淺析初中生學(xué)習(xí)物理的思維障礙

榮梅

物理比其他學(xué)科難學(xué)，這是初中生普遍反映的問(wèn)題，究其原因除了與學(xué)科本身的特點(diǎn)有關(guān)外，還與學(xué)生學(xué)習(xí)物理時(shí)思維障礙有關(guān)。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)思維障礙的表現(xiàn)是多方面的，下面談?wù)劤踔猩趯W(xué)習(xí)物理過(guò)程中的常見(jiàn)思維障礙。

一、“經(jīng)驗(yàn)型”障礙

由于物理學(xué)與日常生活和生產(chǎn)關(guān)系密切，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理以前，已從日常生活中積累了一些錯(cuò)誤的物理“經(jīng)驗(yàn)”。這種生活經(jīng)驗(yàn)由來(lái)已久，給學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)帶來(lái)一定的障礙。在初中階段學(xué)生物理知識(shí)的獲得往往都是從觀察實(shí)際現(xiàn)象開(kāi)始的，或者是通過(guò)分析生活常識(shí)中的某一現(xiàn)象，總結(jié)歸納出物理規(guī)律的。然而學(xué)生所熟悉的大量現(xiàn)象或者通過(guò)演示所觀察到的現(xiàn)象，與其所反映的物理規(guī)律之間有時(shí)還存在“矛盾”。比如說(shuō)“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”。但學(xué)生看到和熟悉的現(xiàn)象恰恰是運(yùn)動(dòng)都是依靠力來(lái)推動(dòng)的，如一輛平板車停在路面上，用力推它，它就運(yùn)動(dòng)，停止用力它就靜止。這樣易使學(xué)生得出有力作用在物體上物體就運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力作用在物體上物體就靜止。這種錯(cuò)誤的結(jié)論對(duì)力的概念的建立形成思維障礙……

為克服這種“經(jīng)驗(yàn)型”形成的思維障礙，在物理教學(xué)中要重視實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，用事實(shí)刺激學(xué)生的思維，形成鮮明的對(duì)比，使原有的概念發(fā)生動(dòng)搖，直到消除。其次通過(guò)舉例使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)激烈的思維辯論，分析錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤，認(rèn)清錯(cuò)誤的根源，獲得正確的概念。另外要強(qiáng)調(diào)掌握物理概念、物理規(guī)律的要點(diǎn)和本質(zhì)特征。只有這樣才能將學(xué)生的“生活經(jīng)驗(yàn)”轉(zhuǎn)化為正確的物理概念。

二、思維定式使知識(shí)發(fā)生負(fù)遷移形成思維障礙

思維定式是人們按照一種固定的傾向性去反映現(xiàn)實(shí)從而表現(xiàn)出來(lái)的思維活動(dòng)的趨向性、專注性。人們?cè)谏钪校坏┬纬闪四撤N固定觀念，就會(huì)限制住自己的思維，成為認(rèn)識(shí)事物的障礙。而遷移是指先前的學(xué)習(xí)對(duì)以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生的某種影響。如果先前的學(xué)習(xí)對(duì)以后的學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用。這就是正遷移。反之是負(fù)遷移。如提重物時(shí)，學(xué)生總認(rèn)為勻速上升時(shí)拉力大于重力，勻速下降時(shí)拉力小于重力。又如對(duì)于慣性的理解，學(xué)生往往在頭腦中有這樣的錯(cuò)誤概念，即認(rèn)為物體的慣性與它的速度有關(guān)，速度越大，慣性越大。原因是汽車速度越快，剎車后就越不容易停下來(lái)。盡管教學(xué)時(shí)再三強(qiáng)調(diào)慣性是物質(zhì)固有的屬性，慣性的大小只與其質(zhì)量有關(guān)，而與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。但一碰到具體問(wèn)題，思維定式仍在起作用。再比如甲、乙兩隊(duì)進(jìn)行拔河比賽，甲隊(duì)勝。不少同學(xué)則認(rèn)為甲隊(duì)隊(duì)員對(duì)乙隊(duì)隊(duì)員的拉力大。豈不知甲隊(duì)對(duì)乙隊(duì)隊(duì)員的拉力與乙隊(duì)對(duì)甲隊(duì)隊(duì)員的拉力是一樣大的……

為克服思維定式帶來(lái)的負(fù)遷移，在教學(xué)時(shí)要加強(qiáng)物理概念的教學(xué)，注重對(duì)學(xué)生思維方式和能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生多元思維和逆向思維能力，廣開(kāi)思路，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思維和創(chuàng)造性思維。發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造想象力，加強(qiáng)概念類比理解。使學(xué)生切實(shí)掌握每一個(gè)概念及它的物理意義。

三、物理公式的數(shù)學(xué)化造成的思維障礙

用數(shù)學(xué)式子表達(dá)物理概念或規(guī)律，學(xué)生往往只從數(shù)學(xué)的意義上去理解，從而對(duì)正確理解物理公式的物理意義形成思維障礙。如密度公式p=m/V，學(xué)生易認(rèn)為物質(zhì)的密度與其質(zhì)量成正比，與其體積成反比，又如由歐姆定律公式I=U/R可導(dǎo)出R=U/I學(xué)生則理解為導(dǎo)體的電阻跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟通過(guò)導(dǎo)體的電流成反比。其它如勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式v=s/t，比熱容c=Q/（m△t），燃料的熱值q=Q□m等等。學(xué)生也易從數(shù)學(xué)公式的角度去理解，豈不知以上各物理量都是由物體本身性質(zhì)決定的不變量，而與公式中的各物理量是無(wú)關(guān)的。

為克服物理公式數(shù)學(xué)化這一思維障礙，在教學(xué)過(guò)程中推導(dǎo)或總結(jié)物理公式時(shí)一定要強(qiáng)調(diào)公式成立的前提，強(qiáng)調(diào)公式的物理意義，理解公式所描述的物理現(xiàn)象、物理事實(shí)之間的因果關(guān)系、決定關(guān)系。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，把數(shù)學(xué)表達(dá)式與物理本質(zhì)有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，既要重視運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來(lái)解決物理問(wèn)題的訓(xùn)練，又要充分注意物理事實(shí)對(duì)數(shù)學(xué)方法的制約。加強(qiáng)練習(xí)，反復(fù)矯正和鞏固，強(qiáng)化理解和記憶，最終和數(shù)學(xué)問(wèn)題區(qū)別開(kāi)來(lái)，形成科學(xué)的認(rèn)識(shí)。

四、在應(yīng)用物理知識(shí)的過(guò)程中忽視隱含條件造成的思維障礙

學(xué)生在處理物理的問(wèn)題時(shí)，往往涉及到眾多的條件，有些條件是以隱含的方式表現(xiàn)的，并且有些隱含條件在起主要作用，如果忽視隱含條件的作用，就會(huì)出現(xiàn)思維障礙。如一個(gè)重是9.8牛體積為0.03m3救生圈，能不能使重為294牛人在水中不致沉沒(méi)。學(xué)生通過(guò)計(jì)算得出救生圈在水中所受的的最大浮力為294牛，因救生圈自重為9.8牛，所以救生圈所承受豎直向下的壓力為284.2牛，小于人體重力，從而得出人要下沉這一錯(cuò)誤結(jié)論。造成這一錯(cuò)誤結(jié)論的原因是學(xué)生忽視了“人在救生圈上時(shí)，身體大部分浸在水中，人也受到水的浮力”這一隱含條件。此題的正確結(jié)論是人實(shí)際作用在救生圈上的力遠(yuǎn)小于284.2牛，故人能借助救生圈不致于沉入水中。又如：一臺(tái)離心式抽水機(jī)功率是10千瓦它每小時(shí)可以從15米深的井中抽出水多少米？（g=10牛/千克）不少同學(xué)通過(guò)計(jì)算得出這臺(tái)抽水機(jī)每小時(shí)可以從15米深的井中抽出240m3的水。出現(xiàn)這一錯(cuò)誤的原因是學(xué)生“忽視了”在通常情況下一個(gè)大氣壓只能支持10.3米高的水柱這一隱含條件，故此題的正確答案是抽水機(jī)不能從15米深的井中抽出水。每小時(shí)可以抽出0.03m3的的水。

為克服這種因忽視隱含條件而造成的思維障礙，在教學(xué)時(shí)要注意培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力，通過(guò)一題多解，一題多變等形式逐步培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和靈活應(yīng)變能力。

綜上所述學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中表現(xiàn)的思維障礙是多方面的，除了以上幾種思維障礙外，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中，還會(huì)出現(xiàn)其它一些思維障礙。在教學(xué)過(guò)程中教師要充分估計(jì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能出現(xiàn)的一些思維障礙，對(duì)癥下藥采取相應(yīng)措施，對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練，消除各種思維障礙對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)帶來(lái)的負(fù)面影響，以利于提高初中物理的教學(xué)質(zhì)量。