消除學生物理思維障礙的策略

趙曉峰

物理知識具有高度的概括性和抽象性，學生學習時若不能真正把握知識的內涵、聯系及其區別，在運用物理知識進行物理思維時，往往會產生一些思維障礙，出現各種各樣的錯誤。本文結合自己教學的實踐，談談消除學生思維障礙，提高課堂教學效果的幾點體會。

一、糾正先入為主的錯誤觀念

學生每天置身于千變萬化的物理世界中，先入的生活觀念有的基本正確，也有的觀念是錯誤的。例如，在學習慣性時，有的同學總認為“慣性與物體的運動速度有關，速度大，慣性就大；速度小，慣性就小”。產生這種錯誤認識的原因是把“慣性大小表示運動狀態改變的難易程度”理解為“慣性大小是把物體從運動變為靜止的難易程度”。事實上，在受到相同阻力的情況下，速度不同質量相同的物體，在相同的時間內速度的減小量是相同的，這就說明質量相同的物體，它們運動狀態改變的難易程度相同，即慣性相同，與它們的速度無關。要克服和糾正這類錯誤觀念，一是講解概念時，要展開充分的分析、討論，讓學生弄清概念的來龍去脈，明確概念的形成過程，以達到對概念內涵的準確理解和掌握；二是用一些生動的物理實驗或物理現象給學生以更強烈的刺激，形成鮮明的對比，說明原有觀念的錯誤所在，使原有觀念發生動搖，直至清除。

二、防止相近物理概念的混淆

物理上有許多相近的概念，它們既相互聯系又相互區別，但具有不同的本質屬性。有的學生對物理意義理解不透，區分不清，加上頭腦中沒有完整的物理情境，容易將它們之間的關系簡單化。速度和加速度都是描述物體運動狀態的物理量，速度表示物體運動的快慢，而加速度則是表示速度變化的快慢。有的學生認為。物體的加速度大，速度就大，加速度變大時，速度就隨之也變大。要克服這種思維障礙，可以抓住兩個概念的差異，從不同的角度突出這種差異，進行區別。一是可以通過列舉具體的典型例子加以糾正，使概念深化，找出兩者之間的內在聯系和區別。為了特別強調加速度和速度這兩個大小的差別和變化的不一致性，再讓學生分別說明始末位置它們的大小，學生通過這一物理情境就可以具體地理解這兩個量的區別，避免混淆。二是可以運用圖像進行區別，說明在v-t圖像中，斜率表示物體的加速度，縱坐標表示物體的速度，等等。

三、克服物理問題的數學化傾向

數學是學習和研究物理學的重要工具。學生在運用數學知識解決物理問題的過程中，往往習慣于從數學角度來分析討論，而經常忽視公式的物理意義，忘記公式所表達的物理現象之間的因果關系，因而造成了運用公式分析物理問題的思維偏差。如萬有引力公式F=GM1M2／R2和庫侖定律F=kQ1Q2／R2，學生認為R趨向于零，萬有引力和庫侖引力將無窮大。卻不知這兩個公式成立的條件是M1和M2為質點，Q1和Q2為點電荷，當它們的距離趨向于零，條件就不成立了。克服這種思維偏差的主要措施，一是要強調公式的物理意義，理解公式所描述的物理現象、物理實事之間的因果關系、決定關系及適用條件。二是要明確公式的來龍去脈，增強公式的物理色彩，突出對問題的物理意義的分析，防止單純數學公式的教學法，減少純公式數值代入計算的訓練，讓學生真正建立起物理上的數量關系，提高運用數學工具的能力。

四、注重對概念內涵和外延的理解

教學實踐告訴我們，使學生弄清概念的外延是深化對概念的理解、正確運用物理概念解決實際問題的前提條件。但由于概念的外延指的是適用該概念的一切有關事物，因此，學生在理解或實際運用概念時，有時會不自覺地縮小或擴大概念的外延，因而造成錯誤的結果。如對在豎直方向上運動處于超重狀態的物體，學生只考慮其向上加速的情況，忽視了向下減速的情況等等。發生這一錯誤的原因，一方面由于學生頭腦中的物理情景建立得不全面，同時也暴露出學生思維缺乏周密性。相反，也有無意識地擴大外延的情況，如摩擦力的方向總是阻礙物體間的相對運動，而學生有時就擴大為總是阻礙物體的運動。為了克服這種思維障礙，在教學中必須把基本概念的物理意義講清楚，講清公式的適用范圍，配合練習加強運用，在運用中進行檢查，深化理解，逐步達到正確掌握基本知識的目標。

總之，為了有效克服以上所述的各種思維障礙，就必須認真研究學生思維障礙產生的根源，分析學生學習物理的心理特征和思維規律，采取各種教學手段，增強教學的預見性和針對性，從根本上提升學生的思維品質，提高思維能力。