初中生學(xué)習(xí)物理的思維障礙及對(duì)策

摘 要：物理概念的高度抽象性、前概念的影響以及學(xué)生思維的單線性構(gòu)成了初中生學(xué)習(xí)物理的主要思維障礙。分析這些障礙產(chǎn)生的原因，并在物理教學(xué)中有意識(shí)地培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生的物理思維品質(zhì)是解決這一問題的根本途徑。

關(guān)鍵詞：中學(xué)生 思維障礙 物理教學(xué)

中圖分類號(hào):G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào): 1673-1875(2008)12-096-01

思維是認(rèn)識(shí)過程的高級(jí)階段，它是人腦對(duì)客觀事物間接地、概括地和能動(dòng)地反映。思維是智力活動(dòng)的核心，物理思維品質(zhì)在很大程度上決定了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的效率。由于中學(xué)生思維發(fā)展還不完全成熟，加上 “應(yīng)試”思想的影響，教師注重知識(shí)的傳授而忽視了學(xué)生思維品質(zhì)的培養(yǎng)和訓(xùn)練，從而造成了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的思維障礙。

一、初中生學(xué)習(xí)物理的思維障礙分析

1、物理概念的高度抽象與學(xué)生抽象思維發(fā)展不成熟之間的矛盾

物理概念是對(duì)客觀事物共同或本質(zhì)特征的抽象和概括，它超越了具體的事物和過程因而具有很強(qiáng)地抽象性和概括性。然而，初中學(xué)生大都在十四五歲，抽象思維能力尚未成熟，思維的深刻性較差，不善于把握物理事物的本質(zhì)特征，常常被表面現(xiàn)象所迷惑。比如“內(nèi)能”是熱學(xué)中的一個(gè)基本概念，在理解這一概念時(shí)許多學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為：低溫物體的內(nèi)能一定比高溫物體的內(nèi)能小，當(dāng)物體的溫度降低到0℃時(shí)，物體的內(nèi)能也為零。出現(xiàn)誤解的原因是學(xué)生不能從分子運(yùn)動(dòng)論的角度理解內(nèi)能的概念，只根據(jù)“物體的溫度降低時(shí)，內(nèi)能減少”，想當(dāng)然地認(rèn)為“0℃的物體內(nèi)能為零”。

2、思維的“慣性”——“前概念”的局限性及其對(duì)物理概念的干擾

學(xué)生在日常生活中接觸了許多物理現(xiàn)象，頭腦中形成了不少“前概念”，由于學(xué)生物理知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)的限制，有些“前概念”是模糊的、片面的、甚至錯(cuò)誤的，這些“先入為主”的概念會(huì)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理造成不良的影響，從而形成思維障礙。例如：許多學(xué)生認(rèn)為燒開水時(shí)，從壺嘴冒出的“白汽”是水蒸氣；重的物體比輕的物體下落的快；即使學(xué)過牛頓第一定律之后還有不少學(xué)生認(rèn)為“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”……另外，思維的“慣性”還表現(xiàn)為學(xué)生認(rèn)識(shí)不到物理對(duì)數(shù)學(xué)的制約，運(yùn)用數(shù)學(xué)思維代替物理思維。比如：由歐姆定律I=U/R變形可得到R=U/I，有的學(xué)生一看到這個(gè)公式就得出了電阻與電壓成正比與電流成反比的結(jié)論，從數(shù)學(xué)上看無疑是正確的，但學(xué)生忽略了電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與電壓電流均無關(guān)。

3、思維的單線性——看不到物理事物之間的普遍聯(lián)系

我們經(jīng)常聽到學(xué)生反映：課能聽懂，定理、公式也能記住，但解答具體問題時(shí)，卻不知如何入手，學(xué)過的知識(shí)似乎都用不上。這正是思維單線性的表現(xiàn)。物理概念、物理規(guī)律具有高度地概括性和抽象性，對(duì)應(yīng)著某類事物和物理過程而不是具體的事物和過程，這就需要學(xué)生理清不同事物之間的聯(lián)系，將所學(xué)的知識(shí)遷移運(yùn)用到新的情景。由于學(xué)生思維水平低，看不到物理現(xiàn)象之間的聯(lián)系，因此造成遷移能力差。比如：如果學(xué)生沒有認(rèn)識(shí)到壺嘴里噴出的“白汽”和草葉上的露珠有相同形成機(jī)理，即使知道露珠形成是放熱過程也無法回答“白汽”形成過程是吸熱還是放熱的問題。還有，學(xué)生不善于綜合運(yùn)用解決問題的各種條件，看不到條件間的聯(lián)系，在他們的頭腦中各條件是孤立的，不經(jīng)他人的提示或提醒，他們甚至想不到利用這些條件（特別是隱含條件），影響解題的結(jié)果。例如：在圖1所示的電路中，

電源電壓恒定，R為定值電阻。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)（）。

A.增大 B.減小 C.不變 D.無法判斷。學(xué)生是這樣考慮的：當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的有效電阻增大，電路的總電阻增大，總電流減?。粚?duì)于滑動(dòng)變阻器來說，電阻增大，電流減小，因此認(rèn)為電壓不變或者無法判斷其變化。實(shí)際上他們忽略了電源電壓恒定這一條件，沒有看到滑片移動(dòng)時(shí)也造成了定值電阻兩端電壓的變化，而這一點(diǎn)恰恰是解決問題的關(guān)鍵。

二、對(duì)策——物理教學(xué)中提高學(xué)生思維能力的策略

克服學(xué)生學(xué)習(xí)物理的各種思維障礙，必須認(rèn)真分析這些思維障礙產(chǎn)生的根源，并在教學(xué)過程中采取相應(yīng)的措施來

矯正學(xué)生思維過程中產(chǎn)生的偏差。有意識(shí)地訓(xùn)練學(xué)生的思維品質(zhì)，是提高學(xué)生思維能力的有效途徑。

1、通過物理概念和規(guī)律教學(xué)培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生的物理思維品質(zhì)

在物理概念和規(guī)律的教學(xué)中，利用多種教學(xué)手段為學(xué)生提供豐富的感性材料，使學(xué)生經(jīng)歷解決問題的思維過程，訓(xùn)練學(xué)生思維的條理性與組織性。如“速度”的教學(xué)，在使學(xué)生認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)有快慢之分的基礎(chǔ)上，指出“物理學(xué)中用速度這個(gè)量表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢”，使學(xué)生理解速度的物理意義。接著提出“怎樣比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢”?在日常生活中，學(xué)生已經(jīng)掌握了兩種比較物體運(yùn)動(dòng)的方法：相同運(yùn)動(dòng)時(shí)間，比較運(yùn)動(dòng)的路程；運(yùn)動(dòng)相同的路程，比較所用的時(shí)間。進(jìn)一步設(shè)疑：若兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的路程不同，所用的時(shí)間也不相同，怎樣比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢？經(jīng)過討論后使學(xué)生明確：可以比較它們單位時(shí)間內(nèi)通過的路程。這樣，不僅可以使學(xué)生掌握速度的概念，還可以使學(xué)生理解用比值定義的物理量的意義，批判性地對(duì)待“前概念”。

另外，物理概念和規(guī)律建立過程中蘊(yùn)含著人類探究未知世界的科學(xué)方法，比如：等效法、近似法、類比法、圖像法、歸納法、演繹法以及物理模型、理想實(shí)驗(yàn)等，在教學(xué)中，教師應(yīng)有意識(shí)地向?qū)W生滲透這些方法，逐步培養(yǎng)學(xué)生物理思維品質(zhì)的深刻性和靈活性。另一方面，掌握研究問題的方法有利于學(xué)生抽象思維和辯證思維能力的發(fā)展。

2、通過物理習(xí)題教學(xué)培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生的物理思維品質(zhì)

應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題是培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生思維品質(zhì)的重要途徑。比如：通過“一題多解”、“一題多變”可以訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性；設(shè)置問題陷阱可以訓(xùn)練學(xué)生思維品質(zhì)的深刻性等。還可以引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)常性地對(duì)解題的思路、方法以及涉及到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行概括與總結(jié)，通過概括與總結(jié)，使學(xué)生了解知識(shí)之間的聯(lián)系。

3、在科學(xué)探究中培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生的物理思維品質(zhì)

科學(xué)探究在物理課程中占有重要而特殊的地位，它既是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的一種方式，又是學(xué)生必須掌握的課程內(nèi)容?？茖W(xué)探究能為訓(xùn)練學(xué)生的物理思維品質(zhì)提供良好的機(jī)會(huì)。這是因?yàn)椋嚎茖W(xué)探究開始于問題，立足于學(xué)生調(diào)動(dòng)、整合已有的知識(shí)，運(yùn)用已掌握的科學(xué)方法通過積極思考去解決問題。物理思維貫穿于探究活動(dòng)的始終，沒有正確的思維指導(dǎo)，探究活動(dòng)將難于進(jìn)行；同時(shí)探究活動(dòng)為訓(xùn)練學(xué)生的思維提供了機(jī)會(huì)。例如：在提出、發(fā)現(xiàn)問題環(huán)節(jié)可以訓(xùn)練學(xué)生思維的批判性；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案可以培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性與獨(dú)創(chuàng)性等。

總之，在教學(xué)過程中，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，提高學(xué)生物理思維品質(zhì)，可以有效地糾正學(xué)生在思維過程中產(chǎn)生的各種偏差，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的效率。也是提高物理教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的重要途徑。

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