消除学生物理思维障碍的策略

赵晓峰

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。本文结合自己教学的实践，谈谈消除学生思维障碍，提高课堂教学效果的几点体会。

一、纠正先入为主的错误观念

学生每天置身于千变万化的物理世界中，先入的生活观念有的基本正确，也有的观念是错误的。例如，在学习惯性时，有的同学总认为“惯性与物体的运动速度有关，速度大，惯性就大；速度小，惯性就小”。产生这种错误认识的原因是把“惯性大小表示运动状态改变的难易程度”理解为“惯性大小是把物体从运动变为静止的难易程度”。事实上，在受到相同阻力的情况下，速度不同质量相同的物体，在相同的时间内速度的减小量是相同的，这就说明质量相同的物体，它们运动状态改变的难易程度相同，即惯性相同，与它们的速度无关。要克服和纠正这类错误观念，一是讲解概念时，要展开充分的分析、讨论，让学生弄清概念的来龙去脉，明确概念的形成过程，以达到对概念内涵的准确理解和掌握；二是用一些生动的物理实验或物理现象给学生以更强烈的刺激，形成鲜明的对比，说明原有观念的错误所在，使原有观念发生动摇，直至清除。

二、防止相近物理概念的混淆

物理上有许多相近的概念，它们既相互联系又相互区别，但具有不同的本质属性。有的学生对物理意义理解不透，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。速度和加速度都是描述物体运动状态的物理量，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。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。二是可以运用图像进行区别，说明在v-t图像中，斜率表示物体的加速度，纵坐标表示物体的速度，等等。

三、克服物理问题的数学化倾向

数学是学习和研究物理学的重要工具。学生在运用数学知识解决物理问题的过程中，往往习惯于从数学角度来分析讨论，而经常忽视公式的物理意义，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。如万有引力公式F=GM1M2／R2和库仑定律F=kQ1Q2／R2，学生认为R趋向于零，万有引力和库仑引力将无穷大。却不知这两个公式成立的条件是M1和M2为质点，Q1和Q2为点电荷，当它们的距离趋向于零，条件就不成立了。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、决定关系及适用条件。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，让学生真正建立起物理上的数量关系，提高运用数学工具的能力。

四、注重对概念内涵和外延的理解

教学实践告诉我们，使学生弄清概念的外延是深化对概念的理解、正确运用物理概念解决实际问题的前提条件。但由于概念的外延指的是适用该概念的一切有关事物，因此，学生在理解或实际运用概念时，有时会不自觉地缩小或扩大概念的外延，因而造成错误的结果。如对在竖直方向上运动处于超重状态的物体，学生只考虑其向上加速的情况，忽视了向下减速的情况等等。发生这一错误的原因，一方面由于学生头脑中的物理情景建立得不全面，同时也暴露出学生思维缺乏周密性。相反，也有无意识地扩大外延的情况，如摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动，而学生有时就扩大为总是阻碍物体的运动。为了克服这种思维障碍，在教学中必须把基本概念的物理意义讲清楚，讲清公式的适用范围，配合练习加强运用，在运用中进行检查，深化理解，逐步达到正确掌握基本知识的目标。

总之，为了有效克服以上所述的各种思维障碍，就必须认真研究学生思维障碍产生的根源，分析学生学习物理的心理特征和思维规律，采取各种教学手段，增强教学的预见性和针对性，从根本上提升学生的思维品质，提高思维能力。