物理學(xué)習(xí)的思維障礙探源及對策

人的認知遵循一定的認識規(guī)律，要研究學(xué)生物理學(xué)習(xí)中的思維障礙到底是怎樣產(chǎn)生的這個問題，應(yīng)該把學(xué)生這個學(xué)習(xí)的主體和學(xué)習(xí)的內(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)生學(xué)習(xí)物理受自身的心理認識水平和生活經(jīng)驗的制約；其次，還受學(xué)習(xí)內(nèi)容的概括性、抽象性程度的制約。物理知識由物理概念、物理規(guī)律、物理實驗和物理研究思想方法等組成，是人們解決物理問題的基礎(chǔ)。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)時若不能真正把握知識的內(nèi)涵、聯(lián)系及其區(qū)別，在運用物理知識進行物理思維時，往往會產(chǎn)生一些思維障礙，出現(xiàn)各種各樣的錯誤，如亂套公式、張冠李戴、思維混亂等現(xiàn)象。本文擬就學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中經(jīng)常出現(xiàn)的幾種思維障礙的形成原因作以的分析，并提出相應(yīng)的矯正辦法。

（一）、先入為主的生活觀念形成的思維障礙
物理學(xué)的研究對象是自然界中的客觀物體及其運動規(guī)律，學(xué)生天天置身于千變?nèi)f化的物理世界中，會自然地獲得有關(guān)物理方面的感性認識，形成一定的生活觀念和經(jīng)驗，這是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的前提條件。先入的生活觀念有的基本正確，對學(xué)習(xí)有積極的促進作用，也有的觀念是錯誤的，對物理概念的形成、物理規(guī)律的正確理解和運用，將起一定的消極作用，造成一定的學(xué)習(xí)障礙。主要表現(xiàn)有兩點：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；二是阻斷知識間的內(nèi)在聯(lián)系，造成知識與應(yīng)用脫節(jié)。例如，在學(xué)習(xí)力和運動的關(guān)系這部分知識之前，許多學(xué)生都有這種看法，認為靜止的物體，用力推動它時，它才會運動，力停止作用時，它就會停下來，推物體的力越大，物體運動的就越快，速度就越大，實際上，這種生活中形成的觀念是片面的，結(jié)論是錯誤的。而等學(xué)生學(xué)完了力和運動的這部分知識之后，才對此有了正確的認識，但是，仍有一部分學(xué)生，因為受原有錯誤的生活觀念和經(jīng)驗的干擾和影響，運用物理概念和規(guī)律的思維判斷被阻斷，不能聯(lián)系所學(xué)的知識，想當然、習(xí)慣性的按錯誤的生活觀念進行判斷，所以妨礙了物理概念的建立和鞏固。同時，原有的錯誤觀念和經(jīng)驗還有一大特點，就是比較頑固、不是一朝一夕就能改正。

總之，先入為主的生活觀念、錯誤經(jīng)驗往往驅(qū)使學(xué)生作出想當然地錯誤判斷，阻礙學(xué)生對物理知識的掌握。要克服和糾正這類錯誤觀念，可采取如下幾個做法：一是講解概念時，應(yīng)展開充分的分析、討論，讓學(xué)生弄清概念的來龍去脈，明確概念的形成過程，以達到對概念內(nèi)涵的準確理解和掌握。二是加強知識訓(xùn)練環(huán)節(jié)，反復(fù)矯正反復(fù)鞏固，加深理解。三是用一些生動的物理實驗或物理現(xiàn)象給學(xué)生以更強烈地刺激，形成鮮明的對比，說明原有觀念的錯誤所在，使原有觀念發(fā)生動搖，直至清除。

（二）、　相近物理概念混淆形成的障礙
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。有的學(xué)生對它們的物理意義理解不透，區(qū)分不清，加上頭腦中沒有完整的物理情境，容易將它們之間的關(guān)系簡單化，要么同時變大，要么同時變小。如壓力和壓強二者都是有關(guān)力的一個物理量，壓力是垂直作用在物體上的力，壓強是單位面積上受到的壓力，是表示壓力的作用效果，有些學(xué)生認為壓力越大壓強越大。要克服這種思維障礙，可以抓住兩個概念的差異，從不同的角度突出這種差異，進行區(qū)別。一是可以通過列舉具體的典型例子加以糾正，使概念深化，找出兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別，如同樣用力打木樁，為什么鈍的難打進去，而削尖的容易打進地面去，學(xué)生通過這一物理情境就可以具體地理解這兩個量的區(qū)別，避免混淆。二是可以運用圖象進行區(qū)別。

（三）、類比不當形成的思維障礙
類比是一種重要的推理方式，是人們認識新事物或有所新發(fā)現(xiàn)的重要思維方式。但類比不是一種嚴密的推理，類比推理的結(jié)果是否正確，還需要經(jīng)過實踐的檢驗。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中，正確恰當?shù)剡\用類比，可以幫助學(xué)生掌握所學(xué)的知識。如可以把原子中電子繞核的圓周運動與人造衛(wèi)星繞地球的圓周運動進行類比。這樣的學(xué)習(xí)，既可以加強知識之間的聯(lián)系，深化對知識的理解，也能提高學(xué)習(xí)的效率，促進思維方式的發(fā)展。同時，也要讓學(xué)生認識到，有時類比不當，反而會造成學(xué)習(xí)知識的思維障礙。速度和功率這兩者就不可作類比聯(lián)想，否則就會作出錯誤的結(jié)論。只因這一差別，使兩個圖象的物理內(nèi)容、物理意義完全不同。學(xué)生如果忽略了這一點，就會形成思維上的障礙，思維的結(jié)果就是錯誤的。我認為，克服這種思維障礙的有效辦法，就是抓住兩個現(xiàn)象之間的突出差別，分析其差異，找出類比不具備的前提條件，才能消除這種思維障礙，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，運用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力是中學(xué)物理教學(xué)大綱和中考說明中要求的一項重要能力。在教學(xué)中，我們往往發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的過程中，經(jīng)常撇開公式的物理意義，忘記公式所表達的物理現(xiàn)象之間的因果關(guān)系，因而造成了運用公式分析物理問題的思維偏差。如F�。溅岩篻V排，左端代表一物理事實，而右邊僅代表一種定義的方法，測定方法�？朔�這種思維偏差的主要措施，一是要強調(diào)公式的物理意義，理解公式所描述的物理現(xiàn)象、物理實事之間的因果關(guān)系、決定關(guān)系。二是要明確公式的來龍去脈，增強公式的物理色彩，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，減少純公式數(shù)值代入計算的訓(xùn)練，讓學(xué)生善于運用數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)方法描述物理問題，真正建立起物理上的數(shù)量關(guān)系，增強運用數(shù)學(xué)知識的意識，提高運用數(shù)學(xué)工具的能力。

（五）、概念內(nèi)涵和外延的模糊形成的思維障礙。
任何一個物理概念都是內(nèi)涵和外延的統(tǒng)一，我們通常所說的使學(xué)生掌握物理概念，一方面指的是要理解物理概念的內(nèi)涵，同時也要求明確其外延。所謂外延，即概念所涉及的范圍和條件，公式的適用范圍和成立條件。教學(xué)實踐告訴我們，使學(xué)生弄清概念的外延是深化對概念的理解、正確運用物理概念解決實際問題的前提條件。但由于概念的外延指的是適用該概念的一切有關(guān)事物，因此，學(xué)生在理解或?qū)嶋H運用概念時，有時會不自覺地縮小或擴大概念的外延，因而造成錯誤的結(jié)果�？s小概念外延主要表現(xiàn)為，忽視了同一概念所包含的物理圖景的多樣性，以較熟悉的個別的圖景代替圖景的全部。如在水平方向勻速飛行正在空投求援物資收音機的策略能變化情況，只考試高度對勢能的影響，忽略了質(zhì)量的影響等。發(fā)生這一錯誤的原因，一方面由于學(xué)生頭腦中的物理情景建立的不全面，同時也暴露出學(xué)生思維缺乏周密性。
相反，也有無意識地擴大外延的情況，如P＝ρgh，液體壓強跟密度和深度有關(guān)，而有的學(xué)生認為氣體壓強跟高度也成正比，忽略了空氣密度的變化 。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，講清公式的適用范圍，配合練習(xí)加強運用，在運用中進行檢查，深化理解，逐步達到正確掌握基本知識的目標。

（六）、思維定勢干擾形成的思維障礙。
學(xué)生運用掌握的知識，形成了一套切實有效的分析解決問題的推理方式和方法，變成了學(xué)生的一種能力，一定的思維模式，這種現(xiàn)象叫思維定勢。但這種現(xiàn)象具有雙重性，既有積極的作用，又有消極的作用。從正面說，思維定勢的形成表明學(xué)生不僅掌握了知識，并且也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)象在教學(xué)中是很常見的。比如，在物理中常用的正負號，可表示方向，如表示溫度的高低，也可以表示物體的性質(zhì)，如電荷的性質(zhì)，有的學(xué)生片面理解為表方向，忘記表示性質(zhì)。再如，學(xué)生學(xué)完初中力學(xué)后，解決動力學(xué)問題的方法主要有兩種，一是運用牛頓運動定律，用來分析簡單的力和運動的問題；二是運用功能觀點，即能量守恒定律，雖然兩種規(guī)律的認識，學(xué)生能夠達到的知識水平有限，但在教學(xué)大綱和中考說明的范圍內(nèi)，對一些典型問題的分析上，仍然可以暴露出學(xué)生思維上的障礙和慣性。事實上，有許多典型的問題是應(yīng)該用能量守恒觀點容易解決的，學(xué)生仍往往用力和運動定律來分析，這就說明這種方法對能量守恒的知識的理解和提高產(chǎn)生了阻礙作用。要克服這種思維定勢，應(yīng)該注意運用典型的事例加強練習(xí)，增強訓(xùn)練的新穎性，增強題目的靈活性，重在提高具體問題具體分析的能力，切實加強審題能力的培養(yǎng)，使學(xué)生形成正確的分析習(xí)慣和方法，克服想當然的按頭腦中的思維套路來解題的不良習(xí)慣。
總之，為了有效克服以上所述的各種思維障礙，就必須認真研究學(xué)生思維障礙產(chǎn)生的根源，采取各種教學(xué)手段，增強預(yù)見性和針對性，切實糾正學(xué)生思維過程中的錯誤偏差，并且在運用中不斷鞏固、深化、提高思維能力。