初中科学学习思维障碍例析

张芬芬

张芬芬/宁波市慈城中学一级教师（浙江宁波315031）。

在很多地区科学这门科目是合科的，即科学内容包括物理、化学、生物、地理知识中的天文部分。虽然说科学书的编排考虑到学生的认知顺序，把上述知识分阶段出现在七、八、九年级的各册书本中，但是一门课包含那么多内容，学生觉得学起来很吃力。到了初三，所有知识又杂合在一起考查，学生的科学成绩是直线下降。科学作为一门重要但薄弱的学科，学校非常重视学生的学习进展情况。在2009学年至2012学年，由学校教务处牵头，初三备课组连续三年进行一个初三科学学习情况问卷调查，发现约四成的学生认为科学比其他科目难学，而且在每个知识块单独学习的时候，学生觉得物理与化学部分特别难，不容易掌握。在科学综合测试中，物理和化学所占的比例很大，约有三分之二，物理和化学基础薄弱的学生在初三科学分数拿不到100分（以总分180分算）。对这部分学生的进一步调查，发现他们学习态度很好，特别是女生（其他科目如语文、英语还是名列前茅的），为什么会出现理科的学习效果不好的情况呢？这就提醒我们试着从学习方法、思维能力上寻找原因。下面是学生在初中科学（物理、化学部分）学习中的几种主要思维障碍及例析。

一、非智力思维障碍

在学习过程中，中学生对学习内容或对老师的喜好有时决定了学生喜不喜欢学这门课。这就是学习上的情感思维。若学习内容简单，连贯性强，学生就喜欢学；若老师有亲和力，有激情，能关注所有同学，上课的时候学生也会听得津津有味，就会产生一种肯定的情感。肯定的情感体验会激发、维持学生的学习兴趣，促进智力发展的作用。相反，就会引起学生的消极冷漠，产生一种排斥的情感。

例如，初中化学知识点呈现不连续引起学生边学边忘，从而讨厌学化学。我们采用的是华师大版的科学书，化学部分编排是这样的：七年级上册最后一章是物质的结构；七年级下册的第三章空气、水；第五章化学基本反应类型；然后是九年级上册第一章的酸碱盐，九年级下册第三章物质的转化与循环。在学习过程中，学生的反应是每学到一块内容时，以前的内容都觉得很陌生。有经验的老师会把以前的知识点重新从基础讲起并且落实一遍。但是，很多老师只关注接受能力强，成绩好的学生，把以前的基础知识只字不提或一笔带过，直接把新学知识用中考考试的标准来要求。一些基础稍微落后的学生，有一些知识以前没有好好弄懂，存在一点知识缺陷，如果老师兼顾到他们，先讲一些简单的，让他们慢慢跟，还能弥补以前的不足。但教师往往要求他们在相同的时间内和优秀学生一样接受同样数量、同样难度的知识，他们就跟不住。慢慢地，稍落后的学生也变成学困生。

另外，初二物理部分难度加大，压力、浮力一加入又有一部分学生放弃；到了初二下学期电学部分，科学课听不懂人数急剧增多；到了初三综合题一做，很多学生感觉自己啥也不会，有部分初一初二感觉良好的学生开始一知半解，逐渐一团乱麻，对科学学习就没有兴趣。

二、定势型思维障碍

定势思维是指人们在现实生活中形成的一种不假思索的、习惯了的思维方式，即人们按比较熟悉的思维方向去思考和解决问题。积极地看，能使学生在学习与已学知识类似的新内容时得以较快地理解和掌握，取得理想的学习效果。消极地看，常常使学生陷入被动模仿和机械记忆，思维不会发散，从而使问题的解决走向相反的方向。

典型的思维定势之一是对概念的一知半解。例（化学）：某碱性溶液加入盐酸有气泡生成，该碱性溶液的溶质可能是什么物质？有些同学会认为这个题目有问题，因为他的理由是碱性溶液的溶质应该是碱类物质，碱类物质中必定有氢氧根离子，与酸反应绝对没有气体生成。其实稍一分析就知道，碱性溶液与碱类物质是两个概念，他们之间的关系是碱类物质的水溶液是呈碱性的，而呈碱性的溶液可能不是碱，可能是某些强碱弱酸盐(如碳酸钠、碳酸钾等）。

其二是用局部的信息代替全部的知识。例（物理）：八年级下册，学了《平面镜成像》之后，学习反馈测试：同学们都知道小猴子捞月亮的故事，月亮在水中所成的是虚像，已知一口水井深3米，井水是满的，月球到地球的距离约是384400km，则月亮的像到水面的距离是：A．384400km；B．3847m；C．3844m；D．3m。错选D的比例竟占50%。针对错误，进行深层次分析发现，学生在解该题时凭日常生活经验，认为看到的水中的月亮是在井底，所以月亮的像到水面的距离是3m。而没有根据问题的需要进行必要的思维活动，忽略了水面相当于镜面，水中月是平面镜成像，像到镜面的距离与物到平面镜的距离相等，正确答案应该是A。更有搞笑的定势思维是，平常看到的像到水面的距离没有A、B、C中写到的这么远的，这么远就看不见了，所以选D。由此可见，定势思维对学生接受新知识、对问题进行正确分析、做出正确判断是有影响的。

三、因果逻辑思维障碍

因果逻辑思维是根据事物因果联系的必然性来寻求创新突破的一种思维方法。因果逻辑思维法可以帮助我们从两方面加以思考：从原因到结果或由结果找原因。不管从哪方面开始，事物的因果联系总是受着条件制约，所以充分利用条件是因果思维的要素。但是有很多情况，题目中的条件是隐含的，学生对隐含条件的挖掘是有难度的。一些思维能力不强、对题目不理解或理解不透的学生更无法对一些隐含条件进行分析和选用，从而使得他们在有隐含条件关系的习题面前，显得无能为力。

例如在化学计算中总有一类关于溶质质量分数的计算题，单纯的计算绝大多数学生都能掌握，但解答具体有化学反应发生的、溶液的总质量有变化的溶质质量分数问题时，很多学生就不会分析。他们会把“最后的溶液的质量”简单地想成反应过程中在溶液中加入的物质的总质量，不考虑杂质的析出或气体的逸出。例：6g不纯的铁粉(不溶性杂质不与稀硫酸反应）与200g稀硫酸恰好完全反应，生成0.2g氢气，问反应后的溶液溶质的质量分数是多少?此题就有两个隐含条件，计算过程中要选择合适的条件算出溶质的质量；还要能发现溶液的质量绝对不是6g加200g这样简单，还要考虑到“不纯的铁粉中有杂质，还有0.2g氢气气体的逸出”，所以溶液的质量还要减去杂志的质量和氢气的质量，但很多同学会忽略这两个隐含的条件。

又例如物理题：如下图所示，当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端由静止开始滑到底端时，具有的动能为E1；若在虚线区域内加上一个方向为“×”的垂直纸面向内的磁场，其他条件不变，金属框滑到底端时，具有的动能为E2。请判断E1与E2的大小关系：________。学生看到题目时，发现光滑斜面几个字马上认为机械能守恒，所以直接认为E1=E2，殊不知金属框是导体，在下滑过程中，部分导体切割磁感线时会有感应电流产生，此时有部分机械能要转化成电能，引起机械能的损失，所以应该是E1>E2。解此类题目时，学生往往只看到某一条件而忽略一些隐含的重要条件，在因果逻辑推理上就出现差错。

四、逆向推理思维障碍

逆向思维解题的显著特点就是以未知为起点，运用已知的现象、已知的条件、已知的概念、定律推出有关方面的联系，逐步完成整个过程的分析。

例：甲、乙是两种常见的单质，A、B、C、D、E、F 是六种常见的化合物，其中B在常温下是液体，C是一种盐，它们在一定条件下，有如下的转化关系。请写出下列物质的化学式：

此题较难的是得出A是什么物质，像平常那样顺着题目的箭头思考是没有任何线索的，但像这样的化学推断题典型的就是采用逆向推理：从F的蓝色絮状沉淀直接可以得出F是氢氧化铜，再根据复分解反应的原理和已知条件C是一种盐，逆推就可以得知C是氯化铜，E是氢氧化钠；再结合已知条件B在常温下是液体，得知B是水，但此时由B和C逆推到A有难度，因为不能确定A是氧化铜还是氢氧化铜；但是根据甲、乙是两种常见的单质，A、B已经推出是化合物，就可以根据置换反应的特点推出A是氧化铜。有很多同学在综合性科学考试中化学部分最怕推断题，认为不知从何处下手，不善于甚至不知道运用逆向推理、逆向分析。可能是平时从已知到未知解题方法训练得较多，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，很多学生遇到推断题就会瞎猫碰死老鼠，随便猜一个答案了事。

五、探究思维障碍

用控制变量法探究是初中科学学习中最常见的一种思维方式。学生会用比较推理、比较分析、比较论证来解决问题，但是比较的时候总是存在缺陷：一是有多个变量的时候，没有控制变量，就进行探究比较，导致结果不准确；二是探究结论的表述不注明条件，直接写出对应的结论。例如学生在探究导体电阻的影响因素时，表述典型的错误：导体的电阻与导体的长度有关。这句话其实错误的，因为影响导体电阻的因素有四个：导体的材料、导体的长度、导体横截面积、导体的温度，准确的说法应该是导体的材料、导体横截面积、导体的温度一定时，导体的电阻与导体的长度有关。又例如，普遍学生认为物体做功多少与物体移动的距离大小有关，实际上一定要指出与“在力的方向上”移动的距离有关。

六、遗忘型思维障碍

遗忘型思维表现为两个方面：一方面是学生对知识由熟悉变生疏，在解决问题时相关知识失去联想从而引起思维障碍；另一方面表现为学生对某一知识的记忆与另一知识的记忆互相干扰。

例：下面是某同学学习笔记中记录的有关氧气的叙述，其中不正确的一组是（）。

①铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色氧化铁；②硫在空气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰；③氧气能和大多数金属、有机物反应，所以氧气是一种很不稳定的气体；④实验室制氧气时，若不加二氧化锰就不产生氧气；⑤课本上测定空气中氧气含量的实验中，若将红磷换成木炭，测得的氧气含量不准确。

A．①③④⑤ B．②③④⑤ C．①②③④ D．①②③⑤

初一刚学时学生的课堂反馈答C正确率是80%，而初三复习的时候答对率是60%。造成遗忘型思维障碍的原因是记忆能力弱，记忆品质不高，诸如记忆的持久性差，准确性不高；最重要的是学了很多知识之后相互干扰，如①中生成物只知黑色忘记是四氧化三铁，②中只知蓝紫色火焰，忘记是在纯氧中。

上述的初中学生科学学习中的六种主要思维障碍 （在物理方面、化学方面尤为突出），最根本的原因在于学生学了科学知识之后，真正的科学素养没有形成，结果是不能全面、准确地把握题目描述的全过程，即审题不清；不善于从多方面去理解概念，不善于甄选条件，不善于比较分类，即析题不明；还有就是表达含糊，探究思路混乱，逻辑关系没有理顺，即答题不清。因此，我们作为教师一定要让学生先爱科学，然后再培养学生的分析能力，锻炼他们的发散思维，养成积极探究的习惯，树立学生的科学素养，让他们在科学问题上学得轻松、说得清楚，辨得明白。

[1] 伍棠棣等．心理学［M］．人民教育出版社，2003

[2] 百度百科．思维定势，因果思维，遗忘型思维

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