物理解题中的思维障碍浅探

李怀念

物理教学中我们发现学习态度、学习动机、学习表现大致相同的学生，在物理学习成绩上却存在显著差异。物理知识由物理概念、物理规律、物理实验和物理研究思想方法等组成，是人们解决物理问题的基础。物理知识具有一定的概括性和抽象性，学生学习时若不能真正把握知识的内涵、联系及其区别，在运用物理知识解决实际问题时，往往就会产生一些思维障碍。而这些思维障碍就是引起这一差异的主要原因。因此，突破探究学习中存在的思维障碍，改变学习方法，提高学习效率，成为物理教学的重要任务。

一、解题思维障碍的几种表现形式

1.想当然

存在这种思维障碍的学生具体表现为：对问题的性质、特点没有进行深入细致的分析，不是自觉地应用物理知识解决实际问题，而是以臆想代替客观事实，凭直觉经验武断下结论。

例1：轮船在静水中的速度为v，若船在A、B两码头间行驶，两码头间的距离为s，水流的方向从A到B，流速为v′，试求在A、B两码头间往返一次所需的时间。

错解：有不少的同学错解如下：

2.顾此失彼

存在这种思维障碍的学生具体表现为：（1）观察事物片面，描述物理现象不完整；（2）对于解题的多个相关因素，只抓住其中的几个因素，而遗漏其他因素；（3）对问题的几个解没有全面考虑，造成答案不完整，等等。

例2：如图所示，长为5m的平板车在水平地面上以恒定的速度v=1m/s向右运动。若在车的正中央相对于小车平板竖直向上抛出一个小球，球从抛出到落落回车上时所经历的时间为2s，问小球将落回到小车上的什么位置？（不计空气阻力）

错解：有的学生错解如下：

小球竖直向上运动，而小车水平向右运动，2s内，小车向右移动的距离为：s=vt=2m<2.5m.

由此可知，球将落在离车上原来的抛出点为2m.

正确分析：上述解答只考虑到小球相对于小车竖直向上的运动，而没有考虑到由于惯性，小球在水平方向仍保持与车相等的速度运动，全面考虑这两个方向的运动，即可知小球将落回到车上的原抛出点。

3.生搬硬套

有的学生在学习物理公式时仅停留在对公式的记忆上，而没有对物理公式所包含的物理意义深刻地理解，主要表现在：（1）不明确公式中各量的物理意义；（2）不明确公式中各量的对应关系；（3）不明确公式的适用范围。

例3：一物体在前10s内的平均速度是，则它在20s内通过的路程为（ ）

A.一定等于20m B.一定大于20m

C.一定小于20m D.不能确定

错解：选A。因为有s=vt=20m.

正确分析：是物体在前10s内的平均速度，而物体在第二个10s内的运动快慢未知，故不能确定物体在20s内究竟走过多少路程，故正确选项为D。

二、解题中的思维障碍及原因

1.形象思维中的形象淡漠

形象思维在中学物理学习中起着极为重要的作用，如果学生对特定条件下的物理现象和过程，在头脑中没有建立起正确的物理形象，就不会利用物理形象进行思维，就难以把文字叙述、数学表达式和现实过程联系起来，也就难以正确地进行分析、推理、判断等逻辑思维活动。例如：学生头脑中因为没有物理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，对于电的中和现象的理解，以及对于带正电与带负电的理解都会产生困难；又因学生头脑中没有建立起光线的鲜明正确形象，没有建立起光的直线传播的物理图景，就难以理解和分析影子的形成、小孔成像等许多物理问题。

2.逆向思维缺失

逆向思维是解决物理问题常用的思维方法，它是以未知为起点，运用有关概念、定律、定理，通过层层逆向推理，找出有关物理量方面的联系，确定解题路线的分析途径。在物理学史上有很多关于逆向思维的史例，如法拉第从“电产生磁”的现象中得到启发，从反方向思考并提出问题：“磁能不能产生电？”经过十年的艰苦探索，无数次的实验，终于发现了电磁感应现象，实现了“磁转变成电”。而学生平时做题都是从已知到未知的解题方法，老师讲解例题也通常是从已知出发进行分析，缺少对学生逆向思维的训练。因此，学生缺乏逆向思维的意识，面对问题不会利用逆向推理、逆向论证、逆向分析。

3.思维定势

思维定势在习惯上被称作思维上的“惯性”，是指人们按习惯的、比较固定的思路考虑问题、分析问题。而这种思维上的“惯性”却往往表现为经验式的、不加推理的直观论断，它会削弱思维开放性和灵活性，造成思维的僵化和呆板。因此，思维定势对物理的学习有着不可忽视的影响作用，在很大程度上影响学生对物理学科的学习，必须在教学中予以克服，杜绝思维定势的负面作用。

已有认知结构和内容能够对新知识的学习产生消极影响，这也是思维定势消极作用的另一种表现。例如，学习了欧姆定律表达式：I=U/R后，就会有学生对导出公式R=U/I得出结论：电路中电阻的阻值大小与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比。产生这种错误的原因是由于将先前所学的数学知识僵化地用到现在所学的物理量度公式的分析中，从而失去了物理量度公式的物理内涵。事实上，电阻的大小是电阻本身的一种属性，只与其材料等因素有关。我们可用电阻两端的电压和通过它的电流的比求出它的电阻值大小，但它并不是电阻的定义式（定义式为R=ρL/S）。在同一电路中当电阻两端电压增大几倍时，通过它的电流也增大几倍，显然电阻值并不与电压成正比，也不与电流成反比。类似的公式还有ρ=m/V，v=S/t等，都有其物理内涵。