物理教学中思维定式的正负效应

杨春生

摘要：学生的思维定式会对物理新知识的学习产生积极或消极的影响，充分利用思维定式正效应与有效化解思维定式负效应的方法与策略，以期为广大同人提供有益参考与借鉴。

关键词：物理教学 思维定式 正效应 负效应

思维定式是指已有的信息、观点或思想对后续活动的趋势、程度、方式方法的影响。思维定式是人在思维过程中普遍存在的一种惯性。从心理学角度来看，当某种外来信息多次刺激人脑后，大脑就会按照积累的思维活动经验和已有的思维规律，在反复应用中形成一种比较稳定的、定型化了的思维方式、程序、模式，即思维定式。

思维定式对学习活动既有一定的正效应，又存在一定的负效应。下面谈谈在物理教学中应如何利用正效应，化解负效应。

一、充分利用思维定式正效应的方法与策略

要利用思维定式的正效应，就必然涉及新旧知识的联系，而新旧知识的联系是多种多样的，大致可分为以下几类：

1.类比

类比法是在已有旧知识的基础上，进一步学习新知识的一种有效方法。当发现新事物的一些属性与已学过的旧事物的某些属性相似时，就类比推理它们的其他属性也相似。一般是进行新旧事物的对比，并着重弄清它们的联系和区别，从而认识新的物理规律。

在物理教学中，运用类比推理的内容很多。如，在高二学习库仑定律时，可与高一学过的万有引力定律进行类比，它们都是平方反比律。在高二学习电势能时，可与高一学过的重力势能进行类比，它们都是势能，仅与保守力场的性质与相对位置有关，等等。

2.对比

在物理教学中，有时前后学习的问题往往是相反对立的问题。将它们对比起来学习，就会达到加深理解新知识、领会对立统一规律的目的。

在物理教学过程中，可以先复习原来的问题，然后提出逆问题，再针对问题提出一般概念，进行深入研究。在物理教学中，可利用“对比法”进行教学的内容很多。比如，力的合成与分解，动力与阻力的作用，正功与负功的效果，充电与放电现象，熔解与凝固现象，正电荷与负电荷在电磁场中的运动，等等。

3.推广

对于一个物理概念，注意它在前后阶段之间的联系，将有利于这个概念的学习与掌握。在物理教学中，一般应先复习旧概念并指出这个概念的局限性，从而需要将旧概念加以完善和推广，建构新概念。在物理教学中，可运用“推广”来联系的内容有很多，比如，部分电路欧姆定律与全电路欧姆定律，力和运动的关系，功与能的关系等。

4.特例

特例就是根据“一般到特殊”的演绎推理过程来学习新知识。在物理教学中，一般可先复习某类问题的一般规律，然后研究某个特殊问题。如，讲授“竖直上抛运动”和“自由落体运动”时，由于它们均属匀变速直线运动，具有此类运动的共同特征，但由于受力情况和初始条件的不同，又具有一些各自特有的个性特征。

5.转化

在物理教学过程中，经常要运用几项旧知识和技能去解决一个新问题，这种思维方法叫作转化。例如平抛物体的运动，可以转化为物体同时参与了水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

利用思维定式的正效应还体现在研究方法上。一些物理问题常有固定的解题方法与模式。比如，力学中的双体问题，常用整体法和隔离法综合求解。在很多问题上，由于教师指出了解题思路，学生就会有规律可循，有方法可依，问题就会迎刃而解了。

二、有效化解思维定式负效应的方法与策略

学生的大脑不是一张白纸，学生在学习新知识前，对所學知识已经有了一定的感性认识。他们习惯于用先入之见、直觉、成见甚至误解去学习新概念、新规律，这将从多方面影响学生学习新知识，包括对事物的观察，对观察的理解、解释和获取新信息的方法。

思维定式的负效应主要表现为：

1. “前概念”对学习的干扰

由于物理知识与现实生活联系密切，学生在生活中已经形成了许多“前概念”，如，这些“前概念”与科学概念实质相同时，就会有利于学生的学习；若不相同时，就会混淆科学的定义和科学规律，并对其认知“内化”起抗拒作用。如，力与运动关系，学生在生活中看到物体推了才动，不推就静止，于是认为力是维持物体运动的原因。这就与牛顿第一定律相悖，学生对牛顿第一定律就较难理解。再如，学生对大气压的认识，由于人们生活在大气中并未感受到大气的压力，虽然课本上提到了马德堡半球实验，但这并未能使学生顺利理解大气压的存在。

要化解或削弱这种干扰，首先，要了解学生、研究学生的心理和思维特征，通过师生互动对话交流了解学生的“前概念”。其次，要注重物理教学的直观性和趣味性，要创设生动的问题情景，设计有趣的物理实验。尤其是使学生感到意外的实验现象，从而引发学生强烈的认知冲突，使学生处于高度自觉的状态下，全面、正确地感知客观事物，通过实验验证、比较鉴别、概念重构等方式纠正“前概念”中的错误成分，形成正确的科学概念。在这个概念的重新建构过程中，学生的质疑创新素养也得以培养。

2.物理表达式与数学关系式相似而形成的干扰

学生在思维过程中，乐于接受和运用类比推理，而类比推理的结论是否正确，还有待讨论。学生容易出现物理表达式与数学关系相似或相同而形成错误的类比联想。例如，电场强度的定义式E = F/q与数学关系Z = X/Y相似，数学上Z与X成正比，与Y成反比，但是物理公式E = F/q中，E的大小与F却无关。纠正这类错误的方法是：明确物理概念内涵的实质和表达式的物理意义。

3.常规解题模式造成的干扰

常规典型题型由于有一定的解题思路、步骤，容易使学生形成一定的解题思路与模式，这对解决相同情景的问题是有效的，但一遇到新情景的问题就可能会出现一定的负效应。如有关平行板电容器的讨论题，在通常的情况下按照常规思路是容易解决的，但电路中串联一个二极管时，常规思路就不成立而出现负效应。要避免这种情况出现，在物理教学中就要注意培养学生基于具体情况分析问题的能力，弄清物理过程图景和物理问题的前提条件，通过做变式练习使“一题多解”“一题多变”，培养学生的发散思维和求异思维能力。

4.前阶段学习内容对后阶段学习内容的干扰

随着人的认识过程的发展，科学概念也在不断发展。在有些情况下，前阶段的某些知识对后阶段新知识的学习形成干扰，出现前摄抑制。如，在力学中学习质量概念时，认为质量是物体所含物质的多少，是固定不变的，但在原子物理中，则认为质量是可以变化的，同一物体在不同能量状态下具有的质量不同。由于学生在初二、高一都认为质量不变，在高二学习原子物理较难理解爱因斯坦的质能方程，使此部分内容变成难点。要想避免这种干扰，就应使学生随着教学阶段的发展不断地接受新事物修正旧观念，提升学生的思维品质和思维水平。

综上所述，当思维定式能产生正效应时，在物理教学中就应充分加以利用；当思维定式产生负效应时，在物理教学中就要设法消除或减弱，这样才能有效培养学生的科学思维能力。

参考文献

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