學習物理思維障礙的探究

溧陽教育局教研室，江蘇省溧陽市213300

在新課程物理學習中，初中同學常常由于種種思維障礙的存在導致物理學習效率低下，只有弄清學生在物理學習過程中存在哪些思維障礙及其產生原因，才能在教學中實施相應的教學策略，幫助同學們有效排除思維障礙，促進其主動學習和高效學習。

研究發現，初中生在物理學習中所表現出來的思維障礙主要有以下幾種：

1 言語性障礙

（1）語言的習慣性，影響思維的靈活性。如學生回答“如何增大壓強”的問題時，常常習慣說：“把針磨尖，把刀磨利，……”，不能選擇更確切的詞匯來表達“使受力面積變小”的意思。

（2）語言的無序性，影響思維的邏輯性。教學中發現，相當數量的初中同學語言表達及文字書寫不夠嚴謹，邏輯性差，他們往往不能準確、簡煉地描述物理現象，闡釋物理問題時不能正確措詞。從同學的作業中經常可以看到自造詞語、詞不達意、答非所問的現象，語言的無序必然導致思維的混亂。

2 表象性障礙

（1）從記憶表象看，有的學生在對物理現象感知后沒有形成深刻的表象，當需要對信息進行加工時，由于提取不到相應的表象而出現思維堵塞。如很多物理規律是通過實驗探究而獲得的，學生在學習中往往由于缺少實驗探究這一環節而僅僅只記住規律或有關結論，沒有形成相關實驗的“圖景”，因而就難以正確地運用規律解決物理問題。我們以“測量小燈泡的電阻”為例作了對比研究，學生完成實驗后，實驗班增加學生口頭描述實驗過程和畫實驗電路圖這一環節，引導學生“內化”感知，形成表象，而對照班不安排這一教學環節。然后立即安排相關測試，測試結果顯示，實驗班成績明顯高于對照班。

（2）從想象表象看，它是對原有表象進行加工、改造而形成新的表象。科學需要想象，建立理想化的模型和設計理想化的實驗是物理研究的重要方法。初中物理中運用的理想模型如勻速直線運動、理想液柱、理想液片、光線、磁感線、原子結構模型及研究牛頓第一運動定律的理想斜面實驗等都需要學生進行想象，通過想象，形成表象，但客觀地說，這方面初中學生面臨較大困難，難免存在思維障礙。

3 遷移性障礙

（1）概念混淆。學生運用物理新概念時會受到物理舊概念（特別是相近概念）的影響，從而引起概念之間的混淆，導致思維混亂或錯誤。如重量和質量、壓力和壓強、功率和機械效率、溫度和熱量、熱量和內能等都是學習物理時容易混淆的概念。

（2）數學干擾。數學是學好物理的重要工具，但如果處理不當，有時候數學知識也會給物理學習帶來干擾。有些同學往往習慣于從純數學角度來理解和運用物理概念、規律，從而導致思維錯誤。如有的同學會根據R=U/I得出：“電阻跟電壓成正比，跟電流成反比”的錯誤結論。

（3）前概念影響。學生在學習物理之前，已經接觸到大量的物理現象，關于這些現象，學生根據直覺和個人經驗，形成了自己個性化的“觀念”，這種“觀念”與科學的物理概念相比，往往不完整，甚至是不正確的，是對物理現象的一種“誤解”，我們把這種“觀念”稱之為“前概念”，前概念有科學與不科學之分。由于長期積累，學生在生活中經過自發內化，而形成了許多不科學的前概念，這些前概念是對物理事物片面甚至是錯誤的理解，當接觸到具體問題，特別是本質與現象不一致的問題時，這些前概念便會“喧賓奪主”擾亂思維，導致思維方向偏離科學概念，從而干擾了正確概念的形成。如由于學生在日常生活中具有“物體在力的作用下運動，停止用力物體停止下來”的直感體驗，在理解力和運動之間的關系時，總認為力是維持物體運動的原因。學生在解釋子彈從槍膛射出后繼續運動的原因時，會出現“子彈具有慣性力”、“子彈受到沖力作用”等錯誤說法。實踐證明，學生潛在的前概念對物理概念和規律形成的影響是根深蒂固的，是一種較為嚴重的遷移性障礙。

4 邏輯性障礙

同學們思維中邏輯性障礙的主要表現有：

（1）忽視條件。物理定律、公式都有其成立和適用的條件，運用定律、公式分析解決物理問題時如忽視了相關條件，勢必導致思維錯誤。例如學生在運用帕斯卡定律解答問題時，會忽視液體應當是密閉的條件或把它運用到固體壓強的計算上，從而引起錯誤。

（2）因果錯位。物理現象的發生都是有原因的，物理概念之間最具體、最生動、最本質的聯系乃是因果關系。在物理學習中，學生常常會因為因果關系的顛倒而導致錯誤。如在光的反射現象中，我們知道，入射光線的方向是可以主動改變的“因”，而反射光線的方向不能主動變化，只能隨著入射光線方向的改變而改變，因而是“果”，由于學生沒有真正理解因果關系，因此在敘述光的反射定律時，常常把其中的\"反射角等于入射角\"錯誤地表述成“入射角等于反射角”。

（3）思維定勢。思維定勢是指人們按照某種固定的思路和模式去考慮問題，表現為思維的傾向性和專注性。思維定勢是人們在思維中普遍存在的一種心理現象。在物理學習中，消極的思維定勢會把自己頭腦中已有的、習慣了的關于物理事物的思維方式不恰當地運用到新的物理情景中去，不善于變換思考問題的角度和方法，因而干擾著學生對新學物理概念、規律的理解、掌握和運用。

5 情感性障礙

情感性障礙是指在情感領域，由于學習興趣不濃、意志力不強、缺乏成就動機和自信心等而導致的思維障礙。初中同學發生這類障礙的主要表現是：

（1）缺乏學好物理的自信心。研究表明：男女學生在學習物理的總體能力上存在差異，而且這種差異隨年級增高有上升的趨勢，在認知領域的各級水平上也存在不同程度的差異。事實上，智力因素就男女生總體而言并無明顯的差異，但學習信心不足直接影響物理學習的水平。我們發現不少物理學習成績差的學生常常把學習上的失敗歸因于智力差，會在發出“我不聰明”，“我記不牢”，“我不是學物理的料”嘆息的同時放棄努力，這些學生遇到困難就退縮，自我調控能力比較弱。

（2）缺乏學習物理的興趣。研究表明：初中學生在各門學科中對物理學習最感興趣，但具有不穩定性。八年級剛開始學習物理時新鮮感較強，奇妙的物理現象對他們有較大的吸引力，他們對學習物理表現出濃厚的興趣，兩個月后有一部分學生的學習物理的興趣開始下降，經過一個多學期的慢慢分化又漸趨穩定。從學生個體而言，興趣也不穩定，隨學習狀況的變化而發生波動。對物理學習一直有興趣的占50%左右，一年后15%左右的學生物理學習的興趣發生明顯下降；學習物理的興趣隨學習狀況的變化發生明顯波動的學生占30%左右。女生學習物理的興趣更不穩定，一年后學習興趣明顯下降的學生中女生占65%左右；另一方面，學生的學習興趣由于個體的差異分別處在不同的水平上。

（3）缺乏克服困難的毅力。雖然物理學科內容豐富多彩，對學生來說有一定的吸引力，但物理學習畢竟有一定的難度，運用物理規律解決物理問題有較高的要求，初中學生在物理思維中存在較大的困難，如果沒有毅力去克服思維中的困難，他們的思維就難以維持和深入。物理學習中，由于缺乏克服困難的毅力而導致物理學習成績不理想的學生絕非個別。

研究發現，初中學生物理學習中產生思維障礙的原因主要有：

學生沒有深刻理解物理概念的物理意義和概念所反映的物理事物的本質，不能準確區分相近或相鄰的物理概念；沒有正確理解物理規律的內涵和外延，忽視或誤解物理規律的適用條件，對物理公式中各物理量的含義沒有深刻理解；習慣于死記硬背物理公式和某些結論，不會對具體問題作具體分析；不能全面、準確地分析物理全過程，不能通過分析構建清晰的物理圖景；沒有真正掌握科學的思維方法，也沒有養成良好的思維習慣等。

針對學生學習物理過程中存在的思維障礙，教師在教學中要采取切實有效的措施，通過幫助學生豐富感性經驗，傳授科學方法等多種途徑，促使有效克服思維定勢的影響，切實排除各種思維障礙，真正掌握科學的思維方法和養成科學思維的良好習慣，突破問題解決的“瓶頸”，主動、快樂地學好物理。