物理学习障碍的原因剖析及解决方案

沈晶菁

摘 要： 在物理教学中，发现学生经常会出现这样的问题，平时上课“一听就懂”，但只要自己做题就会出现这样或那样的问题，考试成绩总是不理想。对这部分学生进一步调查发现，他们的学习态度很认真、学习表现良好，那又是什么原因导致这种现象发生，如何克服这种学习障碍呢？本文首先对物理学习中障碍出现的原因进行分析，其次对如何克服物理学习障碍这个问题展开全面论述，以为今后有效地开展物理教学工作提供相应的理论参考依据。

关键词： 物理学习 概念理解障碍 物理思维障碍

在教学实践中，笔者注意收集和分析了初中学生在物理学习中存在的一些典型性学习障碍及原因，学生的物理学习障碍主要表现为物理概念理解障碍和物理思维障碍。

一、物理学习经常出现的几类障碍及原因剖析。

1.数学思维影响物理概念的形成。

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，是学生应掌握的一项重要能力。但是经常出现的问题是，学生在对公式进行理解时，往往采用数学思维而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，因而造成运用公式分析物理问题的学习障碍。在理解v=这一公式时，许多同学套用数学的思维模式，忽视速度的特性，而单从数学角度认为v与s成正比、与t成反比；在理解G=mg这一公式时，也存在类似的问题，错误地认为重力与质量之间只是倍数关系，而忽略了它们各自的物理意义。

例1.下列关于匀速直线运动的速度公式v=的理解正确的是（ ）。

A.速度与路程成正比，与时间成反比

B.通过的路程越大，速度一定越大

C.运动所用的时间越长，速度一定越小

D.速度与运动路程无关，与运动时间也无关

在解答这道题时，如果学生不能区分物理公式与数学表达式之间的不同，就会造成解题障碍。速度是比较物体运动快慢的物理量，物体在单位时间内通过的路程叫速度，即v=，速度的大小是由路程和时间的比值决定的，与路程及时间无关。

2.前概念对物理概念形成的影响。

物理是一門自然科学，在学习中经常会遇到各种各样的物理现象，这些现象是学生们司空见惯的。在这种情况下，学生将他们对这些现象的感知构建成一定的物理认知结构，但是很多时候，这些在他们头脑中形成的“前概念”并不可科学，与真实知识之间还有一定差异，当物理知识与他们在头脑中构建的物理认识相矛盾时，就造成了他们的学习障碍，影响了他们对物理知识的接受与运用。

在刚刚进入力学学习时，学生会遇到这样的学习障碍。

例2.鸡蛋碰石头时，鸡蛋破裂，石头仅晃动一下，鸡蛋对石头的力？摇？摇？摇？摇（大于/等于/小于）石头对鸡蛋的力。

虽然在课堂上他们能根据教学去接受物体间力的作用是相互的，但由于这其中的力学生并不能真正感知，对于正从具体形象思维向抽象逻辑思维发展的初中生来说，难度是很大的。因此一遇到具体情境，学生很容易按照他们已形成的“前概念”解决问题，造成错误。

在具体情境中，由于学生受平时生活现象的表象影响，已有的错误前概念根深蒂固，因此从反馈的情况看，学生的错误主要是“大于”。

3.简单的逻辑推理形成的思维障碍。

学习过程是一种从简单到复杂的过程，在物理学习中，学生经常会习惯按照直接的推导方式进行问题的推导，这样就形成了简单的逻辑思维的错误。例如，在学生学完摩擦力的相关知识后，在对摩擦力的方向进行判断时，问放在传送带上的物体与传送带一起向右匀速运动时，判断物体是否受摩擦力的作用。不少同学根据摩擦力的方向与相对运动方向相反，可能会回答受摩擦力且方向向左。由于没有深刻理解“相对”的含义，而错把相对运动方向理解为运动方向，这种简单的逻辑推理方式就形成了错误的思维方式，阻碍了物理学习。

二、着重分析学生出现思维障碍的原因，帮助学生打破物理学习障碍的几个方法。

1.在教学过程中，要认真收集与分析学生思维习惯中存在的错误，有很多概念受平时生活习惯的影响，学生在头脑中已经形成的错误的前概念会时不时冒出来干扰正确概念的确立和问题的顺利解决。例如，在对“物体运动状态的改变需要有外力”这一知识点进行讲授时，有很多学生迷惑不理解，有的学生认为“物体运动状态的改变不需要有外力，当我的思想想让我运动时，那使我运动状态发生改变的就不是外力了，而是我的思想”，还有对“力的产生需要两个物体，即施力物体与受力物体”这一知识点进行讲解时，有很多同学不理解力的产生需要两个物体，“比如在拳击比赛中，甲运动员用力发出一拳，没有击中乙，说明力可以有施力物体而没有受力物体”。这些错误的出现，都是由于学生之前头脑中形成的错误的前概念干扰了他们的思维。因此老师要做一个有心人，注意收集学生在平时学习过程中暴露出来的思维问题甚至只言片语，这样才有可能站在学生的角度帮助他们解决思维障碍，以期做到课前有预料，课中有突破，课后有巩固。

2.对于物理这门比较抽象的学科，观察和实验无疑是提供感性认识，为学生奠定正确思维的基础。让学生身临其境感受物理的魅力，在可观可测的物理实验中传授物理知识远比一味地强调定理、定律更能让学生接受。例如，在讲授“浮力与浸没物体的深度无关时”，教师通常的做法是公式推导，或者将弹簧测力计吊着物体浸没在水中后，逐渐下移或上移，让学生观察弹簧测力计示数不变，进而说明浮力与浸没物体的深度无关。这个实验虽然证明了浮力大小与物体的深度无关，但是还不能激发学生的认同感，因为真正决定浮力不改变的因素没有通过这个实验展示出来，所以学生在理解这个知识点时还存在一定的障碍。将这个实验进行改进，可以利用U型管压强计，将它的左右两个管口分别通过橡皮管连上蒙好橡皮膜的金属盒，即相当于一个U型管上两个压强计。把这两个金属盒固定（比如捆绑）到一个物体上下两个面，把这个物体浸没在液体中，随意上下移动，观察U型管页面，两边液面高度差不会改变，可以让学生分析：只有一个金属盒时，U形管两边液面高度差会随深度而变化，现在为什么不变了呢？因为两个金属盒的深度差没变，进而带领学生往下分析。如此一来，学生不但明确了浮力的大小与深度无关这一实验结论，而且从根本上理解了浮力大小不发生变化的原因，这样更清楚地阐释了实验的本质，达到了更好的教学效果。

3.要注重加强物理知识的应用训练，有针对性地清除思维习惯中的这些障碍，使学生不断地具体运用物理知识正确解决物理问题。例如，在判断摩擦力方向的类型题中，教师首先要给学生一个最初的、最清晰的、最准确的认识，强调摩擦力的方向是与相对运动方向相反的而非运动方向，再进一步举例区分相对运动方向和运动方向，让学生在不断的具体运用物理知识过程中达到拨乱反正、澄清概念的目的。学习本身就是一个螺旋式上升的过程，只有在反复中纠正错误、强化巩固才能使学生成绩得以提升。这就需要教师精心选择练习，结合考点从学生困扰的部分入手针对性地进行训练，又要体现出“新意”，这应该有点像拳击手打组合拳，既有一定的套路，又要在面对不同的对象时灵活运用。

4.要通过帮助学生开展物理知识和方法的总结、梳理和比较，建立起比较完整的物理知识结构和物理认知结构，最终达到有效提高综合应用能力的目的。例如在对“浮力”专题进行复习时，教师可以引导学生从浮力的作用效果、产生的条件、阿基米德原理和浮沉条件四个方面总结，归纳浮力的计算方法，并激发学生思考每种计算方法的具体使用条件。这样不但可以帮助学生梳理已有的知识体系并形成系统的知识网络，而且可使学生对原有概念的认识得到拓展。

参考文献：

[1]戴红霞.例谈初二物理学习中存在的思维障碍的问题[J].家教世界，2014，02.

[2]胡东风.借用“错误”打破学生物理学习中的瓶颈[J].考试周刊，2013.95.