物理學習中的思維障礙淺析

談起物理課程的學習，相當多的中學生都會有一種畏難感。就物理課的學習過程而言，它實際上就是觀察、思維、應用的過程。如果學生在學習過程中思維遇到了障礙而又得不到及時解決，時間一長，學生便會覺得物理難學。因此教師應對學生產生思維障礙的心理做深入的探討，認真分析形成這些思維障礙的原因，以便在教學中有的放矢，有效地避免和減少學生在物理學習中出現的思維偏差，從而提高物理教學的效果。

中學生，特別是剛剛開始學習物理的初中學生，思維水平雖然已基本達到形式運算階段，具備了一定的邏輯思維能力，但由于他們還未進行系統的物理思維訓練，其物理知識、經驗還有很大的局限性，因而其邏輯思維能力和思維品質還比較差。具體表現為:1.思維的組織性、條理性差。他們不善于有目的、有條理地進行思維，遇到問題往往靠直覺經驗判斷，憑想當然推理。2.思維具有片面性。他們往往只考慮那些能直接從日常生活經驗中所構建的事物的意義，而不能全面地分析問題，抓住事物的本質和解決問題的關鍵。3.思維缺乏靈活性、變通性。他們思維具有惰性，習慣于生搬硬套公式，而不是努力弄懂意義，根據具體問題靈活選擇方法，在運用物理知識解決問題時尤為突出。4.思維缺乏邏輯性和嚴密性。這些是學生認知物理結構中的一些常見缺陷，縱觀中學物理教與學的全過程，我認為形成學生思維障礙的原因有以下幾個方面:

一、前概念對物理學習的影響

生活在豐富多彩的物理世界中，在正式學習物理之前，就已形成了一些概念或者經驗。這些概念和經驗的積累大多是自然而然地形成的，是缺乏引導的，有些生活經驗是正確的，有些則是片面的，甚至是錯誤的。在這些前概念中，有的已根深蒂固并形成一定的“理論體系”。如亞里士多德的力學理論，學生習慣于用這些概念來解釋所遇到的現象，從而導致了他們的思維障礙。

例如由桌子不推不動的現象而認為物體的運動是需要力來維持的，盡管老師已講了牛頓第一定律。又如沸騰的水會冒“白氣”，盡管老師已講了液化的有關知識，若不直接對這一現象進行解釋，生活經驗的根深蒂固，導致大部分學生認為水中冒出的是白色氣體，而不能用水蒸氣是無色氣體，是看不見的，以及液化的知識來解釋這一物理現象。針對這種前概念造成的思維障礙，教師應適時地、有針對性地糾正長期以來形成的錯誤生活經驗或概念，科學地分析物理現象，對形成科學的思維方法是非常必要的。

二、用數學關系代替物理概念

數學是學習和研究物理的重要工具，運用數學工具來解決物理問題是對學生的能力要求。但物理不是數學，物理更重要的是物理事實、物理本質和物理關系。學生由于一開始上學就接觸數學，所以一部分學生在分析物理問題時，總帶有一種“數學慣性”，將物理問題數字化，忽視物理公式表達的物理含義。如對電阻這一物理概念，從電阻的計算公式R=U/I就會認為:RocU、Roc1/I。而忽視了電阻是導體本身的一種性質，它的大小與U、I是無關的這一物理事實，從而得出了錯誤的結論。又如學過物體的浮沉條件以后，問學生這樣一個問題:一艘輪船停在海面上，船上放著一個懸梯，梯子露出水面的長度是1米。如果海水開始上漲，每分鐘上漲5cm，10分鐘后梯子露在海面上的長度是多少?相當多的同學認為10分鐘后懸梯露出水面上的長度還有0.5cm。這就是因為學生只習慣于用數學公式代替物理概念，見到數字就想到數學運算，很少再從物理意義上去理解，造成了答案錯誤，因此在教學中，凡涉及到易給學生造成思維混亂的物理公式時，應著重講清其物理意義、公式的適用條件，講清物理公式與數學公式的區別，用物理的思維方法去學物理，促使學生形成科學分析問題的方法。

三、思維定勢帶來的思維障礙

所謂思維定勢就是人腦多次受到某種外界信號刺激作用而形成的一種固定的思維方式。思維定勢往往在分析處理實際問題時起一定的消極作用，而且同一方法使用次數越多，這種傾向就越強烈，當具體條件稍有改變時，往往跳不出過去的一套框框，使思維誤入歧途。如:在初中電學中，多次講到電流表應該串聯，不應該并聯，否則會燒壞電流表。由于學生多次接觸此類問題，已形成一種思維定勢，當遇到下圖中所示電路圖時，我問同學:“各元件會出現什么情況?”同學會立即說:“電流表會被燒壞。”而實際情況并不是這樣，此圖中，電流表與電壓表是串聯在一起的，由于電壓表的內阻很大，電流表不會被燒壞，而且電流表的示數極小。造成學生答錯的原因是受思維定勢的影響，而沒有注意此問題的條件已發生了變化。

四、忽視隱含條件形成的思維障礙

運用物理知識解決實際問題時，常常是多條件的，有些條件題目明確給出，我們自然十分重視;而有些條件是隱含在字里行間或隱含在物理過程當中。如前面提到的“一艘輪船停在海面……”一題，輪船停在海面隱含了船是漂浮物體;又如用力推一木箱而沒推動，分析摩擦力與推力的大小關系，隱含了物體處于平衡狀態;再如體育課爬繩和爬桿兩種運動，某同學先后以相同的姿勢順著繩和桿勻速向上爬，分析兩種情況下的摩擦力關系，這里“某同學先后”隱含了重力相同，而“勻速向上爬”隱含了人處于平衡狀態。處理這類問題的關鍵在于抓住題目中的關鍵字句，找出隱含條件，若找不到或忽視了隱含條件，題目則無法解答或做出錯誤的結論，從而形成思維障礙，因而在物理學習中，我們應該總結隱含條件的規律，及時排除思維上的障礙。

作者單位:惠州市大亞灣區霞涌中學