消除思维障碍,提高思维能力

高中阶段的物理知识具有高度的概括性和抽象性, 学生学习时若不能真正把握知识的内涵、联系及其区别, 在运用物理知识进行物理思维时, 往往会产生一些思维障碍, 出现各种各样的错误, 这就促使我们不得不从学生的学习方法尤其是思维方式、方法上去寻找原因。下面是日常教学观察总结的学生在物理学习中的几种主要思维错误。供同行参考。

1 忽视物理学习中的影像思维

形象思维在学生的物理学习中起着极为重要的作用。学生对特定条件下的物理现象和过程, 在头脑中建立起正确的物理影象, 利用物理影象进行思维, 把文字叙述、数学表达式和现实过程联系起来, 也就能正确地进行分析、推理、判断等逻辑思维活动。这也是我们通常所说的:如何将物理中的文字叙述的东西用物理语言“翻译”过来, 变成学生易于理解和接受的物理图影, 直观地反映物理过程。例如:学生头脑中因为没有物质原子结构的初级模型的正确形象和电子运动的动态过程的正确图景, 则对于摩擦起电的理解、对于电的中和的理解、对于带正电与带负电的理解都产生了困难;更谈不上能级的概念了。

2 忽视因果条件的制约

物理上事件的发生都是有原因的, 物理规律、公式也是受着条件制约的。对条件的认识是一种较复杂的思维过程, 我们在教学实际中发现有一些思维能力不强的学生难于进行这类思维, 学生对教材不理解或理解不透彻无法对一些条件进行分析和选用。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。

3 反其道而难行之

反其道而行之即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, 运用得当与数学中的反证法有异曲同工之妙, 但这要求学生有慎密的逻辑思维和严密的推理能力和习惯。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。如不少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。

4 相近物理概念混淆形成的思维障碍

物理上有许多相近的物理概念, 它们既相互联系又相互区别, 具有不同的本质属性。有的学生对它们的物理意义理解不透, 区分不清, 加上头脑中没有完整的物理情境, 容易将它们之间的关系简单化, 要么同时变大, 要么同时变小。如表示物理量大小及表示它变化快慢的两个量, 学生就容易混淆, 以速度和加速度为例来说, 二者都是描述物理运动的物理量, 速度表示物体运动的快慢, 而加速度则是表示速度变化的快慢。有的学生认为, 物体的加速度大, 速度就大, 加速度变大时, 速度就随之也变大。要克服这种思维障碍, 可以抓住两个概念的差异, 从不同的角度突出这种差异, 进行区别。一是可以通过列举具体的典型例子加以纠正, 使概念深化, 找出两者之间的内在联系和区别, 如在物体的振动过程中, 物体向平衡位置运动的过程中, 加速度是变小的, 直至为零, 速度是变大的。而离开平衡位置的过程中, 加速度是变大的, 速度反而是变小的, 直至为零。为了特别强调加速度和速度这两个大小的差别和变化的不一致性, 再让学生分别说明始末位置它们的大小, 学生通过这一物理情境就可以具体地理解这两个量的区别, 避免混淆。二是可以运用图象进行区别, 说明在v-t图象中, 斜率表示物体的加速度, 纵坐标表示物体的速度, 等等。

5 思维定势干扰形成的思维障碍

学生运用掌握的知识, 形成了一套切实有效的分析解决问题的推理方式和方法, 变成了学生的一种能力, 一定的思维模式, 这种现象叫思维定势。但这种现象具有双重性, 既有积极的作用, 又有消极的作用。从正面说, 思维定势的形成表明学生不仅掌握了知识, 并且也形成了一定的思维推理能力;从反面说, 这种思维定势对分析解决能力的发展和提高也具有一定的阻碍作用, 这种现象在教学中是很常见的。比如, 在物理中常用的正负号, 它可用来表示矢量的方向, 不表示矢量的大小;也可用来表示标量的正负, 如温度的高低, 功的正负, 能量的正负, 电势的高低;也可用来表示物体的性质, 如透镜的性质, 电荷的性质等等。而学生有时片面理解为表示方向, 忘记有的表示性质, 有的表示大小。再如, 学生学完高中力学后, 解决动力学问题的方法主要有三种, 一是运用牛顿运动定律和运动学公式, 用来分析简单的匀变速运动的问题;二是动量的观点, 运用动量定理和动量守恒定律, 也是一种普遍的规律。虽然后两种规律学生能够达到的知识水平有限, 但在教学大纲和高考说明的范围内, 对一些典型问题的分析上, 仍然可以暴露出学生思维上的障碍和惯性。事实上, 有许多典型的问题是应该用后两种观点容易解决的, 学生仍往往用运动学公式和牛顿运动定律来分析, 这就说明这种方法对动量和功能原理的知识的理解和提高产生了阻碍作用。

6 物理公式数学化形成的思维障碍

数学是学习和研究物理学的重要工具, 运用数学工具解决物理问题的能力是中学物理教学大纲和高考说明中要求的一项重要能力。在教学中, 我们往往发现, 学生在运用数学知识解决物理问题的过程中, 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, 如场强公式E=F/q, 左端代表一物理事实, 而右边仅表一种定义的方法, 测定方法, 并不存在E正比于F或反比于q的问题。克服这种思维偏差的主要措施, 一是要强调公式的物理意义, 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。二是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, 防止单纯数学公式的教学法, 减少纯公式数值代入计算的训练, 让学生善于运用数学知识、数学方法描述物理问题, 真正建立起物理上的数量关系, 增强运用数学知识的意识, 提高运用数学工具的能力。

上述的高中学生在物理学习中的几种主要思维错误, 究其根源, 一是物理知识本身抽象程度高, 与实际联系紧密, 运用物理知识解决实际问题时灵活多变;二是教材的编写比较原则, 缺少形象化的说明;三是缺少训练学生思路的典型范例;四是学生还没有把握住学习物理的科学方法, 不善于从多方面去理解物理概念, 不善于作比较分类工作, 没有掌握解决实际问题的科学思维方法, 不能从分析题中抽象出物理模型——确定遵循的规律——找出已知和未知的联系——建立方程——探讨答案的物理过程。对于教学活动的主体——学生的学习方法的指导与训练确是深化物理教学改革的一个重要方面。不仅要使学生明确为什么学、学什么, 更重要的是要让学生知道怎么学, 培养学生掌握科学的思维方式和方法, 是当今搞好高中物理教学的一个重要问题。

摘要：教师对学生的学习方法的指导与训练是深化物理教学改革的一个重要方面。最重要的是要让学生知道怎样学习物理剖析主要思维错误, 培养学生掌握科学的思维方式和方法。

关键词：影像思维,逆向思维,思维定势干扰,物理公式数学化