèn)題，對(duì)有些物理現(xiàn)象只記結(jié)論不善于分析。受思維定勢(shì)的影響，學(xué)生把頭腦中已有的、習(xí)慣了的思維方式不恰當(dāng)?shù)厣嵊蔡椎叫碌奈锢砬榫爸校處熢谥v解習(xí)題時(shí)也習(xí)慣用一些常見(jiàn)的典型的練習(xí)來(lái)分析，這樣就導(dǎo)致了一些學(xué)生對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生了定格理解。

例1 如圖1所示，在μ=0.1的水平桌面上向右運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)量為20kg，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，還受到一個(gè)方向向左的大小為10 N的拉力作用，則物體受到的滑動(dòng)摩擦力為（g=10N/kg）（D）

A.10 N，向右 B.10 N，向左

C.20 N，向右 D.20 N，向左

學(xué)生在學(xué)習(xí)初中物理時(shí)，更多地研究靜態(tài)和勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)常處理的是二力平衡問(wèn)題。初中物理知識(shí)的獲得是建立在形象思維的基礎(chǔ)之上，主要以直觀、感性學(xué)習(xí)為主， 受定勢(shì)思維的影響，學(xué)生一見(jiàn)到上題的圖，不加分析，不管物體向何方向做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，便生搬硬套，認(rèn)為物體受到方向向左的大小為10 N的拉力作用，一定受到向右的滑動(dòng)摩擦力，才能平衡，所以錯(cuò)選了A，可見(jiàn)，學(xué)生對(duì)摩擦力的概念沒(méi)能真正的理解與應(yīng)用，還停留在二力平衡中。

高中物理較多地是要求學(xué)生在建立概念和規(guī)律同時(shí)，還要在抽象的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析與概括。例1就是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)具體的物理概念和物理情景理解不透切，他們將一些本質(zhì)不同，但表面上相近、相似、或相關(guān)的概念規(guī)律或情景相混淆，這種“定勢(shì)錯(cuò)覺(jué)”影響掌握物理概念和規(guī)律時(shí)的穩(wěn)定性和清晰性，成為學(xué)習(xí)物理的障礙。

基于這種情況，要求教師在教學(xué)中要講透概念和規(guī)律，讓學(xué)生對(duì)物理概念、物理規(guī)律有深入透徹的理解，要拓寬學(xué)生的思路，發(fā)散他們的思維。在知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，要引導(dǎo)學(xué)生一步步發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題。要教會(huì)學(xué)生對(duì)于不同的物理情景，知道用何種思維去分析和處理該問(wèn)題，選擇適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，要寓思維方法于知識(shí)教育之中。在知識(shí)的應(yīng)用過(guò)程中，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和思維能力，通過(guò)設(shè)置各種各樣的問(wèn)題，或通過(guò)一題多解、一題多變訓(xùn)練學(xué)生思維，增加學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題解決的敏感性，從而養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣和解題習(xí)慣，克服“定勢(shì)錯(cuò)覺(jué)”。

三、學(xué)生和老師思考和理解的“相異構(gòu)想”，給高中學(xué)習(xí)帶來(lái)“理解偏差”

有不少問(wèn)題的解答，同學(xué)發(fā)生困難，并不是因?yàn)檫@些問(wèn)題的解答太難，以致學(xué)生無(wú)法解決，而是因?yàn)閷W(xué)生思考和理解與教師不同步。即師生存在著“相異構(gòu)想”。學(xué)生的理解速度經(jīng)常會(huì)和老師的教學(xué)進(jìn)度發(fā)生某種程度的矛盾， 難以達(dá)到良性互動(dòng)的理想狀態(tài)。特別是當(dāng)老師講授新的、有一定難度的內(nèi)容時(shí)， 不少學(xué)生會(huì)出現(xiàn)理解滯后的現(xiàn)象。

例2 如圖2所示，A、B兩物體疊放在水平面上，水平力F作用在B上，使兩者一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是（A）

A. 由于A、B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A、B間無(wú)摩擦力

B. A物體受到了向右的靜摩擦力，使A向右運(yùn)動(dòng)

C. A對(duì)B的靜摩擦力大小為F，方向向左

D. B對(duì)地面的滑動(dòng)摩擦力的大小為F，方向向左

分析：以A為研究對(duì)象，它和B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)它們之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于A、B勻速運(yùn)動(dòng)，所以，A不受B對(duì)它向左的靜摩擦力，否則受力不平衡，A對(duì)B也沒(méi)有靜摩擦力； B是在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它在水平方向上受到一個(gè)向右的拉力，顯然地面對(duì)B有一個(gè)向左的滑動(dòng)摩擦力，那么，B對(duì)地面施加一個(gè)向右的滑動(dòng)摩擦力。故B、C、D都不對(duì)，A對(duì)。

學(xué)生在判斷該題時(shí)，對(duì)于A、B做勻速運(yùn)動(dòng)的平衡狀態(tài)合力為零，非常清楚的，教師講解這題時(shí)，會(huì)告訴學(xué)生：判斷物體是否受靜摩擦力的作用，在很多情況下不采用其定義來(lái)判斷，而是采用其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況來(lái)分析判斷，因?yàn)閷?duì)于一個(gè)不動(dòng)的物體，判斷它的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是比較困難的。而滑動(dòng)摩擦力的判斷，則可以直接由其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況來(lái)判斷。學(xué)生對(duì)于這點(diǎn)講解，似乎還是能夠理解的，但在實(shí)際判斷上偏差還是很大的。主要原因在于學(xué)生思考的過(guò)程和老師的思考的不在同一過(guò)程。學(xué)生一直認(rèn)為所有的物體開(kāi)始都處于靜止?fàn)顟B(tài)，他們思考的是從靜止到運(yùn)動(dòng)過(guò)程，而非已經(jīng)運(yùn)動(dòng)起來(lái)后的勻速過(guò)程，所以，學(xué)生理所當(dāng)然的認(rèn)為A必須受到向右的摩擦力才能向右運(yùn)動(dòng)（改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)）。學(xué)生考慮的是從靜止到運(yùn)動(dòng)過(guò)程，而題目給的是兩物體已經(jīng)是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，這就是學(xué)生與老師存在“相異構(gòu)想”，如果教師不了解學(xué)生的這一“相異構(gòu)想”，再講幾遍，師生的思維上都沒(méi)能找到交集點(diǎn)，學(xué)生永遠(yuǎn)也不能理解。

基于這種情況，教師在教學(xué)實(shí)踐中，如果學(xué)生的思維形式或結(jié)果與具體的問(wèn)題和解決方案上存在著差異時(shí)，教師要對(duì)所教的學(xué)生進(jìn)行充分地調(diào)查和了解， 了解學(xué)生原有的知識(shí)和思維方式。可以讓學(xué)生把他的思維過(guò)程講述出來(lái)，或請(qǐng)其他同學(xué)分析思考中的錯(cuò)誤所在，讓每個(gè)同學(xué)可以自由地評(píng)價(jià)他人的解題方法，也可以被他人所評(píng)價(jià)。教師針對(duì)學(xué)生頭腦中切實(shí)存在的相異構(gòu)想來(lái)制訂教學(xué)計(jì)劃，選擇并實(shí)施一種有效的教學(xué)策略，并對(duì)學(xué)生的想法進(jìn)行歸納、總結(jié)、分類(lèi)，并注明各個(gè)想法的理由，通過(guò)教師的引導(dǎo)、啟發(fā)，幫助學(xué)生順利地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，得出正確結(jié)論，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)“相異構(gòu)想”的轉(zhuǎn)變。

教師必須正視學(xué)生的“相異構(gòu)想”，傾聽(tīng)他們私下的看法，思考他們這些想法的由來(lái)，并以此為據(jù)，結(jié)合生動(dòng)的事例和實(shí)驗(yàn)，采用不同的教學(xué)方法，幫助學(xué)生建立科學(xué)概念。教師要消除學(xué)生“相異構(gòu)想”的消極影響，要激活學(xué)生發(fā)散思維，要引導(dǎo)學(xué)生從不同側(cè)面，用不同知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題，加深對(duì)所研究問(wèn)題的理解，要加強(qiáng)思維靈活性的訓(xùn)練，將知識(shí)進(jìn)行縱橫兩方面聯(lián)系和比較，形成知識(shí)和方法上的正遷移，從而實(shí)現(xiàn)“想異構(gòu)想”的轉(zhuǎn)變，降低物理學(xué)習(xí)的難度，提高學(xué)習(xí)物理的積極性。

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