在初中物理教學(xué)中通過畫圖思考突破“想當(dāng)然”誤區(qū)的策略

黃劍

摘 要：學(xué)生習(xí)慣于從自己的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，對(duì)一些問題和現(xiàn)象形成一定的看法和觀點(diǎn)，形成一定的思維定勢(shì)，這種“思維定勢(shì)”往往會(huì)引起學(xué)習(xí)過程中的“負(fù)遷移”，造成學(xué)生出現(xiàn)“想當(dāng)然”的情況。通過畫圖輔助思考，把事物的內(nèi)涵和特點(diǎn)有針對(duì)性地呈現(xiàn)出來，學(xué)生就會(huì)自己發(fā)現(xiàn)“想當(dāng)然”的錯(cuò)誤所在。筆者就如何引導(dǎo)學(xué)生借助畫圖輔助思考進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，突破“想當(dāng)然”誤區(qū)，談一點(diǎn)粗淺認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：初中物理教學(xué)；畫圖思考；突破“想當(dāng)然”誤區(qū)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）9-0031-3

初中生的思維特點(diǎn)一般是抽象邏輯思維在這個(gè)階段日益占有主導(dǎo)地位，但是思維中的具體形象成分仍然起著重要作用。邏輯思維能力并不獨(dú)立，很大一部分還是建立在已有的經(jīng)驗(yàn)或者直觀的現(xiàn)象層面上。因此，一般而言初中生較難深入理解物理概念的物理意義和概念所反映的物理事物、現(xiàn)象的本質(zhì)。

學(xué)生生活在千變?nèi)f化的物理世界中，在生活中往往會(huì)從自己的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，對(duì)一些問題和現(xiàn)象形成一定的看法和觀點(diǎn)，形成一定的思維定勢(shì)。這種“思維定勢(shì)”往往會(huì)引起學(xué)習(xí)過程中的“負(fù)遷移”，干擾對(duì)物理概念和規(guī)律的正確理解和掌握，造成學(xué)生出現(xiàn)“想當(dāng)然”的情況。用常見的教學(xué)模式很難在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)消除“想當(dāng)然”的情況。

美國著名的心理學(xué)家、美學(xué)家魯?shù)婪颉ぐ⒍骱Ｄ吩谄洹兑暯撬季S》中提到：“思維不能截然地分成形象思維和抽象思維，當(dāng)人們看到一種形象時(shí)就有了抽象活動(dòng)，而當(dāng)人們思考一個(gè)問題時(shí)，都有某種具體形象作為出發(fā)點(diǎn)或基礎(chǔ)”[1]。著名教育家蘇霍姆林斯基在《給教師的建議》一書中指出：“教室里設(shè)有黑板，不僅是為了在上面寫字，而且是為了教師在講述、說明、演講的過程中可以在上面畫些草圖、示意圖和詳圖等”。他還提到“繪畫的直觀性不僅是把表象和概念加以具體化的手段，而且是從表象的世界里解脫出來而進(jìn)入抽象思維世界的手段?！盵2]北大物理系趙凱華教授在《新概念物理》一書中也指出：“學(xué)習(xí)物理，就是要對(duì)物理問題建立自己的物理圖像”，無論你的大腦屬于哪一種思維類型（右腦的形象思維，或左腦的邏輯分析），或偏重于哪一種思維類型，如果能在文字的基礎(chǔ)上再畫出具體的、生動(dòng)的圖像，學(xué)習(xí)的興趣將大大提高。

教師在物理課堂上可以用簡筆畫或者草圖示意圖的方法來突出知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵特征，省略知識(shí)點(diǎn)的一些無關(guān)特征，增強(qiáng)學(xué)生的選擇性知覺。通過畫圖思考，把事物的內(nèi)涵和特色有針對(duì)性地呈現(xiàn)出來，學(xué)生就會(huì)自己發(fā)現(xiàn)“想當(dāng)然”的錯(cuò)誤所在。筆者就引導(dǎo)學(xué)生借助畫圖思考進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，突破“想當(dāng)然”誤區(qū)，談一點(diǎn)粗淺認(rèn)識(shí)。

“想當(dāng)然”誤區(qū)根源一：已有知識(shí)的干擾

例1 一個(gè)同學(xué)向著遠(yuǎn)處的山崖大喊一聲，約1.5 s后聽到回聲，那么該同學(xué)距山崖大約是多少米？

“想當(dāng)然”誤區(qū)：學(xué)生看到此題，由于頭腦中有聲音在空氣中（溫度為15 ℃）的傳播速度為340 m/s，且s=vt， 就會(huì)“想當(dāng)然”地進(jìn)行如下計(jì)算：s=vt=340 m/s×1.5 s=510 m，并認(rèn)為該同學(xué)距山崖510 m。

突破“想當(dāng)然”誤區(qū)的策略：如圖1所示，讓學(xué)生畫出聲音傳播的路徑圖，通過畫圖復(fù)現(xiàn)真實(shí)的物理情景，把學(xué)生容易忽略的重要“細(xì)節(jié)”著重標(biāo)出，使學(xué)生腦子中迅速出現(xiàn)了影象。如此，進(jìn)一步的推理、分析等邏輯思維便有了具體、堅(jiān)實(shí)的“生長點(diǎn)”，在學(xué)生畫圖思考的過程中問題就迎刃而解了。

“想當(dāng)然”誤區(qū)根源二：生活經(jīng)驗(yàn)的干擾

例2 在用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度時(shí)，俯視時(shí)讀數(shù)_____，仰視時(shí)讀數(shù)_______。

“想當(dāng)然”誤區(qū)：初中學(xué)生觀察物理現(xiàn)象較多地停留在日常生活經(jīng)驗(yàn)的水平上，較難深入現(xiàn)象的本質(zhì)。由于生活中有這樣的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)比自己高的需抬頭看，比自己低的需低頭看，就會(huì)“想當(dāng)然”地在第一空填“偏小”，在第二空填“偏大”。

突破“想當(dāng)然”誤區(qū)的策略：如圖2，讓學(xué)生自己在草稿紙上清清楚楚地畫出平視、俯視、仰視時(shí)讀數(shù)的示意圖，這樣學(xué)生就在圖中一目了然地看到不同觀察方式產(chǎn)生的結(jié)果了。因?yàn)楫媹D思考是學(xué)生通過畫圖間接地參與實(shí)踐的過程，并通過對(duì)圖的觀察和構(gòu)繪來替代對(duì)實(shí)際物體的操作，最終解決問題的過程。

例3 在爬桿的時(shí)候，向上勻速爬時(shí)摩擦力方向怎樣？

“想當(dāng)然”誤區(qū)：由于學(xué)生有摩擦力阻礙物體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)，且在解題過程中有一個(gè)不好的習(xí)慣就是“想當(dāng)然”地把當(dāng)前面臨的問題與已經(jīng)做過的問題等同起來，“不假思索”地照搬記憶中已有的方法甚至答案。于是就“想當(dāng)然”地回答：向上勻速爬時(shí)摩擦力向下。

突破“想當(dāng)然”誤區(qū)的策略：在黑板上畫出一人爬桿示意圖，讓學(xué)生根據(jù)平衡狀態(tài)時(shí)受力平衡的知識(shí)在黑板上畫出人在豎直方向所受的力，通過畫出人在豎直方向的受力示意圖，學(xué)生的誤區(qū)就不攻自破（見圖3）。思維往往有表面性、片面性，抓不住問題的本質(zhì)，畫圖輔助思考是在視覺參與下的思維過程，是信息加工和轉(zhuǎn)換的過程，能較好地解決這一問題。

“想當(dāng)然”誤區(qū)根源四：盲目的主觀想象

例4 在水中漂浮的均勻長方體木塊，現(xiàn)將水下面部分切去，如圖4所示，則剩余部分木塊將（ ）

A.將上浮一點(diǎn) B.將下沉一點(diǎn)

C.仍不動(dòng) D.無法判斷

“想當(dāng)然”誤區(qū)：由于學(xué)生知道漂浮的物體所受浮力等于重力，當(dāng)切去水下面部分后，能分析出重力減小，所以就“想當(dāng)然”地得出將上浮一點(diǎn)，這是對(duì)物理過程理解不清引起的解題的問題。

突破“想當(dāng)然”誤區(qū)的策略：通過畫圖思考能夠變抽象思維為形象思維，更精確地掌握物理過程。有了圖就能進(jìn)行狀態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析，狀態(tài)分析是固定的、間斷的，而動(dòng)態(tài)分析是活的、連續(xù)的，動(dòng)態(tài)分析是從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的變化。

首先，引導(dǎo)學(xué)生回憶浮力產(chǎn)生的原因及浮力的計(jì)算方法，然后讓學(xué)生畫出兩個(gè)瞬間狀態(tài)圖：1.在水中漂浮的均勻長方體木塊；2.將水下面部分切去瞬間，剩余部分木塊。最后，在兩圖上分別畫出其受力示意圖（如圖5、圖6）。通過畫受力示意圖學(xué)生發(fā)現(xiàn)，將水下面部分切去瞬間剩余部分木塊只受重力作用（由浮力產(chǎn)生的原因可知底面沒有受到水向上的壓力，故沒有浮力），在重力的作用下會(huì)下沉。endprint

“想當(dāng)然”誤區(qū)根源五：思維定勢(shì)的干擾

例5 圖7（a）的三個(gè)燈泡的連接方式是___。

圖7（b）的兩個(gè)燈泡的連接方式是什么_____。

“想當(dāng)然”誤區(qū)：由于學(xué)生的原有認(rèn)知是各用電器逐個(gè)順次連在一起的電路叫串聯(lián)，把用電器并列結(jié)在兩點(diǎn)間的電路叫并聯(lián)?？吹綀D7（a）就“想當(dāng)然”地回答：串聯(lián)；看到圖7（b）就“想當(dāng)然”地回答：并聯(lián)。

突破“想當(dāng)然”誤區(qū)的策略：學(xué)生對(duì)給出的這 兩個(gè)電路圖很難分析出來是串聯(lián)、并聯(lián)或是混聯(lián)，但引導(dǎo)學(xué)生畫出此電路圖的等效電路圖，應(yīng)用已知物理知識(shí)對(duì)給定信息進(jìn)行“去粗取精”的再加工，并能透過現(xiàn)象看到本質(zhì)，就會(huì)很容易看出電路的連接特點(diǎn)，使有關(guān)問題迎刃而解。

對(duì)圖7（a）的電路圖，首先用導(dǎo)線代替電流表，然后將所有長導(dǎo)線“縮”為“點(diǎn)”，像這樣經(jīng)過三次簡化得到一個(gè)等效電路圖（如圖8）學(xué)生就能準(zhǔn)確回答：并聯(lián)；再比如：對(duì)圖7（b）的電路圖，引導(dǎo)學(xué)生從電源正極出發(fā)依次畫出相關(guān)電路元件回到負(fù)極得到一個(gè)等效電路圖（如圖9），學(xué)生就能準(zhǔn)確回答：串聯(lián)。所以，教師應(yīng)在教學(xué)中為學(xué)生搭建畫圖思考的平臺(tái)，給學(xué)生必要的形象思維的指導(dǎo)，通過畫圖把物理知識(shí)轉(zhuǎn)化為更具體和形象的知識(shí)，從而提高學(xué)生接受的效率。

總之，物理學(xué)是最講“理”的，是研究物理現(xiàn)象背后自然規(guī)律的科學(xué)。分析物理現(xiàn)象必須弄清現(xiàn)象背后的規(guī)律，千萬不可“想當(dāng)然”，一“想當(dāng)然”就會(huì)出錯(cuò)。近幾年許多表述物理情景的練習(xí)題通常通過文字呈現(xiàn)在學(xué)生面前，沒有配圖，讓學(xué)生通過閱讀畫圖再現(xiàn)物理情景。所以，在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生將物理情景構(gòu)建成對(duì)應(yīng)的物理模型圖和物理過程圖，將物理?xiàng)l件標(biāo)注在圖形的相應(yīng)位置上，尋求因果關(guān)系，應(yīng)用相應(yīng)的物理規(guī)律解決相應(yīng)的問題。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 李富強(qiáng)）endprint