高一學生學物理的“相異構想”

摘要：高中物理公認難學，課本知識不多，各種資料太雜，如何輕松高效地學好物理一直是困擾同學們的一個難題.特別是從初中剛跨入高中的高一新生，總感覺高一物理難度很大，很難適應。到底是什么原因？帶著這些問題走進學生，了解學生，研究學生。發現學生學習方法、思維過程、分析和處理問題等方面存在許多“相異構想”，導致不能真正學好物理。

關鍵詞：相異構想；思維；障礙；定勢；錯覺

“物理難學”，這是很多學生達成的一種看法。有些同學在學習物理時做了很多題目，也下了很多的功夫，但收效甚微。特別是高一年新生在物理的學習方面普遍感到物理難學，很難適應。相比于初中物理，高中物理知識不論是從學習內容上，還是從思維方式上都存在著很大的跨度。對于怎樣學好高中物理，多數人很迷茫。在實際教學過程中，我們發現高一學生在學習物理上存在著許多的“相異構想”和心理障礙，而且這些“相異構想”具有廣泛性、隱蔽性、頑固性和反復性，成為正確建構物理概念的最大障礙。因此，高一物理教學中在查清學生存在問題后，能否轉變其“相異構想”，對于提高物理教學質量及學生學習信心和成績具有重要意義。

從學生的“相異構想”，談談高一新生學物理存在的問題。

一、初中舊知識及日常生活經驗的“相異構想”，給高中學習帶來“思維障礙”

學生在進入高中學習新知識之前， 他們通過日常生活和初中的學習，頭腦里并不是一片空白，已經存在了一些生活經驗，但這些先入為主憑直觀感覺學到的東西不一定是正確的，它對高中物理概念的形成、物理規律的正確理解和運用起一定的消極作用，造成一定的學習思維障礙。

一個學生可能背熟了許多定義、 定律和物理公式，但同時還保留著原有的“相異構想”， 由于沒能將所學到的物理知識恰當地融合到自己的概念體系中去，經常出現判斷上的錯誤。例如從初中學習物理過程中知道：“力不是維持運動的原因”，很多學生對這一概念背得滾瓜爛熟，由于實際生活中，處處存在著摩擦力，要維持物體運動需要有力，所以學生雖然知道這一概念，但不是真正理解，而且頭腦里根深蒂固的認為，物體要運動需要運動方向上的力。這一“相異構想”和定性思維已影響到學生高一物理的學習。高中物理中經常出現這樣情景：給物體一定的初速度，讓物體沿著光滑或粗糙的斜面向上滑動，學生一直認為物體在沿斜面向上滑動的過程中，會受到向上的力，否則無法向上運動。雖然他們懂得“力不是維持運動的原因”，但由于日常生活現象和在初中獲得的一些感性認識，讓他無法建立正確物理情景。

學生如果運用物理概念和規律的思維判斷被阻斷時，由于受原有錯誤的觀念干擾和影響，經常憑個人的直覺和經驗直接地進行判斷和理解，當日常經驗與科學結論不一致時，他們往往更相信自己的日常經驗，而且這種日常經驗又往往很固執地存在于學生的頭腦中，導致之后學習上的障礙。這種先入為主、根深蒂固的思維，如果無法及時給予轉變，就會嚴重地影響了物理知識的正確運用。

基于這種情況，要求教師在組織物理教學過程中，要尊重客觀存在的前概念，打破先入為主思想。教師不要對學生頭腦中存在的感性認識和日常經驗直接否定。一方面要讓學生充分表達自己的想法，分析學生原有的認知結構；另一方面要研究新的教學內容與學生原有認知結構的關系，在這兩方面的基礎上精心設計教學環節，引導學生找到新舊知識間的關聯，架設新舊知識間的橋梁，促進舊知識的遷移和新知識的學習，讓學生通過自己的思考，主動地來分析前概念錯誤的地方，從而引導學生用科學的物理方法尋找正確答案，促進學生利用同化與順應的原理獲得新的知識，得出正確結論，摒棄根深蒂固的前概念，形成科學的物理概念，完善物理認知結構，實現物理認知結構 “質”的變化。

二、生搬硬套和不求甚解的“相異構想”， 給高中學習帶來“定勢錯覺”

初中物理內容簡單，直觀感性，知識較好理解，只要能記憶，就容易理解和運用，初中課程對思維能力、分析能力、推理能力和空間想象能力要求都不高。學生經過初中三年的學習，已形成一套比較固定的學習習慣和學習方法。而高中物理知識，不論是從學習內容上，還是從思維方式都存在著很大的跨度。高中物理不僅要求學生要記住基本的概念和規律，還要進一步理解其內涵，并學會應用它。上了高中后，很多學生還是延用了初中時那種以機械記憶為主的學習方法，在學習物理時常常以習慣來認識問題，對有些物理現象只記結論不善于分析。受思維定勢的影響，學生把頭腦中已有的、習慣了的思維方式不恰當地生搬硬套到新的物理情景中，教師在講解習題時也習慣用一些常見的典型的練習來分析，這樣就導致了一些學生對問題產生了定格理解。

例1 如圖1所示，在μ=0.1的水平桌面上向右運動的物體，質量為20kg，在運動過程中，還受到一個方向向左的大小為10 N的拉力作用，則物體受到的滑動摩擦力為（g=10N/kg）（D）

A.10 N，向右 B.10 N，向左

C.20 N，向右 D.20 N，向左

學生在學習初中物理時，更多地研究靜態和勻速運動狀態，經常處理的是二力平衡問題。初中物理知識的獲得是建立在形象思維的基礎之上，主要以直觀、感性學習為主， 受定勢思維的影響，學生一見到上題的圖，不加分析，不管物體向何方向做什么性質的運動，便生搬硬套，認為物體受到方向向左的大小為10 N的拉力作用，一定受到向右的滑動摩擦力，才能平衡，所以錯選了A，可見，學生對摩擦力的概念沒能真正的理解與應用，還停留在二力平衡中。

高中物理較多地是要求學生在建立概念和規律同時，還要在抽象的基礎上進行分析與概括。例1就是因為學生對具體的物理概念和物理情景理解不透切，他們將一些本質不同，但表面上相近、相似、或相關的概念規律或情景相混淆，這種“定勢錯覺”影響掌握物理概念和規律時的穩定性和清晰性，成為學習物理的障礙。

基于這種情況，要求教師在教學中要講透概念和規律，讓學生對物理概念、物理規律有深入透徹的理解，要拓寬學生的思路，發散他們的思維。在知識學習的過程中，要引導學生一步步發現問題、思考問題、解決問題。要教會學生對于不同的物理情景，知道用何種思維去分析和處理該問題，選擇適當的解決方案，要寓思維方法于知識教育之中。在知識的應用過程中，要培養學生學習的積極性和思維能力，通過設置各種各樣的問題，或通過一題多解、一題多變訓練學生思維，增加學生對物理問題解決的敏感性，從而養成良好的思維習慣和解題習慣，克服“定勢錯覺”。

三、學生和老師思考和理解的“相異構想”，給高中學習帶來“理解偏差”

有不少問題的解答，同學發生困難，并不是因為這些問題的解答太難，以致學生無法解決，而是因為學生思考和理解與教師不同步。即師生存在著“相異構想”。學生的理解速度經常會和老師的教學進度發生某種程度的矛盾， 難以達到良性互動的理想狀態。特別是當老師講授新的、有一定難度的內容時， 不少學生會出現理解滯后的現象。

例2 如圖2所示，A、B兩物體疊放在水平面上，水平力F作用在B上，使兩者一起向右做勻速直線運動，下列判斷正確的是（A）

A. 由于A、B一起做勻速直線運動，故A、B間無摩擦力

B. A物體受到了向右的靜摩擦力，使A向右運動

C. A對B的靜摩擦力大小為F，方向向左

D. B對地面的滑動摩擦力的大小為F，方向向左

分析：以A為研究對象，它和B一起做勻速直線運動，也就是說它們之間沒有相對運動，由于A、B勻速運動，所以，A不受B對它向左的靜摩擦力，否則受力不平衡，A對B也沒有靜摩擦力； B是在水平面上做勻速直線運動，它在水平方向上受到一個向右的拉力，顯然地面對B有一個向左的滑動摩擦力，那么，B對地面施加一個向右的滑動摩擦力。故B、C、D都不對，A對。

學生在判斷該題時，對于A、B做勻速運動的平衡狀態合力為零，非常清楚的，教師講解這題時，會告訴學生：判斷物體是否受靜摩擦力的作用，在很多情況下不采用其定義來判斷，而是采用其運動狀態和受力情況來分析判斷，因為對于一個不動的物體，判斷它的運動趨勢是比較困難的。而滑動摩擦力的判斷，則可以直接由其相對運動的情況來判斷。學生對于這點講解，似乎還是能夠理解的，但在實際判斷上偏差還是很大的。主要原因在于學生思考的過程和老師的思考的不在同一過程。學生一直認為所有的物體開始都處于靜止狀態，他們思考的是從靜止到運動過程，而非已經運動起來后的勻速過程，所以，學生理所當然的認為A必須受到向右的摩擦力才能向右運動（改變其運動狀態）。學生考慮的是從靜止到運動過程，而題目給的是兩物體已經是處于運動狀態，并一起向右做勻速直線運動的過程，這就是學生與老師存在“相異構想”，如果教師不了解學生的這一“相異構想”，再講幾遍，師生的思維上都沒能找到交集點，學生永遠也不能理解。

基于這種情況，教師在教學實踐中，如果學生的思維形式或結果與具體的問題和解決方案上存在著差異時，教師要對所教的學生進行充分地調查和了解， 了解學生原有的知識和思維方式。可以讓學生把他的思維過程講述出來，或請其他同學分析思考中的錯誤所在，讓每個同學可以自由地評價他人的解題方法，也可以被他人所評價。教師針對學生頭腦中切實存在的相異構想來制訂教學計劃，選擇并實施一種有效的教學策略，并對學生的想法進行歸納、總結、分類，并注明各個想法的理由，通過教師的引導、啟發，幫助學生順利地發現問題，得出正確結論，幫助學生實現“相異構想”的轉變。

教師必須正視學生的“相異構想”，傾聽他們私下的看法，思考他們這些想法的由來，并以此為據，結合生動的事例和實驗，采用不同的教學方法，幫助學生建立科學概念。教師要消除學生“相異構想”的消極影響，要激活學生發散思維，要引導學生從不同側面，用不同知識來分析問題，加深對所研究問題的理解，要加強思維靈活性的訓練，將知識進行縱橫兩方面聯系和比較，形成知識和方法上的正遷移，從而實現“想異構想”的轉變，降低物理學習的難度，提高學習物理的積極性。

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