淺談初學(xué)物理思維障礙的成因及排除方法

摘　要：物理學(xué)以其奇妙的物理現(xiàn)象和有趣的物理實(shí)驗(yàn)吸引著學(xué)生，許多初學(xué)者往往帶著濃厚的興趣去學(xué)物理。但是，當(dāng)這種興趣很快被學(xué)習(xí)過程中的“一聽就懂、一學(xué)就會、一做就錯(cuò)”所取代時(shí)，隨即喪失了學(xué)好物理的信心。究其原因，筆者認(rèn)為，初學(xué)者在物理學(xué)習(xí)中存在著的思維障礙和觀念偏差是最主要的原因。教師在教學(xué)中研究其障礙產(chǎn)生的根源，并采取相應(yīng)的對策，對指導(dǎo)學(xué)生學(xué)好物理有著事半功倍的效果。
關(guān)鍵詞：思維障礙　偏差　排除方法　
        人的認(rèn)知遵循一定的認(rèn)識規(guī)律，要研究學(xué)生物理學(xué)習(xí)中思維障礙產(chǎn)生的原因，把學(xué)生的認(rèn)識過程和學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)合起來，了解二者之間的相互制約關(guān)系。首先，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)受自身的心理認(rèn)識水平和生活經(jīng)驗(yàn)的影響；其次，還要受學(xué)習(xí)內(nèi)容的概括性、抽象性程度的制約。初中階段的物理知識具有一定的概括性和抽象性，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)若不能把握知識的聯(lián)系和區(qū)別，在運(yùn)用物理知識解決問題時(shí)，往往會產(chǎn)生一些思維障礙，出現(xiàn)物理概念不清、亂套公式等各種各樣的錯(cuò)誤。本文擬就常見的幾種思維障礙作以下分析：
        一、先入為主的生活觀念和物理觀念偏差形成的思維障礙
        學(xué)生置身于千變?nèi)f化的物理世界中，會自然獲得一些感性認(rèn)識，形成一定的生活經(jīng)驗(yàn)，其中一些正確的觀念對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)有積極的促進(jìn)作用，但也有一些錯(cuò)誤的觀念對物理概念的形成、物理規(guī)律的正確理解和運(yùn)用將起到一定的消極作用，形成學(xué)習(xí)障礙。主要表現(xiàn)有兩點(diǎn)：
        一是妨礙概念理解的全面性、完整性，造成對概念的片面理解。如在學(xué)習(xí)力和運(yùn)動的關(guān)系這部分知識之前，先入為主的生活觀念使許多學(xué)生都認(rèn)為靜止的物體要有力推動它才運(yùn)動，力停止作用時(shí)，它就會停下來，力越大，運(yùn)動越快。這時(shí)，生活經(jīng)驗(yàn)只是一種表面現(xiàn)象，結(jié)論是錯(cuò)誤的，受這種錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)的干擾，學(xué)生運(yùn)用概念和思維判斷被阻礙，不能正確理解力和運(yùn)動的關(guān)系——力是使物體改變運(yùn)動狀態(tài)的原因。排除這種錯(cuò)誤觀念，要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)。如通過“讓同一小車從同一高度滑下，在不同的表面上滑行的距離不同”這一實(shí)驗(yàn)，和學(xué)生分析推想得出“如果平面絕對光滑，小車將不受阻力，保持恒定的速度運(yùn)動下去”這一科學(xué)結(jié)論，從而推翻“力是維持物體運(yùn)動的原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。
        二是先入為主的生活觀念阻礙知識和生活的聯(lián)系，造成知識和應(yīng)用脫節(jié)。如學(xué)生在學(xué)習(xí)液化這一節(jié)時(shí)，把“霧”認(rèn)為是氣體，認(rèn)為“霧”為汽化現(xiàn)象，這時(shí)，老師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析“霧”不是氣體而是小水珠，講解汽化和液化概念時(shí)聯(lián)系生活實(shí)際。這樣學(xué)生就會明白“霧”和“白氣”形成的原因，形成正確的“汽化”和“液化”的概念，抓住了問題的本質(zhì)，從而體現(xiàn)了新課標(biāo)中“從生活走向物理，從物理走向社會”這一思想。
        物理觀念偏差，產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有的是受中國傳統(tǒng)思想的影響，對物理的不正確認(rèn)識等造成的。比如一些學(xué)生認(rèn)為：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差，學(xué)習(xí)物理也一定差；女生學(xué)習(xí)物理一定比男生學(xué)習(xí)物理差等。這種觀念偏差對學(xué)生的心理影響是相當(dāng)大的，如果這種觀念偏差不及時(shí)加以消除，對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)會產(chǎn)生很大的障礙。對于這種情況，教師剛進(jìn)行物理入學(xué)教育過程中要多鼓勵(lì)這部分學(xué)生，應(yīng)主動與這部分學(xué)生談心，列舉前幾屆女學(xué)生學(xué)好物理的例子，及時(shí)地消除這種觀念，把這種觀念偏差扼殺在“搖籃”之中。
        二、相近物理概念形成的障礙
        物理上有許多相近的物理概念，它們既相互聯(lián)系又相互區(qū)別，具有不同的本質(zhì)屬性。剛接觸物理不久的學(xué)生如不能正確理解其物理意義，容易將它們的關(guān)系簡單化。例如學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對蒸發(fā)、沸騰和汽化的區(qū)別與聯(lián)系分析不清楚。要克服這種思維障礙，可以抓住概念的差異，從不同的角度突出這種差異進(jìn)行區(qū)別。一是可以通過典型的具體的例子，使概念深化；二是用沸騰的學(xué)生實(shí)驗(yàn)加深沸騰現(xiàn)象的特征和蒸發(fā)的課堂演示的仔細(xì)觀察來加以區(qū)別。        三、類比不當(dāng)形成的思維障礙
        類比是一種重要的物理方法，是指在新事實(shí)同已知事物間具有類似方面作比較。但類比不是一種嚴(yán)密的推理，其結(jié)果是否正確，須經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中，正確、恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比，可以幫助學(xué)生掌握重點(diǎn)和突破難點(diǎn)。如橡皮繞繩運(yùn)動與月亮繞地球運(yùn)動作類比引入引力，可以幫助初中學(xué)生把無形的引力類比有形的拉力，對初學(xué)物理的初二學(xué)生對引力的理解是很有幫助的。但同時(shí)也要認(rèn)識到有時(shí)類比不當(dāng)，反而會造成學(xué)習(xí)知識的思維障礙。如聲音的傳播特點(diǎn)不能與光的傳播特點(diǎn)作類比和聯(lián)想，因?yàn)樗鼈冎�間不具備類比的條件，否則會得出錯(cuò)誤結(jié)論�？朔�這種思維障礙的有效方法，就是抓住不同問題間的突出差別，找出類比具備（或不具備）的前提條件和類比（或不可類比的）部分來培養(yǎng)學(xué)生良好的類比思維方法。
        四、物理公式數(shù)學(xué)化形成的思維障礙
        數(shù)學(xué)是學(xué)習(xí)和研究物理學(xué)的重要工具，運(yùn)用簡單數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力是初中物理教學(xué)大綱中要求學(xué)生必備的能力。教學(xué)中往往還發(fā)現(xiàn)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題時(shí)，經(jīng)常撇開公式的物理意義而亂套公式，如用歐姆定律得出求電阻的公式R=U/I,學(xué)生往往由公式而得出R與U成正比或R與I成反比的錯(cuò)誤結(jié)論，關(guān)鍵在于沒弄清電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)這一物理事實(shí)�？朔�這種思維偏差的措施，一是正確理解公式的物理意義，理解公式所描述的物理現(xiàn)象和物理事實(shí)間的因果關(guān)系；二是明確公式的來歷，體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)出公式的經(jīng)過，突出對問題的物理意義的分析，防止單純數(shù)學(xué)公式的教學(xué)法。
        五、概念內(nèi)涵和外延的模糊形成的思維障礙
        任何一個(gè)物理概念都是內(nèi)涵和外延的統(tǒng)一。教學(xué)實(shí)踐告訴我們，分清概念的外延是理解概念、正確運(yùn)用物理概念解決實(shí)際問題的前提條件。例如，在運(yùn)用壓強(qiáng)定義式和液體壓強(qiáng)公式解決問題時(shí)，往往用液體壓強(qiáng)解決一些不規(guī)則固體問題，有可能是錯(cuò)誤的。究其原因是對壓強(qiáng)公式的內(nèi)涵和外延不清楚造成的。為了克服這種思維障礙，在教學(xué)中必須把基本概念的物理意義講清楚，講清公式的使用范圍，要求學(xué)生明確液體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)過程，配合典型的練習(xí)加強(qiáng)運(yùn)用，逐步達(dá)到正確掌握基本知識的目標(biāo)。
        六、思維定勢干擾形成的障礙
        人們發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題往往都是憑借原有的思維活動的路徑（即思維定勢）進(jìn)行思維的，但這種定勢既有積極的作用，又有消極的作用。從正面說，思維定勢的形成表現(xiàn)為學(xué)生不僅掌握了知識，并且形成了一定的思維推理能力；從反面說，這種思維定勢對分析解決能力的發(fā)展和提高也具有一定的阻礙作用。這種現(xiàn)象是很常見的，比如，在一道力學(xué)計(jì)算題中，要求學(xué)生求拉力的效率，但不少學(xué)生求出的是功率。究其原因，學(xué)生認(rèn)為以前計(jì)算功率很多，沒看清楚，有的是沒分清功率與效率的區(qū)別，結(jié)果答非所問；有時(shí)題目里的條件被以往經(jīng)驗(yàn)所“誤導(dǎo)”，造成了“過失性”錯(cuò)誤等。要克服這種思維定勢，應(yīng)該注意運(yùn)用典型的事例加強(qiáng)思維定勢形成障礙的鞏固練習(xí)，增強(qiáng)相近概念和不同條件的區(qū)別，強(qiáng)調(diào)做題時(shí)要“細(xì)心”，增強(qiáng)“一題多解”和“一題多問”的靈活性訓(xùn)練，來提高具體問題的分析能力。
        總之，為了讓初學(xué)者持續(xù)保持對物理這門自然學(xué)科的興趣，在教學(xué)中要多做實(shí)驗(yàn)，并盡量聯(lián)系生活，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生體驗(yàn)知識的產(chǎn)生過程等。不管采取什么教學(xué)方法，都必須有效克服以上所述的各種思維障礙，研究學(xué)生思維障礙產(chǎn)生的根源，切實(shí)糾正學(xué)生思維過程中的錯(cuò)誤偏差，真正讓學(xué)生通過由淺入深、由易到難的理解和提高，逐步掌握物理的學(xué)習(xí)方法，從而達(dá)到真正意義上的喜歡和熱愛。
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