中學(xué)物理學(xué)習(xí)的思維障礙及其克服方法

所謂“思維障礙”是指思維活動(dòng)過程中所遇到的障礙。由于物理學(xué)科自身的特點(diǎn)，決定了“思維障礙”較其它學(xué)科突出。阜康市一中穆尚禮老師對(duì)此進(jìn)行了有益的探索。物理學(xué)是一門有其自身發(fā)展規(guī)律的學(xué)科。中學(xué)物理是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，從而形成概念和規(guī)律為主要內(nèi)容的學(xué)科。1.錯(cuò)誤的“日常經(jīng)驗(yàn)”先人為主，成為建立科學(xué)概念的思維障礙由于物理學(xué)與日常生活和生產(chǎn)關(guān)系最為密切，在學(xué)習(xí)物理以前，學(xué)生已從那些膚淺、模糊以至錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)中獲得了不少“日常經(jīng)驗(yàn)”。這些“日常經(jīng)驗(yàn)”先入為主，常常干擾科學(xué)概念的形成，成為建立科學(xué)概念的思維障礙。從物體要運(yùn)動(dòng)必須施加力，沒有力作用物體就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)這一日常認(rèn)識(shí)中，產(chǎn)生“力是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因”的“日常經(jīng)驗(yàn)”，從而對(duì)力的概念的建立形成思維障礙；從池水淺，大魚就無法浮起的日常認(rèn)識(shí)中，產(chǎn)生“浮力大小與液體深淺有關(guān)”的“日常經(jīng)驗(yàn)”從而對(duì)浮力概念的建立形成思維障礙；從剎車后，地面阻力總是與車運(yùn)動(dòng)方向相反這一日常認(rèn)識(shí)中，產(chǎn)生“阻力總做負(fù)功”的“日常經(jīng)驗(yàn)”，從而對(duì)阻力做功問題產(chǎn)生思維障礙；從自行力剎閘后停下來的現(xiàn)象，產(chǎn)生閘皮和瓦圈間的摩擦力是自行車停下來的原因的認(rèn)識(shí)，而不認(rèn)為是依靠車輪與地面間的滑動(dòng)摩擦力使自行車停下來。從而對(duì)分析剎車的物理過程形成思維障礙；從空中雞毛比石塊落得慢的日常認(rèn)識(shí)中，產(chǎn)生“物體下落快慢與重量有關(guān)”的“日常經(jīng)驗(yàn)”，從而對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)形成思維障礙。另外，從日常的習(xí)慣用語中也可形成思維障礙。如燒水時(shí)，把壺嘴噴出的“白氣”叫水蒸氣，為正確解釋這一現(xiàn)象形成思維障礙；“安全生產(chǎn)，質(zhì)量第一”中的“質(zhì)量”一詞，為物理中“質(zhì)量”概念的建立形成思維障礙；“目光短淺”中的“目光”一詞，為光學(xué)中“像”概念的建立形成思維障礙等�？朔�“日常經(jīng)驗(yàn)”形成的思維障礙的方法是：在建立每個(gè)概念前，教師應(yīng)對(duì)有關(guān)“思維障礙”進(jìn)行調(diào)查，以便在教學(xué)中采取恰當(dāng)“對(duì)策”。
即：做實(shí)驗(yàn)以前產(chǎn)生強(qiáng)刺激，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察，進(jìn)行本質(zhì)的探究，經(jīng)過分析、推理、綜合，得出科學(xué)結(jié)論。2.物理公式數(shù)學(xué)化，造成思維障礙用數(shù)學(xué)式子表達(dá)的物理概念或規(guī)律，學(xué)生往往只從數(shù)學(xué)的意義去理解，從而對(duì)正確理解物理公式的物理意義形成思維障礙。從歐姆定律公式I=U/R導(dǎo)出 R=U/I，學(xué)生則說“導(dǎo)體的電阻跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟通過它的電流強(qiáng)度成反比。”豈不知數(shù)學(xué)式 y=x/z中的 x、y、z三者均可為變量，而 R=U/I中的R卻是由導(dǎo)體本身所決定的不變量，R=U/I只不過是在特定條件下的量度式而已，絕不存在與U和I成正比、反比的關(guān)系。從萬有引力公式F=GM1M2/r2和庫侖定律公式 F=KQ1Q2/r2，學(xué)生認(rèn)為當(dāng) r→0時(shí)，萬有引力和庫侖力將無窮大。豈不知前兩公式成立的條件是M1和M2為質(zhì)點(diǎn)，Q1和Q2為點(diǎn)電荷�？朔�物理公式數(shù)學(xué)化這一思維障礙的方法是：在推導(dǎo)或總結(jié)出物理公式時(shí)，一定要強(qiáng)調(diào)公式成立的前提，即強(qiáng)調(diào)物理公式的物理意義。有的概念和規(guī)律可用物理公式表示，但絕對(duì)不能不看條件而將物理公式數(shù)學(xué)化。3.思維定勢使知識(shí)發(fā)生負(fù)遷移，形成思維障礙思維定勢就是思維慣性。思維慣性會(huì)使舊有知識(shí)對(duì)新知識(shí)的掌握產(chǎn)生不利影響，這便是知識(shí)的負(fù)遷移現(xiàn)象。負(fù)遷移就是一種思維障礙。物理學(xué)中有許多概念、現(xiàn)象和物理過程都比較相似，稍不留意，就會(huì)產(chǎn)生知識(shí)的負(fù)遷移，從而形成思維障礙。如細(xì)桿的一端連接一小球，另一端有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸，使其繞軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。桿端小球運(yùn)動(dòng)到圓周最高點(diǎn)的速度可以為零。但若將此結(jié)論遷移到細(xì)繩拴小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況，認(rèn)為小球運(yùn)動(dòng)到圓周最高點(diǎn)的速度也可以為零那就錯(cuò)了；又如把小球沿豎直平面內(nèi)的圓形軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)結(jié)論遷移到小物體沿光滑球面的頂點(diǎn)滑下時(shí)的情況就不正確了�？朔�由于思維定勢所形成的思維障礙的最好方法是比較法。如將速度與加速度比較，動(dòng)量與動(dòng)能比較，電阻與電阻率比較，軟繩與硬桿比較，帶電粒子在電場與磁場中受力情況的比較以及運(yùn)動(dòng)情況的比較等。

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