學生學習物理的學習心理研究

吳育德

興趣是一個人力求接觸和認識某種事物的積極傾向，是助推人們成才的起點 ，也是激勵學生積極學習的內在動力.

1 學生學習物理的興趣特點

中學生學習物理的興趣狀況大體上有四種情況.第一種情況是有些學生對物理只有直覺興趣.表現是：這部分學生只滿足于被新奇的物理現象所吸引，他們很希望看到鮮明的、生動的、不平常的物理現象和物理實驗，但并沒有產生探索這些物理現象的原因，不關心為什么，只是希望看.一般來講，初二學生的水平常常是這樣.這個階段叫有趣階段.第二種情況是有操作性的興趣.這種興趣的特點是：總是要求通過自己的活動對自然現象和實驗現象施加影響.他的興趣點在于直接操作，而忽視對現象本質的認識，一旦他把這個現象重復出來了他就滿足了.這是一部分人對物理的興趣表現.一般來看初中學生處于這種水平的較多，有的高中學生也是這個水平.這個階段我們給它取個名字叫樂趣階段.第三種情況是具有因果認識的興趣.表現：不僅要求了解怎么改變現象而且對于現象發生的原因更有興趣，很想了解它的物理實質，老問“為什么？”多數高中學生學習物理大致是這個階段，叫致趣階段.第四種情況是有概括認識的興趣.這種興趣的再現是：他們要求運用因果聯系來掌握整個物理學的一般規律，他們最感興趣的是一般規律，很喜歡分析綜合這種思維活動.比如，老師給他講了一個物理現象，并做了解釋，他會問：“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，他會想：這只限于平面嗎？斜面行不行？……總想得到一個普遍的規律.他們很喜歡分析綜合.學習物理比較好的一部分學生開始有這種興趣.他們在做題的題，喜歡多種概念、多種規律的綜合交叉，難度不夠引不起興趣來.這個階段也叫致趣階段，只不過是高一級的致趣階段.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，興趣狀況都是從對物理現象本身的認識開始，轉向對它的內部規律的認識這樣一個過程.所以引起興趣不能停在一個水平，一種模式上，必須隨著學生的興趣的轉移而改變教學方法和教學過程，否則就達不到目的.

2 學生學習物理的思維特點

2.1 學生學物理有這么一種傾向——很容易憑“想當然”去看問題

我們物理教學需要引導學生思考、判斷，就是要嚴格的以概念和邏輯關系作依據這是物理教學的要求.可是學生剛一學物理時不習慣于這套辦法，他習慣于“想當然”.因為學生不是從學物理那天才開始接觸物理的，在學習物理之前已經接觸到了大量的物理現象.他對物理現象的認識不可能從本質去認識的.他是根據生活中的感受去作判斷.如“物體受力就運動.不受力不動” .而我們物理學的要求 則是先建立力的概念，再根據要領作判斷、分析.我們的任務是要把學生的認識納入到學習物理的軌道上來，這就需要訓練和引導.所以經過訓練，養成正確的分析問題的習慣是很重要的，形成這樣的習慣了，物理學就好學了.

2.2 學生學物理時往往表現出強烈的思維獨立性和批判性

因為物理學科是一種思維學科，沒有思維物理學就沒法展開，不是背一些定義就行的，得形成一個概念環.建立概念的目的不是背出來就完了，是要運用概念形成一個新的東西，再推理形成新的，一環一環地向前發展，這是物理學的特點.所以思維在物理學中占有突出的作用.因此，思維就必然帶有獨立性.特別是物理現象和物理規律不一致的時候，這時的思維的獨立性和批判性表現得尤為突出.一個學得好的學生都要經過這么一個過程.經過思維的獨立性、批判性，慢慢地摸索，得到了主客觀的統一，幫納入了正確的軌道.這就需要引導.如拿這樣一個問題問學生：“夏天在太陽曝曬下，木質雙杠和鐵質雙杠的溫度是否一樣高？”多數學生都認為木質的溫度低，鐵質的溫度高.為什么呢？因為鐵的湯手，木質的不湯手.這個觀念很牢固，你說溫度一樣高，他很不容易接受.這樣的例子很多，這種“獨立性”和“批判性”是很強的，在這個問題上解決了，在另一個問題上又會顯露出來.這是學生思維的一種特點.

3 學生學習物理的思維障礙和它形成的原因

物理難學是一種世界性的現象，這是由這個學科的特點決定的.究其根本還是在思維過程中某個環節出了障礙了，學不下去了.因此，從心理傾向和思維規律來著手研究這個問題，可能會得到一些結果.這樣做對于提高物理教學的質量，進行物理教學改革提供依據.

3.1 先入為主，錯誤的生活經驗在起作用，造成思維障礙

學生在學物理以前已經接觸到了大量的物理現象.我們在物理教學中既要借助這些現象，又要克服錯誤的現象，這是我們的雙重任務.學生對物理教學之前的那些都是先入為主的，是缺乏引導的，多數是自然而然形成的.其中也有些概念是本質和現象一致的，是有利于要領建立的.但很多要領是不反映物理本質的，妨礙了正確要領的建立，這些就造成了思維障礙.比如我問學生這樣一個問題：“人站在前進的火車上，跳起來后能不能落在原地？”學生回答：“如果跳得不高，基本上能落在原地，跳高了就不成了.”有這種想法的學生不是一兩個.因為他沒有做過這個實驗.你要建議他做做這個實驗，他會覺得可笑.你問他：“那么請你站在火車上跳一天，看能不能從第一節車箱跳到第三節去.”你這么一說，他才會想到，自己的想法是不對的.所以，對于學生腦子里的這類錯誤概念，當你把它極端化了的時候，學生才開始認識到了，不極端化他認識不到.再比如跟高中學生談這么一個問題：“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.相當多的學生這么認為.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.牛頓定律學過了，還有這種問題.因為生活經驗就是這樣，就是控閘車停嘛，生活里很難分內力、外力，誰是研究對象，力是誰給誰的.生活里不做這樣的分析，只考慮客觀結果.物理學就不行，首先應確定研究對象，不確定對象就沒法研究，一旦對象確定了，就分內、外了.那么閘皮和瓦圈間的力是內力還是外力？牛頓第二定律里講的是內力還是外力？這一系列的問題就來了.所以對于前面這類錯誤概念的排除就不是件容易的事.在本質和現象不統一的時候，他還相信現象.這時我們的作法是即要重視實驗，又要重視概念規律要點的掌握和正確的推理方法，要經過長時期訓練才能解決的，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

在學生處理物理問題的時候，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生容易考慮到，隱蔽起作用的因素，學生不容易考慮到.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作用.比如，前年有一個國外代表團來到北京某重點中學去參觀.他們總的評價認為中國中學生物理水平是相當高的，他們說，他們要到了一些練習 .這上面的題在美國除了理科重點學校的學生之外，一般學生做不來.但是他們也提出一個問題很值得咱們深思，他說他曾在一所重點中學跟一些學生談話，談完了隨便給學生出幾道題，請他們做.請了五個學生，沒有一個做出來.問他什么題，他說了三個題：一個熱量題，一個電路題，一個波的題.這幾個題并不難.但這題的風格和中國的不一樣.如：一個通過用電器，電阻多大電阻絲多長，通電時間多少，發多少熱量，溫度升高多少……一個題有九到十個數據.其實這個題用四個數據就能算出來，八、九個數據擺在那兒.可咱們的學生不敢這么做，總覺得這些數據都應該上才行呢.對于我們的中學生的這種現象他們很不理解.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 他們舉了一個例子說：我讓你修理一個東西，需要一把鉗子，一個改錐，一把錘子三樣工具.少了錘子不行，少了改錐也不行.現在我把整個工具箱都 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做了呢？這就給我們提出一個問題，這就是一些隱蔽因素起干擾作用，學生才不會了.所以作為思維訓練，命題也可以改變一下角度，不一定要幾個條件給幾個.

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查，調查題目是：“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，才能保證取到一對阻值相同的電阻？”據調查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不一樣的來.其實這個問題很清楚.但出這樣的錯誤是什么原因呢？關鍵就是“相同”和“不同”這兩個詞的問題.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.因為從心理學的角度講，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”這種心理現象在起作用.

3.4 習慣思維定勢的影響

所謂定勢，就是總是習慣從一個角度、一個側面來提問題和認識問題.所謂變勢就是改變提問題的角度.思維定勢對我們考慮物理問題有時確實起消極作用，它對發散思維的培養是不利的.例如，有的學生提出這樣的問題：“蜂窩煤在五樓燃燒是不是比在一樓燃燒放出的熱量多？”學生認為是多 因為人搬上去要對煤做功，轉化為煤的內能，所以就得出上面的結論.這是什么問題呢？這是思維定勢的影子.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.做功和能聯系起來，蜂窩煤和熱能聯系起來.所以做功就轉化為內能了，內能多了燃燒起來放出的熱量就多了.照這個說法，要把蜂窩煤搬到摩天大樓上去，那一塊頂好幾塊用.為什么這想法不對呢？那功是不是白做了呢？當然不是.五樓的煤燃燒后生成的二氧化碳和煤灰收集起來勢能就比一樓的大.這是哪兒來的呢？就是做功的結果.這個例子說的就是一種思維定勢的影響.——把沒有必要聯系在一起的給聯系在一起了.改變了提問題的方式，思維情況就不同了.所以我們進行物理教學除了要進行要領規律教學外，思維障礙的排除也是我們教學應當考慮的問題.要想排除，就得抓住的思維規律和心理傾向.

3.5 不善于尋找替換方案，造成思維上的障礙

因為物理學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、并聯這都是等效.實際并不存在那么一個合力，只是其效果與那幾個力的總效果相同，在這里學生容易出現的問題就是不習慣于轉換研究對象.物理學是很強調研究對象的.一定的物理過程，物理條件都是對一定的對象而言的，對象一變，研究系統也就變了，一切條件跟著全變了.所以這個對象是非常重要的.所以我們物理教學應當培養學生首先確定研究對象.不管力學、熱學、電學、光學、原子物理，都要先把對象確定下來再展開物理思索，不要對象還沒明確，就開始想了.例如：“一個人打秋千，知道秋千繩長、人的質量，擺動情況，求秋千板受的壓力多大.”這個問題對象是誰？有的學生就把秋千板當研究對象，進行分析，得不出結果來.這得拿人當研究對象.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.這就需要進行一次對象變換.往往有的學生就是這樣，你問什么我就拿什么當研究對象，對這種對象的轉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 抓不住關鍵環節是物理思維障礙的一個重要原因

物理學解決問題的過程實際上總是從一個初始狀態出發，經過一步步的中間狀態，最后達到目標狀態，問題就解決了.初始狀態就是已知條件，目標狀態就是所求問題.經過什么樣的中間狀態才由初始狀態達到目標狀態呢？這中間狀態就成了問題的空間（包括時間，所以也叫時空）我們解決問題的習慣就是采取對問題時空進行搜索的方法.而要搜索問題時空，最重要的是怎么抓住關鍵環節.一般有兩種方法，一種方法就是常規的辦法，一步一步地增加中間狀態和目標狀態的相似性，什么樣的中間狀態和目標狀態開始相似了，就抓那個中間狀態.“相似”并不“等于”.再抓一個再相似，又出一個中間狀態.這么抓下去，越復雜的問題經過的中間相似狀態越多，最后達到目標狀態.這是常規的辦法——抓相似的中間狀態.第二種方法背離目標狀態的方法.先遠離目標狀態，就可以找到一個更相似于目標狀態的那么一個中間狀態.比如說研究一個平衡物體，求它的某一個物理量.我們就先分析不平衡的時候會怎么樣？不平衡的問題一解決，平衡問題的結果就出來了.

3.7 用數學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中重視定量表達，忽視物理意義.這是受物理學史發展過程的影響.比如說：什么叫電場強度——“單位電荷受的電場力就叫電場強度，即E=F/q.”其實電場強度的物理概念是反映電場當中力學屬性強弱的一個物理量，它的表達方法是用電荷受的電場力和電量的比，來表示電場強度的大小.最重要的應該明白：電場強度是一個什么量，是干什么的？說明什么.可是很多學生就知道定量計算，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.舉個例子，比如萬有引力定律問學生，這里F∝[SX（]1[]r2[SX）]，當 r→0時，兩物體間的萬有引力[HJ1.8mm]有多大？不少學生回答：趨于無窮大.從數學上講是這樣的，但這種情況實際上并不存在，其原因是脫離了物理事實的限制的才得出了不合實際的結果.所以物理需要受物理事實的檢驗.不考慮物理事實就會造成錯誤.

總之，學生學習物理和學習心理相適應 ，良好的學習心理，促進和推動學習物理自覺性、積極性，保持興趣的持久性，提高思維的敏銳性.