浅论排除物理学习中的思维障碍

黄　文

与学习物理概念一样，学生在学习物理规律时，也存在着思维障碍，大体上有如下几种在物理规律教学中，要排除这些思维障碍。

第一，感性认识不足。物理规律是观察、实验和思维相结合的产物，通过观察实验获得的对自然界物质的存在、构成、运动及其转化的感受性认识，不仅是物理思维的材料、建立规律的条件，而且也是用来检验各种物理理论真伪是非的标准，是理解物理规律的基础。如果没有足够的、能够把有关的现象及其之间的联系鲜明地展示出来的实验或学生日常生活中所熟悉的、曾经亲身感受过的事例作为基础，学生就很难理解物理规律的来龙去脉、基本含义、适用条件等，从而影响对物理规律的掌握和运用，造成学习物理规律的思维障碍。物理学中有许多概念比较抽象，学生难以理解，只有死记，无法进入创造思维情境。教学时，设置有趣的小实验和诱导性问题，如果将抽象的概念活化，使学生能形象直观地“顿悟”概念的内涵，把抽象的问题具体化。如，人们时刻跟大气打交道，从来未感觉到大气压强。在讲大气压强前增加一个小实验：将小试管插入盛满水的大试管中，竖直倒悬于空中。当学生看到小试管不断进入大试管时，会惊讶地发出疑问：“为什么小试管不掉下来？”为鼓励学生猜想，教师提出：“是不是水把小试管吸进去了？”“是不是有一种什么力把小试管推进去了？”当学生发现是空气压力“作怪”时，一种成功的喜悦顿时由心底溢于言表。但学生还会怀疑水的粘性，为此，演示在杯里水中加两个彩色玻璃珠并在杯底钻一小孔，用手指堵住小孔演示覆杯实验，让学生看见水和珠子不会掉下来，当手指移开小孔，水和水珠立即掉下来，这就排除了水的粘性起作用，大气压的概念自然而然地在学生头脑中形成、扎根。

第二，相关知识干扰。物理规律反应了自然界物质运动变化的各个因素之间的本质联系，揭示了客观事物本质属性之间内在的联系。学生形成物理概念和掌握物理规律之间存在着不可分割的辩证的联系。一方面，形成物理概念是掌握物理规律的基础，概念不清就无法掌握物理规律；另一方面，掌握物理规律可以使我们从运动变化中，从研究对象和现象的联系中去进一步更深入地理解物理概念。由于概念不清而影响物理规律的掌握是学习物理规律时相关知识干扰的表现之一。学习物理规律时相关知识干扰的表现之二是前物理观念的干扰。学生在学习物理规律之前，从日常生活中已积累了一定的生活经验，对一些问题形成了某些观念，称为前物理观念(国外的研究一般将前物理观念与前物理概念一起，统称为前物理概念。这里我们为了说明对概念和对规律的不同影响，分别进行讨论)。在这些观念中，有的虽比较正确，但往往有一定的表面性和片面性；另外，学生在生活中还形成了某些错误的观念。这些“先入为主”的、错误的前物理观念，对学生正确地理解物理规律往往起着严重的干扰作用。例如，学生在运动和力的关系上，往往认为力是物体运动的原因，物体受力才能运动，不受外力的物体是根本不能运动的；对物体的下落问题，常常认为重物比轻物下落快；对于摩擦力的方向，往往认为摩擦力方向总是与物体的运动方向相反；对物体在液体中所受浮力的问题，往往认为只有浮在液面上的物体才能受到浮力等等。从某种意义上来讲，学习物理规律就是用反映客观事物发生、发展、变化规律的物理观念转换头脑中的错误的前物理观念，如果这种转换的过程未完成，错误的前物理观念未消除，势必造成学习物理规律的思维障碍。学习物理规律时相关知识干扰的表现之三是数学对学习物理的干扰。不少学生往往用纯数学的观念理解物理规律，思考和处理物理问题，而忽视了它们的本质，结果从纯数学推导中引出错误的结论，造成对物理规律的错误理解。例如，欧姆定律的数学表达式为I=U／R及，学生常常将其变形为只R=U／I，并从纯数学的角度考虑，由此得出导体的电阻与加在它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比等一类错误的理解。

第三，负迁移和思维定势的消极影响。迁移是一种学习对另外一种学习的影响。它有时是指先前的学习对后继学习的影响(顺向迁移)，但有时后继学习也会影响先前的学习(逆向迁移)。无论是顺向迁移还是逆向迁移所产生的影响都有正负之分。凡是一种学习对另一种学习的影响是积极的、起促进作用的，就称为正迁移；反之，则称为负迁移。在中学生学习物理规律时，负迁移会影响规律的理解和应用在学习物理规律时，积极的思维定势是指人们把自己头脑中已有的思维模式和方法恰当地用于学习新的物理规律，解决新的实际问题。消极的思维定势是指人们把头脑中已有的、习惯了的思维方式不恰当地运用到学习新的物理规律中去，不善于变换思考问题的角度，不善于改变思考问题的方法。积极的思维定势有利于学生在原有知识的基础上学习和理解新的物理规律，但消极的思维定势却干扰着学生对新的物理规律的理解和掌握，限制着学生思维灵活性的发展。

第四，不懂得研究和应用物理规律的思路和方法。在建立规律的每一阶段，都需要思维参与。由于各个物理规律所面临的问题不同，所处的各种条件不同，就其建立而言，或来自，实验归纳，或来自理论归纳，或基于理论演绎，或通过类比、臻美等提出假说，然后经实验验证等等，可谓千姿百态，决非单一模式所能概括。因此，在学习物理规律时，如果不了解建立物理规律的思维方法和思维过程，只被动地接受，就不可能从中吸取有益的营养，真正掌握物理规律，以致在理解和运用物理规律时出现各种问题，产生种种错误。学生在应用物理规律解决实际问题时，常常束手无策、无从手。这种情况的出现，除知识不足、思维能力不强、思维定势的消极影响、不能排除多余信息的干扰、不能挖掘与问题有关的隐蔽条件等原因外，最主要的是不了解和没掌握运用物理规律去分析、处理、解决实际问题的思路和方法。