學(xué)生學(xué)習(xí)物理的學(xué)習(xí)心理研究

吳育德

興趣是一個(gè)人力求接觸和認(rèn)識(shí)某種事物的積極傾向，是助推人們成才的起點(diǎn) ，也是激勵(lì)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力.

1 學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣特點(diǎn)

中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣狀況大體上有四種情況.第一種情況是有些學(xué)生對(duì)物理只有直覺興趣.表現(xiàn)是：這部分學(xué)生只滿足于被新奇的物理現(xiàn)象所吸引，他們很希望看到鮮明的、生動(dòng)的、不平常的物理現(xiàn)象和物理實(shí)驗(yàn)，但并沒有產(chǎn)生探索這些物理現(xiàn)象的原因，不關(guān)心為什么，只是希望看.一般來講，初二學(xué)生的水平常常是這樣.這個(gè)階段叫有趣階段.第二種情況是有操作性的興趣.這種興趣的特點(diǎn)是：總是要求通過自己的活動(dòng)對(duì)自然現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象施加影響.他的興趣點(diǎn)在于直接操作，而忽視對(duì)現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，一旦他把這個(gè)現(xiàn)象重復(fù)出來了他就滿足了.這是一部分人對(duì)物理的興趣表現(xiàn).一般來看初中學(xué)生處于這種水平的較多，有的高中學(xué)生也是這個(gè)水平.這個(gè)階段我們給它取個(gè)名字叫樂趣階段.第三種情況是具有因果認(rèn)識(shí)的興趣.表現(xiàn)：不僅要求了解怎么改變現(xiàn)象而且對(duì)于現(xiàn)象發(fā)生的原因更有興趣，很想了解它的物理實(shí)質(zhì)，老問“為什么？”多數(shù)高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理大致是這個(gè)階段，叫致趣階段.第四種情況是有概括認(rèn)識(shí)的興趣.這種興趣的再現(xiàn)是：他們要求運(yùn)用因果聯(lián)系來掌握整個(gè)物理學(xué)的一般規(guī)律，他們最感興趣的是一般規(guī)律，很喜歡分析綜合這種思維活動(dòng).比如，老師給他講了一個(gè)物理現(xiàn)象，并做了解釋，他會(huì)問：“就是這樣嗎？不這樣能不能解釋？”比如你給他講了平面上的問題，他會(huì)想：這只限于平面嗎？斜面行不行？……總想得到一個(gè)普遍的規(guī)律.他們很喜歡分析綜合.學(xué)習(xí)物理比較好的一部分學(xué)生開始有這種興趣.他們?cè)谧鲱}的題，喜歡多種概念、多種規(guī)律的綜合交叉，難度不夠引不起興趣來.這個(gè)階段也叫致趣階段，只不過是高一級(jí)的致趣階段.第一、第二階段的興趣是直接興趣；第三、第四階段的興趣是間接興趣.一般的，興趣狀況都是從對(duì)物理現(xiàn)象本身的認(rèn)識(shí)開始，轉(zhuǎn)向?qū)λ膬?nèi)部規(guī)律的認(rèn)識(shí)這樣一個(gè)過程.所以引起興趣不能停在一個(gè)水平，一種模式上，必須隨著學(xué)生的興趣的轉(zhuǎn)移而改變教學(xué)方法和教學(xué)過程，否則就達(dá)不到目的.

2 學(xué)生學(xué)習(xí)物理的思維特點(diǎn)

2.1 學(xué)生學(xué)物理有這么一種傾向——很容易憑“想當(dāng)然”去看問題

我們物理教學(xué)需要引導(dǎo)學(xué)生思考、判斷，就是要嚴(yán)格的以概念和邏輯關(guān)系作依據(jù)這是物理教學(xué)的要求.可是學(xué)生剛一學(xué)物理時(shí)不習(xí)慣于這套辦法，他習(xí)慣于“想當(dāng)然”.因?yàn)閷W(xué)生不是從學(xué)物理那天才開始接觸物理的，在學(xué)習(xí)物理之前已經(jīng)接觸到了大量的物理現(xiàn)象.他對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)不可能從本質(zhì)去認(rèn)識(shí)的.他是根據(jù)生活中的感受去作判斷.如“物體受力就運(yùn)動(dòng).不受力不動(dòng)” .而我們物理學(xué)的要求 則是先建立力的概念，再根據(jù)要領(lǐng)作判斷、分析.我們的任務(wù)是要把學(xué)生的認(rèn)識(shí)納入到學(xué)習(xí)物理的軌道上來，這就需要訓(xùn)練和引導(dǎo).所以經(jīng)過訓(xùn)練，養(yǎng)成正確的分析問題的習(xí)慣是很重要的，形成這樣的習(xí)慣了，物理學(xué)就好學(xué)了.

2.2 學(xué)生學(xué)物理時(shí)往往表現(xiàn)出強(qiáng)烈的思維獨(dú)立性和批判性

因?yàn)槲锢韺W(xué)科是一種思維學(xué)科，沒有思維物理學(xué)就沒法展開，不是背一些定義就行的，得形成一個(gè)概念環(huán).建立概念的目的不是背出來就完了，是要運(yùn)用概念形成一個(gè)新的東西，再推理形成新的，一環(huán)一環(huán)地向前發(fā)展，這是物理學(xué)的特點(diǎn).所以思維在物理學(xué)中占有突出的作用.因此，思維就必然帶有獨(dú)立性.特別是物理現(xiàn)象和物理規(guī)律不一致的時(shí)候，這時(shí)的思維的獨(dú)立性和批判性表現(xiàn)得尤為突出.一個(gè)學(xué)得好的學(xué)生都要經(jīng)過這么一個(gè)過程.經(jīng)過思維的獨(dú)立性、批判性，慢慢地摸索，得到了主客觀的統(tǒng)一，幫納入了正確的軌道.這就需要引導(dǎo).如拿這樣一個(gè)問題問學(xué)生：“夏天在太陽曝曬下，木質(zhì)雙杠和鐵質(zhì)雙杠的溫度是否一樣高？”多數(shù)學(xué)生都認(rèn)為木質(zhì)的溫度低，鐵質(zhì)的溫度高.為什么呢？因?yàn)殍F的湯手，木質(zhì)的不湯手.這個(gè)觀念很牢固，你說溫度一樣高，他很不容易接受.這樣的例子很多，這種“獨(dú)立性”和“批判性”是很強(qiáng)的，在這個(gè)問題上解決了，在另一個(gè)問題上又會(huì)顯露出來.這是學(xué)生思維的一種特點(diǎn).

3 學(xué)生學(xué)習(xí)物理的思維障礙和它形成的原因

物理難學(xué)是一種世界性的現(xiàn)象，這是由這個(gè)學(xué)科的特點(diǎn)決定的.究其根本還是在思維過程中某個(gè)環(huán)節(jié)出了障礙了，學(xué)不下去了.因此，從心理傾向和思維規(guī)律來著手研究這個(gè)問題，可能會(huì)得到一些結(jié)果.這樣做對(duì)于提高物理教學(xué)的質(zhì)量，進(jìn)行物理教學(xué)改革提供依據(jù).

3.1 先入為主，錯(cuò)誤的生活經(jīng)驗(yàn)在起作用，造成思維障礙

學(xué)生在學(xué)物理以前已經(jīng)接觸到了大量的物理現(xiàn)象.我們?cè)谖锢斫虒W(xué)中既要借助這些現(xiàn)象，又要克服錯(cuò)誤的現(xiàn)象，這是我們的雙重任務(wù).學(xué)生對(duì)物理教學(xué)之前的那些都是先入為主的，是缺乏引導(dǎo)的，多數(shù)是自然而然形成的.其中也有些概念是本質(zhì)和現(xiàn)象一致的，是有利于要領(lǐng)建立的.但很多要領(lǐng)是不反映物理本質(zhì)的，妨礙了正確要領(lǐng)的建立，這些就造成了思維障礙.比如我問學(xué)生這樣一個(gè)問題：“人站在前進(jìn)的火車上，跳起來后能不能落在原地？”學(xué)生回答：“如果跳得不高，基本上能落在原地，跳高了就不成了.”有這種想法的學(xué)生不是一兩個(gè).因?yàn)樗麤]有做過這個(gè)實(shí)驗(yàn).你要建議他做做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，他會(huì)覺得可笑.你問他：“那么請(qǐng)你站在火車上跳一天，看能不能從第一節(jié)車箱跳到第三節(jié)去.”你這么一說，他才會(huì)想到，自己的想法是不對(duì)的.所以，對(duì)于學(xué)生腦子里的這類錯(cuò)誤概念，當(dāng)你把它極端化了的時(shí)候，學(xué)生才開始認(rèn)識(shí)到了，不極端化他認(rèn)識(shí)不到.再比如跟高中學(xué)生談這么一個(gè)問題：“自行車停下來是靠什么力？”他們卻說是閘皮和瓦圈的摩擦力使車停下來的.相當(dāng)多的學(xué)生這么認(rèn)為.閘還得靈才行，閘不靈車停不下來，能以閘皮和瓦圈的摩擦力是造成車停的原因.牛頓定律學(xué)過了，還有這種問題.因?yàn)樯罱?jīng)驗(yàn)就是這樣，就是控閘車停嘛，生活里很難分內(nèi)力、外力，誰是研究對(duì)象，力是誰給誰的.生活里不做這樣的分析，只考慮客觀結(jié)果.物理學(xué)就不行，首先應(yīng)確定研究對(duì)象，不確定對(duì)象就沒法研究，一旦對(duì)象確定了，就分內(nèi)、外了.那么閘皮和瓦圈間的力是內(nèi)力還是外力？牛頓第二定律里講的是內(nèi)力還是外力？這一系列的問題就來了.所以對(duì)于前面這類錯(cuò)誤概念的排除就不是件容易的事.在本質(zhì)和現(xiàn)象不統(tǒng)一的時(shí)候，他還相信現(xiàn)象.這時(shí)我們的作法是即要重視實(shí)驗(yàn)，又要重視概念規(guī)律要點(diǎn)的掌握和正確的推理方法，要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)期訓(xùn)練才能解決的，不是一朝一夕能解決的.

3.2 隱蔽因素的忽視和干擾造成思維障礙

在學(xué)生處理物理問題的時(shí)候，往往問題是多因素的，有些因素是明顯起作用，有些因素是隱蔽起作用.明顯起作用的因素學(xué)生容易考慮到，隱蔽起作用的因素，學(xué)生不容易考慮到.隱蔽起作用的往往起兩種作用，有的隱蔽因素起干擾作用.有的隱蔽因素起指導(dǎo)作用.比如，前年有一個(gè)國外代表團(tuán)來到北京某重點(diǎn)中學(xué)去參觀.他們總的評(píng)價(jià)認(rèn)為中國中學(xué)生物理水平是相當(dāng)高的，他們說，他們要到了一些練習(xí) .這上面的題在美國除了理科重點(diǎn)學(xué)校的學(xué)生之外，一般學(xué)生做不來.但是他們也提出一個(gè)問題很值得咱們深思，他說他曾在一所重點(diǎn)中學(xué)跟一些學(xué)生談話，談完了隨便給學(xué)生出幾道題，請(qǐng)他們做.請(qǐng)了五個(gè)學(xué)生，沒有一個(gè)做出來.問他什么題，他說了三個(gè)題：一個(gè)熱量題，一個(gè)電路題，一個(gè)波的題.這幾個(gè)題并不難.但這題的風(fēng)格和中國的不一樣.如：一個(gè)通過用電器，電阻多大電阻絲多長(zhǎng)，通電時(shí)間多少，發(fā)多少熱量，溫度升高多少……一個(gè)題有九到十個(gè)數(shù)據(jù).其實(shí)這個(gè)題用四個(gè)數(shù)據(jù)就能算出來，八、九個(gè)數(shù)據(jù)擺在那兒.可咱們的學(xué)生不敢這么做，總覺得這些數(shù)據(jù)都應(yīng)該上才行呢.對(duì)于我們的中學(xué)生的這種現(xiàn)象他們很不理解.覺得條件少了不行條件多了怎么也不行呢？用不著你不要不就完了嗎 他們舉了一個(gè)例子說：我讓你修理一個(gè)東西，需要一把鉗子，一個(gè)改錐，一把錘子三樣工具.少了錘子不行，少了改錐也不行.現(xiàn)在我把整個(gè)工具箱都 端給你了，里邊什么工具都 有，你用什么拿什么 就完了，不用就算了嘛. 解題也是這樣，條件多了怎么倒不會(huì)做了呢？這就給我們提出一個(gè)問題，這就是一些隱蔽因素起干擾作用，學(xué)生才不會(huì)了.所以作為思維訓(xùn)練，命題也可以改變一下角度，不一定要幾個(gè)條件給幾個(gè).

3.3 由于改變問題的方式，造成思維的混亂，形成的思維障礙

有人作過這樣一次思維調(diào)查，調(diào)查題目是：“抽屜里有兩種阻值不同的電阻各七只，假如讓人蒙住眼睛去拿，每次拿一只，問至少要拿幾次，才能保證取到一對(duì)阻值相同的電阻？”據(jù)調(diào)查60% 的人說，至少要拿8次.他怎么想的呢？——可能前七次拿出的都是一樣的第八次才拿出一個(gè)不一樣的來.其實(shí)這個(gè)問題很清楚.但出這樣的錯(cuò)誤是什么原因呢？關(guān)鍵就是“相同”和“不同”這兩個(gè)詞的問題.題目說是給了兩種阻值不同的電阻，這“不同”二字就牢牢地印在他的腦子里了.而實(shí)際題目問的是：拿兩只“相同”的電阻.這不是煩難的智力問題，所以答不對(duì)不是智力問題，是思維的問題.是由于從不同的角度提問題才造成的思維混亂.因?yàn)閺男睦韺W(xué)的角度講，問題是從“不同”的角度提出的，而解答卻要求從“相同”的角度作出回答，這樣就有一種暗示的心理傾向，使人感覺題目有一種暗示.這里的“不同”就是一種暗示.而暗示有積極的，也有消極的.這就是“暗示”這種心理現(xiàn)象在起作用.

3.4 習(xí)慣思維定勢(shì)的影響

所謂定勢(shì)，就是總是習(xí)慣從一個(gè)角度、一個(gè)側(cè)面來提問題和認(rèn)識(shí)問題.所謂變勢(shì)就是改變提問題的角度.思維定勢(shì)對(duì)我們考慮物理問題有時(shí)確實(shí)起消極作用，它對(duì)發(fā)散思維的培養(yǎng)是不利的.例如，有的學(xué)生提出這樣的問題：“蜂窩煤在五樓燃燒是不是比在一樓燃燒放出的熱量多？”學(xué)生認(rèn)為是多 因?yàn)槿税嵘先ヒ獙?duì)煤做功，轉(zhuǎn)化為煤的內(nèi)能，所以就得出上面的結(jié)論.這是什么問題呢？這是思維定勢(shì)的影子.腦子里就想功能原理，多做了功就能化為能.一提蜂窩煤就想熱能，不能干別的用，就是用來燒的.做功和能聯(lián)系起來，蜂窩煤和熱能聯(lián)系起來.所以做功就轉(zhuǎn)化為內(nèi)能了，內(nèi)能多了燃燒起來放出的熱量就多了.照這個(gè)說法，要把蜂窩煤搬到摩天大樓上去，那一塊頂好幾塊用.為什么這想法不對(duì)呢？那功是不是白做了呢？當(dāng)然不是.五樓的煤燃燒后生成的二氧化碳和煤灰收集起來勢(shì)能就比一樓的大.這是哪兒來的呢？就是做功的結(jié)果.這個(gè)例子說的就是一種思維定勢(shì)的影響.——把沒有必要聯(lián)系在一起的給聯(lián)系在一起了.改變了提問題的方式，思維情況就不同了.所以我們進(jìn)行物理教學(xué)除了要進(jìn)行要領(lǐng)規(guī)律教學(xué)外，思維障礙的排除也是我們教學(xué)應(yīng)當(dāng)考慮的問題.要想排除，就得抓住的思維規(guī)律和心理傾向.

3.5 不善于尋找替換方案，造成思維上的障礙

因?yàn)槲锢韺W(xué)上不少方面要借助于等效的方法.如力的合成，力的分解，電阻串聯(lián)、并聯(lián)這都是等效.實(shí)際并不存在那么一個(gè)合力，只是其效果與那幾個(gè)力的總效果相同，在這里學(xué)生容易出現(xiàn)的問題就是不習(xí)慣于轉(zhuǎn)換研究對(duì)象.物理學(xué)是很強(qiáng)調(diào)研究對(duì)象的.一定的物理過程，物理?xiàng)l件都是對(duì)一定的對(duì)象而言的，對(duì)象一變，研究系統(tǒng)也就變了，一切條件跟著全變了.所以這個(gè)對(duì)象是非常重要的.所以我們物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生首先確定研究對(duì)象.不管力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、原子物理，都要先把對(duì)象確定下來再展開物理思索，不要對(duì)象還沒明確，就開始想了.例如：“一個(gè)人打秋千，知道秋千繩長(zhǎng)、人的質(zhì)量，擺動(dòng)情況，求秋千板受的壓力多大.”這個(gè)問題對(duì)象是誰？有的學(xué)生就把秋千板當(dāng)研究對(duì)象，進(jìn)行分析，得不出結(jié)果來.這得拿人當(dāng)研究對(duì)象.人的受力情況分析清楚了，求出了秋千板給人的支持力，那么秋千板受的壓力也就知道了.這就需要進(jìn)行一次對(duì)象變換.往往有的學(xué)生就是這樣，你問什么我就拿什么當(dāng)研究對(duì)象，對(duì)這種對(duì)象的轉(zhuǎn)換尋找不出一種替換的方案來就形成一種思維的障礙.

3.6 抓不住關(guān)鍵環(huán)節(jié)是物理思維障礙的一個(gè)重要原因

物理學(xué)解決問題的過程實(shí)際上總是從一個(gè)初始狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一步步的中間狀態(tài)，最后達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)，問題就解決了.初始狀態(tài)就是已知條件，目標(biāo)狀態(tài)就是所求問題.經(jīng)過什么樣的中間狀態(tài)才由初始狀態(tài)達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)呢？這中間狀態(tài)就成了問題的空間（包括時(shí)間，所以也叫時(shí)空）我們解決問題的習(xí)慣就是采取對(duì)問題時(shí)空進(jìn)行搜索的方法.而要搜索問題時(shí)空，最重要的是怎么抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié).一般有兩種方法，一種方法就是常規(guī)的辦法，一步一步地增加中間狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)的相似性，什么樣的中間狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)開始相似了，就抓那個(gè)中間狀態(tài).“相似”并不“等于”.再抓一個(gè)再相似，又出一個(gè)中間狀態(tài).這么抓下去，越復(fù)雜的問題經(jīng)過的中間相似狀態(tài)越多，最后達(dá)到目標(biāo)狀態(tài).這是常規(guī)的辦法——抓相似的中間狀態(tài).第二種方法背離目標(biāo)狀態(tài)的方法.先遠(yuǎn)離目標(biāo)狀態(tài)，就可以找到一個(gè)更相似于目標(biāo)狀態(tài)的那么一個(gè)中間狀態(tài).比如說研究一個(gè)平衡物體，求它的某一個(gè)物理量.我們就先分析不平衡的時(shí)候會(huì)怎么樣？不平衡的問題一解決，平衡問題的結(jié)果就出來了.

3.7 用數(shù)學(xué)概念代替物理概念造成的思維障礙

由于物理概念的絕大部分屬于物理量.既要明確物理量的意義，又要掌握定量方法.由于歷史上的原因，往往把注意力都集中在物理量的定量方法上，所以造成在物理教學(xué)中重視定量表達(dá)，忽視物理意義.這是受物理學(xué)史發(fā)展過程的影響.比如說：什么叫電場(chǎng)強(qiáng)度——“單位電荷受的電場(chǎng)力就叫電場(chǎng)強(qiáng)度，即E=F/q.”其實(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的物理概念是反映電場(chǎng)當(dāng)中力學(xué)屬性強(qiáng)弱的一個(gè)物理量，它的表達(dá)方法是用電荷受的電場(chǎng)力和電量的比，來表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小.最重要的應(yīng)該明白：電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)什么量，是干什么的？說明什么.可是很多學(xué)生就知道定量計(jì)算，不懂物理意義.這往往就用它的定量方法代替或沖談了它的物理意義.舉個(gè)例子，比如萬有引力定律問學(xué)生，這里F∝[SX（]1[]r2[SX）]，當(dāng) r→0時(shí)，兩物體間的萬有引力[HJ1.8mm]有多大？不少學(xué)生回答：趨于無窮大.從數(shù)學(xué)上講是這樣的，但這種情況實(shí)際上并不存在，其原因是脫離了物理事實(shí)的限制的才得出了不合實(shí)際的結(jié)果.所以物理需要受物理事實(shí)的檢驗(yàn).不考慮物理事實(shí)就會(huì)造成錯(cuò)誤.

總之，學(xué)生學(xué)習(xí)物理和學(xué)習(xí)心理相適應(yīng) ，良好的學(xué)習(xí)心理，促進(jìn)和推動(dòng)學(xué)習(xí)物理自覺性、積極性，保持興趣的持久性，提高思維的敏銳性.