學(xué)習(xí)物理思維障礙的探究

溧陽(yáng)教育局教研室，江蘇省溧陽(yáng)市213300

在新課程物理學(xué)習(xí)中，初中同學(xué)常常由于種種思維障礙的存在導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)效率低下，只有弄清學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中存在哪些思維障礙及其產(chǎn)生原因，才能在教學(xué)中實(shí)施相應(yīng)的教學(xué)策略，幫助同學(xué)們有效排除思維障礙，促進(jìn)其主動(dòng)學(xué)習(xí)和高效學(xué)習(xí)。

研究發(fā)現(xiàn)，初中生在物理學(xué)習(xí)中所表現(xiàn)出來(lái)的思維障礙主要有以下幾種：

1 言語(yǔ)性障礙

（1）語(yǔ)言的習(xí)慣性，影響思維的靈活性。如學(xué)生回答“如何增大壓強(qiáng)”的問(wèn)題時(shí)，常常習(xí)慣說(shuō)：“把針磨尖，把刀磨利，……”，不能選擇更確切的詞匯來(lái)表達(dá)“使受力面積變小”的意思。

（2）語(yǔ)言的無(wú)序性，影響思維的邏輯性。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)數(shù)量的初中同學(xué)語(yǔ)言表達(dá)及文字書(shū)寫(xiě)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性差，他們往往不能準(zhǔn)確、簡(jiǎn)煉地描述物理現(xiàn)象，闡釋物理問(wèn)題時(shí)不能正確措詞。從同學(xué)的作業(yè)中經(jīng)常可以看到自造詞語(yǔ)、詞不達(dá)意、答非所問(wèn)的現(xiàn)象，語(yǔ)言的無(wú)序必然導(dǎo)致思維的混亂。

2 表象性障礙

（1）從記憶表象看，有的學(xué)生在對(duì)物理現(xiàn)象感知后沒(méi)有形成深刻的表象，當(dāng)需要對(duì)信息進(jìn)行加工時(shí)，由于提取不到相應(yīng)的表象而出現(xiàn)思維堵塞。如很多物理規(guī)律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究而獲得的，學(xué)生在學(xué)習(xí)中往往由于缺少實(shí)驗(yàn)探究這一環(huán)節(jié)而僅僅只記住規(guī)律或有關(guān)結(jié)論，沒(méi)有形成相關(guān)實(shí)驗(yàn)的“圖景”，因而就難以正確地運(yùn)用規(guī)律解決物理問(wèn)題。我們以“測(cè)量小燈泡的電阻”為例作了對(duì)比研究，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，實(shí)驗(yàn)班增加學(xué)生口頭描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程和畫(huà)實(shí)驗(yàn)電路圖這一環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生“內(nèi)化”感知，形成表象，而對(duì)照班不安排這一教學(xué)環(huán)節(jié)。然后立即安排相關(guān)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)班成績(jī)明顯高于對(duì)照班。

（2）從想象表象看，它是對(duì)原有表象進(jìn)行加工、改造而形成新的表象。科學(xué)需要想象，建立理想化的模型和設(shè)計(jì)理想化的實(shí)驗(yàn)是物理研究的重要方法。初中物理中運(yùn)用的理想模型如勻速直線運(yùn)動(dòng)、理想液柱、理想液片、光線、磁感線、原子結(jié)構(gòu)模型及研究牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的理想斜面實(shí)驗(yàn)等都需要學(xué)生進(jìn)行想象，通過(guò)想象，形成表象，但客觀地說(shuō)，這方面初中學(xué)生面臨較大困難，難免存在思維障礙。

3 遷移性障礙

（1）概念混淆。學(xué)生運(yùn)用物理新概念時(shí)會(huì)受到物理舊概念（特別是相近概念）的影響，從而引起概念之間的混淆，導(dǎo)致思維混亂或錯(cuò)誤。如重量和質(zhì)量、壓力和壓強(qiáng)、功率和機(jī)械效率、溫度和熱量、熱量和內(nèi)能等都是學(xué)習(xí)物理時(shí)容易混淆的概念。

（2）數(shù)學(xué)干擾。數(shù)學(xué)是學(xué)好物理的重要工具，但如果處理不當(dāng)，有時(shí)候數(shù)學(xué)知識(shí)也會(huì)給物理學(xué)習(xí)帶來(lái)干擾。有些同學(xué)往往習(xí)慣于從純數(shù)學(xué)角度來(lái)理解和運(yùn)用物理概念、規(guī)律，從而導(dǎo)致思維錯(cuò)誤。如有的同學(xué)會(huì)根據(jù)R=U/I得出：“電阻跟電壓成正比，跟電流成反比”的錯(cuò)誤結(jié)論。

（3）前概念影響。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前，已經(jīng)接觸到大量的物理現(xiàn)象，關(guān)于這些現(xiàn)象，學(xué)生根據(jù)直覺(jué)和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，形成了自己個(gè)性化的“觀念”，這種“觀念”與科學(xué)的物理概念相比，往往不完整，甚至是不正確的，是對(duì)物理現(xiàn)象的一種“誤解”，我們把這種“觀念”稱之為“前概念”，前概念有科學(xué)與不科學(xué)之分。由于長(zhǎng)期積累，學(xué)生在生活中經(jīng)過(guò)自發(fā)內(nèi)化，而形成了許多不科學(xué)的前概念，這些前概念是對(duì)物理事物片面甚至是錯(cuò)誤的理解，當(dāng)接觸到具體問(wèn)題，特別是本質(zhì)與現(xiàn)象不一致的問(wèn)題時(shí)，這些前概念便會(huì)“喧賓奪主”擾亂思維，導(dǎo)致思維方向偏離科學(xué)概念，從而干擾了正確概念的形成。如由于學(xué)生在日常生活中具有“物體在力的作用下運(yùn)動(dòng)，停止用力物體停止下來(lái)”的直感體驗(yàn)，在理解力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系時(shí)，總認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。學(xué)生在解釋子彈從槍膛射出后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的原因時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“子彈具有慣性力”、“子彈受到?jīng)_力作用”等錯(cuò)誤說(shuō)法。實(shí)踐證明，學(xué)生潛在的前概念對(duì)物理概念和規(guī)律形成的影響是根深蒂固的，是一種較為嚴(yán)重的遷移性障礙。

4 邏輯性障礙

同學(xué)們思維中邏輯性障礙的主要表現(xiàn)有：

（1）忽視條件。物理定律、公式都有其成立和適用的條件，運(yùn)用定律、公式分析解決物理問(wèn)題時(shí)如忽視了相關(guān)條件，勢(shì)必導(dǎo)致思維錯(cuò)誤。例如學(xué)生在運(yùn)用帕斯卡定律解答問(wèn)題時(shí)，會(huì)忽視液體應(yīng)當(dāng)是密閉的條件或把它運(yùn)用到固體壓強(qiáng)的計(jì)算上，從而引起錯(cuò)誤。

（2）因果錯(cuò)位。物理現(xiàn)象的發(fā)生都是有原因的，物理概念之間最具體、最生動(dòng)、最本質(zhì)的聯(lián)系乃是因果關(guān)系。在物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生常常會(huì)因?yàn)橐蚬P(guān)系的顛倒而導(dǎo)致錯(cuò)誤。如在光的反射現(xiàn)象中，我們知道，入射光線的方向是可以主動(dòng)改變的“因”，而反射光線的方向不能主動(dòng)變化，只能隨著入射光線方向的改變而改變，因而是“果”，由于學(xué)生沒(méi)有真正理解因果關(guān)系，因此在敘述光的反射定律時(shí)，常常把其中的\"反射角等于入射角\"錯(cuò)誤地表述成“入射角等于反射角”。

（3）思維定勢(shì)。思維定勢(shì)是指人們按照某種固定的思路和模式去考慮問(wèn)題，表現(xiàn)為思維的傾向性和專(zhuān)注性。思維定勢(shì)是人們?cè)谒季S中普遍存在的一種心理現(xiàn)象。在物理學(xué)習(xí)中，消極的思維定勢(shì)會(huì)把自己頭腦中已有的、習(xí)慣了的關(guān)于物理事物的思維方式不恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到新的物理情景中去，不善于變換思考問(wèn)題的角度和方法，因而干擾著學(xué)生對(duì)新學(xué)物理概念、規(guī)律的理解、掌握和運(yùn)用。

5 情感性障礙

情感性障礙是指在情感領(lǐng)域，由于學(xué)習(xí)興趣不濃、意志力不強(qiáng)、缺乏成就動(dòng)機(jī)和自信心等而導(dǎo)致的思維障礙。初中同學(xué)發(fā)生這類(lèi)障礙的主要表現(xiàn)是：

（1）缺乏學(xué)好物理的自信心。研究表明：男女學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的總體能力上存在差異，而且這種差異隨年級(jí)增高有上升的趨勢(shì)，在認(rèn)知領(lǐng)域的各級(jí)水平上也存在不同程度的差異。事實(shí)上，智力因素就男女生總體而言并無(wú)明顯的差異，但學(xué)習(xí)信心不足直接影響物理學(xué)習(xí)的水平。我們發(fā)現(xiàn)不少物理學(xué)習(xí)成績(jī)差的學(xué)生常常把學(xué)習(xí)上的失敗歸因于智力差，會(huì)在發(fā)出“我不聰明”，“我記不牢”，“我不是學(xué)物理的料”嘆息的同時(shí)放棄努力，這些學(xué)生遇到困難就退縮，自我調(diào)控能力比較弱。

（2）缺乏學(xué)習(xí)物理的興趣。研究表明：初中學(xué)生在各門(mén)學(xué)科中對(duì)物理學(xué)習(xí)最感興趣，但具有不穩(wěn)定性。八年級(jí)剛開(kāi)始學(xué)習(xí)物理時(shí)新鮮感較強(qiáng)，奇妙的物理現(xiàn)象對(duì)他們有較大的吸引力，他們對(duì)學(xué)習(xí)物理表現(xiàn)出濃厚的興趣，兩個(gè)月后有一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)物理的興趣開(kāi)始下降，經(jīng)過(guò)一個(gè)多學(xué)期的慢慢分化又漸趨穩(wěn)定。從學(xué)生個(gè)體而言，興趣也不穩(wěn)定，隨學(xué)習(xí)狀況的變化而發(fā)生波動(dòng)。對(duì)物理學(xué)習(xí)一直有興趣的占50%左右，一年后15%左右的學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣發(fā)生明顯下降；學(xué)習(xí)物理的興趣隨學(xué)習(xí)狀況的變化發(fā)生明顯波動(dòng)的學(xué)生占30%左右。女生學(xué)習(xí)物理的興趣更不穩(wěn)定，一年后學(xué)習(xí)興趣明顯下降的學(xué)生中女生占65%左右；另一方面，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣由于個(gè)體的差異分別處在不同的水平上。

（3）缺乏克服困難的毅力。雖然物理學(xué)科內(nèi)容豐富多彩，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的吸引力，但物理學(xué)習(xí)畢竟有一定的難度，運(yùn)用物理規(guī)律解決物理問(wèn)題有較高的要求，初中學(xué)生在物理思維中存在較大的困難，如果沒(méi)有毅力去克服思維中的困難，他們的思維就難以維持和深入。物理學(xué)習(xí)中，由于缺乏克服困難的毅力而導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)成績(jī)不理想的學(xué)生絕非個(gè)別。

研究發(fā)現(xiàn)，初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)中產(chǎn)生思維障礙的原因主要有：

學(xué)生沒(méi)有深刻理解物理概念的物理意義和概念所反映的物理事物的本質(zhì)，不能準(zhǔn)確區(qū)分相近或相鄰的物理概念；沒(méi)有正確理解物理規(guī)律的內(nèi)涵和外延，忽視或誤解物理規(guī)律的適用條件，對(duì)物理公式中各物理量的含義沒(méi)有深刻理解；習(xí)慣于死記硬背物理公式和某些結(jié)論，不會(huì)對(duì)具體問(wèn)題作具體分析；不能全面、準(zhǔn)確地分析物理全過(guò)程，不能通過(guò)分析構(gòu)建清晰的物理圖景；沒(méi)有真正掌握科學(xué)的思維方法，也沒(méi)有養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣等。

針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理過(guò)程中存在的思維障礙，教師在教學(xué)中要采取切實(shí)有效的措施，通過(guò)幫助學(xué)生豐富感性經(jīng)驗(yàn)，傳授科學(xué)方法等多種途徑，促使有效克服思維定勢(shì)的影響，切實(shí)排除各種思維障礙，真正掌握科學(xué)的思維方法和養(yǎng)成科學(xué)思維的良好習(xí)慣，突破問(wèn)題解決的“瓶頸”，主動(dòng)、快樂(lè)地學(xué)好物理。