初中物理学习的思维障碍及应对方法

初中学生对物理学习兴趣浓厚, 相当一部分学生的学习动机、学习态度、学习表现都比较好,但是,其后的调查发现,约40%的学生存在物理成绩上不去,而且出现严重的两极分化现象。通过寻找原因,我发现他们在物理学习中存在这样或那样的思维障碍。例如:迁移性、表象性、数理混淆引起思维障碍等等。下面我就学生在学习物理时常见的引发思维障碍的原因及对策进行如下分析:

1、因不恰当的质疑产生的思维障碍

提问方式、角度不同,对同一问题,学生的思维也会受到影响而引起思维障碍。如:“一个物体在水平面上运动,重力做功多少?”学生大部分能正确回答:“重力做功为零”。若将问题改为:“一个重20N的物体,在水平地面上运动了5m,重力做功多少?”学生会根据:“W=FS=20N×5m=100J”得出物体做功100J的错误答案。又如:“用一个准确的弹簧秤称5N的物体,弹簧秤的读数是多少?”学生都能正确回答。若这样问学生:“弹簧秤两端用5N的力去拉,弹簧秤的读数是多少?”提问方式改变了,学生有的说:弹簧秤受到了平衡力的作用,合力为零,所以弹簧秤读数为零;有的说,弹簧秤两端受到5N的拉力,所以弹簧秤读数应该是5N+5N=10N。针对这种思维障碍,在教学中要有意识地对学生经常出现的问题,特别是学生不容易掌握的概念、规律,如:二力平衡、摩擦力、压力的计算等,经常更换提问方式可以提高思维的全面性,更好地掌握知识。

2、因错误的表象产生的思维障碍

学生在学习过程中,习惯于从表面的、明显的、易于接受的方面进行思维,这种思维是表象的、片面的,这种现象叫表象性思维障碍。在物理学习中,表象性思维障碍有着相当程度的影响作用。如:“船从河里开往海里,是浮起一些还是下沉一些?为什么?”大部分学生认为:“船浮起一些。因为海水密度比河水密度大,船受到的浮力较大”。他们只看到浮起一些的表象,得出受到浮力大的思维障碍。有的学生认为:“木板浮在水面上受到浮力,铁块浸没在水中没有受到浮力”。学生对“静止的物体受到力的作用后会运动”这种表象的印象很深,因而对牛顿第一定律难于理解。因此,在教学中应加强实验、建立模型,引导学生学会全面的分析问题,要透过现象看到本质,帮助学生克服表象性思维障碍。如:“船从河里开到海里”这一问题,我通过做实验来帮助学生扫清障碍:将一支密度计分别放入盛有水和盐水的量筒里,让学生认识到同一支密度计在两种液体中时,漂浮在液面上,浮力等于重力,所受到的浮力相等。在盐水中密度计浮得高是因为:根据F浮=ρ液g V排,浮力一定时,盐水密度大,因此浸入盐水中的体积小,浮出盐水面上的体积增大,所以在盐水中浮起一些。与此对比,让学生正确理解船在海水中浮起一些的原因。

3、因数理混淆产生的思维障碍

数学是学习物理的重要工具之一。数学公式是物理规律的简练、系统而深刻的语言。但是学生经常撇开公式的物理意义,忘记公式所表达的物理现象之间的因果关系,因而造成了运用公式分析物理问题的思维偏差,造成了思维障碍。例如:R=U/I这公式,有的学生认为导体的电阻跟导体两端电压成正比,跟导体中的电流成反比。他们没有真正认识到:公式左端代表一种物理事实,而右边仅代表一种定义的方法,测定方法,并不存在R正比于U或反比于I的问题。类似的容易造成思维混乱的物理公式还有:v=s/t、 ρ=m/V、Q吸=cm(t-t0)等等。在教学中,应讲清公式的物理意义,适用范围,让学生理解公式所描述的物理现象、物理实事之间的因果关系、决定关系;还要明确公式的来龙去脉,增强公式的物理色彩,突出对问题的物理意义的分析,从而正确地理解和掌握物理公式。

4、因知识的负迁移产生的思维障碍

初中学生在日常生活中接触了大量的物理现象,积累了一些生活经验,但学生常把日常生活中形成的不完整的概念,甚至错误的生活经验迁移到物理的学习中,导致迁移性的思维障碍。例如:学生认为蒸饭时看到的“白气”是水蒸气;认为铁比棉花重。我问学生:“冬天用手去摸铁板和木板时,感到铁板比木板冷,这是为什么?”,大部分学生认为“铁板的温度比木板的低”。又如:问学生:“夏天把冰棒放进棉被里比放在桌面上,哪种情况下冰熔得快?”,学生根据“冬天盖棉被暖和”的生活经验,都认为“冰在棉被里熔得快”。对学生这种迁移性思维障碍,在教学中要有针对性地纠正学生所形成错误的生活经验,引导学生抓住事物的本质,科学地分析物理现象,形成科学的思维方法。如:蒸饭时看到的“白气”,实质上是水蒸气在空气中遇冷液化成雾状的小水滴。使学生掌握水蒸气与小水滴之间的联系,抓住本质,把握规律。

5、因呆板的比较产生的思维障碍

比较思维是初中物理学习中最常见的一种思维方式,按理说初中学生应能较好地掌握比较思维的方法进行比较推理、比较分析、比较论证。但实际情况并非如此,调查表明近一半的学生在比较思维中不善于通过比较来认识事物的本质,有的完全不理解两种事物的可比性,有的不理解比较的一般作用在解题中的特殊作用,不善比较两种事物的共性和个性,不善于舍同求异或舍异求同。如回答直流发电机与交流发电机在主要结构上有何不同时,很多学生先直接回答直流发电机的特点以后,再回答交流发电机的特点,而不去比较两者在结构上的差异。同样,有相当多的学生在实际应用中不能区分相邻、相近的物理概念、物理量等。如压力和压强,有用功、额外功和总功,功和功率,功率和机械效率等。在教学中要引导学生对不同的知识进行比较,了解他们的联系,如相同点、不同点,各自的用途等等。

6、因逆向思维受到阻碍产生的思维障碍

逆向思维是从对立的角度去考虑问题。逆向思维解题的显著特点就是以未知为起点,运用有关概念、定律、定理找出有关物理量方面的联系,层层推理,确定解题路线的分析途径。由于受平时大量的从已知到未知解题方法的思维定势的影响,加之有的教师没有注意进行逆向思维的训练和能力的培养,很多学生不善于甚至不知道运用逆向推理、逆向论证、逆向分析。如一半以上的学生总认为抛出去的物体受到重力和抛力共两个力的作用,其原因除受“抛”字的干扰外,更主要的是不善于进行逆向分析或逆向论证,假如抛力存在,这个抛力的施力物体是谁呢?反过来想一想问题就迎刃而解了。

7、因逻辑性的错误产生的思维障碍

初中生的思维正处于半幼稚、半成熟的时期,在解题中往往会出现思维混乱,甚至颠三倒四,繁杂无章的现象,把不同物体的物理量张冠李戴而造成逻辑性思维障碍。 另一方面,有些学生不能正确把握有关物理概念及知识之间的因果关系。 事物的因果联系总是受着条件的制约,对条件的认识是一种较复杂的思维过程,一些思维能力不强的学生难于进行这类思维;对教材不理解或理解不透的学生也无法对一些条件进行分析和选用,从而使得在有条件关系的习题面前一些学生显得无能为力。如关于功的定义及计算方法,绝大多数学生都能流畅地表达出来,但解答具体问题时,很多学生又往往不自觉地把“在力的方向上”这一限制条件抛在脑后,从而出现错误。所以,在教学过程中应加强逻辑思维训练,注意解题思路中的因果关系。

引发思维障碍的因素有许多,但教学对策归根到底只有一条,那就是关注学生的心理健康,加强“双基”教学,强化实验教学。以促进学生的思维发展,培养学生正确运用知识去分析和解决物理问题的能力,提高物理教学质量。

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