物理學習障礙的原因剖析及解決方案

沈晶菁

摘 要： 在物理教學中，發(fā)現(xiàn)學生經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的問題，平時上課“一聽就懂”，但只要自己做題就會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，考試成績總是不理想。對這部分學生進一步調查發(fā)現(xiàn)，他們的學習態(tài)度很認真、學習表現(xiàn)良好，那又是什么原因導致這種現(xiàn)象發(fā)生，如何克服這種學習障礙呢？本文首先對物理學習中障礙出現(xiàn)的原因進行分析，其次對如何克服物理學習障礙這個問題展開全面論述，以為今后有效地開展物理教學工作提供相應的理論參考依據(jù)。

關鍵詞： 物理學習 概念理解障礙 物理思維障礙

在教學實踐中，筆者注意收集和分析了初中學生在物理學習中存在的一些典型性學習障礙及原因，學生的物理學習障礙主要表現(xiàn)為物理概念理解障礙和物理思維障礙。

一、物理學習經(jīng)常出現(xiàn)的幾類障礙及原因剖析。

1.數(shù)學思維影響物理概念的形成。

數(shù)學是學習和研究物理學的重要工具，運用數(shù)學工具解決物理問題的能力，是學生應掌握的一項重要能力。但是經(jīng)常出現(xiàn)的問題是，學生在對公式進行理解時，往往采用數(shù)學思維而撇開公式的物理意義，忘記公式所表達的物理現(xiàn)象之間的因果關系，因而造成運用公式分析物理問題的學習障礙。在理解v=這一公式時，許多同學套用數(shù)學的思維模式，忽視速度的特性，而單從數(shù)學角度認為v與s成正比、與t成反比；在理解G=mg這一公式時，也存在類似的問題，錯誤地認為重力與質量之間只是倍數(shù)關系，而忽略了它們各自的物理意義。

例1.下列關于勻速直線運動的速度公式v=的理解正確的是（ ）。

A.速度與路程成正比，與時間成反比

B.通過的路程越大，速度一定越大

C.運動所用的時間越長，速度一定越小

D.速度與運動路程無關，與運動時間也無關

在解答這道題時，如果學生不能區(qū)分物理公式與數(shù)學表達式之間的不同，就會造成解題障礙。速度是比較物體運動快慢的物理量，物體在單位時間內通過的路程叫速度，即v=，速度的大小是由路程和時間的比值決定的，與路程及時間無關。

2.前概念對物理概念形成的影響。

物理是一門自然科學，在學習中經(jīng)常會遇到各種各樣的物理現(xiàn)象，這些現(xiàn)象是學生們司空見慣的。在這種情況下，學生將他們對這些現(xiàn)象的感知構建成一定的物理認知結構，但是很多時候，這些在他們頭腦中形成的“前概念”并不可科學，與真實知識之間還有一定差異，當物理知識與他們在頭腦中構建的物理認識相矛盾時，就造成了他們的學習障礙，影響了他們對物理知識的接受與運用。

在剛剛進入力學學習時，學生會遇到這樣的學習障礙。

例2.雞蛋碰石頭時，雞蛋破裂，石頭僅晃動一下，雞蛋對石頭的力？搖？搖？搖？搖（大于/等于/小于）石頭對雞蛋的力。

雖然在課堂上他們能根據(jù)教學去接受物體間力的作用是相互的，但由于這其中的力學生并不能真正感知，對于正從具體形象思維向抽象邏輯思維發(fā)展的初中生來說，難度是很大的。因此一遇到具體情境，學生很容易按照他們已形成的“前概念”解決問題，造成錯誤。

在具體情境中，由于學生受平時生活現(xiàn)象的表象影響，已有的錯誤前概念根深蒂固，因此從反饋的情況看，學生的錯誤主要是“大于”。

3.簡單的邏輯推理形成的思維障礙。

學習過程是一種從簡單到復雜的過程，在物理學習中，學生經(jīng)常會習慣按照直接的推導方式進行問題的推導，這樣就形成了簡單的邏輯思維的錯誤。例如，在學生學完摩擦力的相關知識后，在對摩擦力的方向進行判斷時，問放在傳送帶上的物體與傳送帶一起向右勻速運動時，判斷物體是否受摩擦力的作用。不少同學根據(jù)摩擦力的方向與相對運動方向相反，可能會回答受摩擦力且方向向左。由于沒有深刻理解“相對”的含義，而錯把相對運動方向理解為運動方向，這種簡單的邏輯推理方式就形成了錯誤的思維方式，阻礙了物理學習。

二、著重分析學生出現(xiàn)思維障礙的原因，幫助學生打破物理學習障礙的幾個方法。

1.在教學過程中，要認真收集與分析學生思維習慣中存在的錯誤，有很多概念受平時生活習慣的影響，學生在頭腦中已經(jīng)形成的錯誤的前概念會時不時冒出來干擾正確概念的確立和問題的順利解決。例如，在對“物體運動狀態(tài)的改變需要有外力”這一知識點進行講授時，有很多學生迷惑不理解，有的學生認為“物體運動狀態(tài)的改變不需要有外力，當我的思想想讓我運動時，那使我運動狀態(tài)發(fā)生改變的就不是外力了，而是我的思想”，還有對“力的產(chǎn)生需要兩個物體，即施力物體與受力物體”這一知識點進行講解時，有很多同學不理解力的產(chǎn)生需要兩個物體，“比如在拳擊比賽中，甲運動員用力發(fā)出一拳，沒有擊中乙，說明力可以有施力物體而沒有受力物體”。這些錯誤的出現(xiàn)，都是由于學生之前頭腦中形成的錯誤的前概念干擾了他們的思維。因此老師要做一個有心人，注意收集學生在平時學習過程中暴露出來的思維問題甚至只言片語，這樣才有可能站在學生的角度幫助他們解決思維障礙，以期做到課前有預料，課中有突破，課后有鞏固。

2.對于物理這門比較抽象的學科，觀察和實驗無疑是提供感性認識，為學生奠定正確思維的基礎。讓學生身臨其境感受物理的魅力，在可觀可測的物理實驗中傳授物理知識遠比一味地強調定理、定律更能讓學生接受。例如，在講授“浮力與浸沒物體的深度無關時”，教師通常的做法是公式推導，或者將彈簧測力計吊著物體浸沒在水中后，逐漸下移或上移，讓學生觀察彈簧測力計示數(shù)不變，進而說明浮力與浸沒物體的深度無關。這個實驗雖然證明了浮力大小與物體的深度無關，但是還不能激發(fā)學生的認同感，因為真正決定浮力不改變的因素沒有通過這個實驗展示出來，所以學生在理解這個知識點時還存在一定的障礙。將這個實驗進行改進，可以利用U型管壓強計，將它的左右兩個管口分別通過橡皮管連上蒙好橡皮膜的金屬盒，即相當于一個U型管上兩個壓強計。把這兩個金屬盒固定（比如捆綁）到一個物體上下兩個面，把這個物體浸沒在液體中，隨意上下移動，觀察U型管頁面，兩邊液面高度差不會改變，可以讓學生分析：只有一個金屬盒時，U形管兩邊液面高度差會隨深度而變化，現(xiàn)在為什么不變了呢？因為兩個金屬盒的深度差沒變，進而帶領學生往下分析。如此一來，學生不但明確了浮力的大小與深度無關這一實驗結論，而且從根本上理解了浮力大小不發(fā)生變化的原因，這樣更清楚地闡釋了實驗的本質，達到了更好的教學效果。

3.要注重加強物理知識的應用訓練，有針對性地清除思維習慣中的這些障礙，使學生不斷地具體運用物理知識正確解決物理問題。例如，在判斷摩擦力方向的類型題中，教師首先要給學生一個最初的、最清晰的、最準確的認識，強調摩擦力的方向是與相對運動方向相反的而非運動方向，再進一步舉例區(qū)分相對運動方向和運動方向，讓學生在不斷的具體運用物理知識過程中達到撥亂反正、澄清概念的目的。學習本身就是一個螺旋式上升的過程，只有在反復中糾正錯誤、強化鞏固才能使學生成績得以提升。這就需要教師精心選擇練習，結合考點從學生困擾的部分入手針對性地進行訓練，又要體現(xiàn)出“新意”，這應該有點像拳擊手打組合拳，既有一定的套路，又要在面對不同的對象時靈活運用。

4.要通過幫助學生開展物理知識和方法的總結、梳理和比較，建立起比較完整的物理知識結構和物理認知結構，最終達到有效提高綜合應用能力的目的。例如在對“浮力”專題進行復習時，教師可以引導學生從浮力的作用效果、產(chǎn)生的條件、阿基米德原理和浮沉條件四個方面總結，歸納浮力的計算方法，并激發(fā)學生思考每種計算方法的具體使用條件。這樣不但可以幫助學生梳理已有的知識體系并形成系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡，而且可使學生對原有概念的認識得到拓展。

參考文獻：

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[2]胡東風.借用“錯誤”打破學生物理學習中的瓶頸[J].考試周刊，2013.95.