初中科學學習思維障礙例析

張芬芬

張芬芬/寧波市慈城中學一級教師（浙江寧波315031）。

在很多地區科學這門科目是合科的，即科學內容包括物理、化學、生物、地理知識中的天文部分。雖然說科學書的編排考慮到學生的認知順序，把上述知識分階段出現在七、八、九年級的各冊書本中，但是一門課包含那么多內容，學生覺得學起來很吃力。到了初三，所有知識又雜合在一起考查，學生的科學成績是直線下降。科學作為一門重要但薄弱的學科，學校非常重視學生的學習進展情況。在2009學年至2012學年，由學校教務處牽頭，初三備課組連續三年進行一個初三科學學習情況問卷調查，發現約四成的學生認為科學比其他科目難學，而且在每個知識塊單獨學習的時候，學生覺得物理與化學部分特別難，不容易掌握。在科學綜合測試中，物理和化學所占的比例很大，約有三分之二，物理和化學基礎薄弱的學生在初三科學分數拿不到100分（以總分180分算）。對這部分學生的進一步調查，發現他們學習態度很好，特別是女生（其他科目如語文、英語還是名列前茅的），為什么會出現理科的學習效果不好的情況呢？這就提醒我們試著從學習方法、思維能力上尋找原因。下面是學生在初中科學（物理、化學部分）學習中的幾種主要思維障礙及例析。

一、非智力思維障礙

在學習過程中，中學生對學習內容或對老師的喜好有時決定了學生喜不喜歡學這門課。這就是學習上的情感思維。若學習內容簡單，連貫性強，學生就喜歡學；若老師有親和力，有激情，能關注所有同學，上課的時候學生也會聽得津津有味，就會產生一種肯定的情感。肯定的情感體驗會激發、維持學生的學習興趣，促進智力發展的作用。相反，就會引起學生的消極冷漠，產生一種排斥的情感。

例如，初中化學知識點呈現不連續引起學生邊學邊忘，從而討厭學化學。我們采用的是華師大版的科學書，化學部分編排是這樣的：七年級上冊最后一章是物質的結構；七年級下冊的第三章空氣、水；第五章化學基本反應類型；然后是九年級上冊第一章的酸堿鹽，九年級下冊第三章物質的轉化與循環。在學習過程中，學生的反應是每學到一塊內容時，以前的內容都覺得很陌生。有經驗的老師會把以前的知識點重新從基礎講起并且落實一遍。但是，很多老師只關注接受能力強，成績好的學生，把以前的基礎知識只字不提或一筆帶過，直接把新學知識用中考考試的標準來要求。一些基礎稍微落后的學生，有一些知識以前沒有好好弄懂，存在一點知識缺陷，如果老師兼顧到他們，先講一些簡單的，讓他們慢慢跟，還能彌補以前的不足。但教師往往要求他們在相同的時間內和優秀學生一樣接受同樣數量、同樣難度的知識，他們就跟不住。慢慢地，稍落后的學生也變成學困生。

另外，初二物理部分難度加大，壓力、浮力一加入又有一部分學生放棄；到了初二下學期電學部分，科學課聽不懂人數急劇增多；到了初三綜合題一做，很多學生感覺自己啥也不會，有部分初一初二感覺良好的學生開始一知半解，逐漸一團亂麻，對科學學習就沒有興趣。

二、定勢型思維障礙

定勢思維是指人們在現實生活中形成的一種不假思索的、習慣了的思維方式，即人們按比較熟悉的思維方向去思考和解決問題。積極地看，能使學生在學習與已學知識類似的新內容時得以較快地理解和掌握，取得理想的學習效果。消極地看，常常使學生陷入被動模仿和機械記憶，思維不會發散，從而使問題的解決走向相反的方向。

典型的思維定勢之一是對概念的一知半解。例（化學）：某堿性溶液加入鹽酸有氣泡生成，該堿性溶液的溶質可能是什么物質？有些同學會認為這個題目有問題，因為他的理由是堿性溶液的溶質應該是堿類物質，堿類物質中必定有氫氧根離子，與酸反應絕對沒有氣體生成。其實稍一分析就知道，堿性溶液與堿類物質是兩個概念，他們之間的關系是堿類物質的水溶液是呈堿性的，而呈堿性的溶液可能不是堿，可能是某些強堿弱酸鹽(如碳酸鈉、碳酸鉀等）。

其二是用局部的信息代替全部的知識。例（物理）：八年級下冊，學了《平面鏡成像》之后，學習反饋測試：同學們都知道小猴子撈月亮的故事，月亮在水中所成的是虛像，已知一口水井深3米，井水是滿的，月球到地球的距離約是384400km，則月亮的像到水面的距離是：A．384400km；B．3847m；C．3844m；D．3m。錯選D的比例竟占50%。針對錯誤，進行深層次分析發現，學生在解該題時憑日常生活經驗，認為看到的水中的月亮是在井底，所以月亮的像到水面的距離是3m。而沒有根據問題的需要進行必要的思維活動，忽略了水面相當于鏡面，水中月是平面鏡成像，像到鏡面的距離與物到平面鏡的距離相等，正確答案應該是A。更有搞笑的定勢思維是，平常看到的像到水面的距離沒有A、B、C中寫到的這么遠的，這么遠就看不見了，所以選D。由此可見，定勢思維對學生接受新知識、對問題進行正確分析、做出正確判斷是有影響的。

三、因果邏輯思維障礙

因果邏輯思維是根據事物因果聯系的必然性來尋求創新突破的一種思維方法。因果邏輯思維法可以幫助我們從兩方面加以思考：從原因到結果或由結果找原因。不管從哪方面開始，事物的因果聯系總是受著條件制約，所以充分利用條件是因果思維的要素。但是有很多情況，題目中的條件是隱含的，學生對隱含條件的挖掘是有難度的。一些思維能力不強、對題目不理解或理解不透的學生更無法對一些隱含條件進行分析和選用，從而使得他們在有隱含條件關系的習題面前，顯得無能為力。

例如在化學計算中總有一類關于溶質質量分數的計算題，單純的計算絕大多數學生都能掌握，但解答具體有化學反應發生的、溶液的總質量有變化的溶質質量分數問題時，很多學生就不會分析。他們會把“最后的溶液的質量”簡單地想成反應過程中在溶液中加入的物質的總質量，不考慮雜質的析出或氣體的逸出。例：6g不純的鐵粉(不溶性雜質不與稀硫酸反應）與200g稀硫酸恰好完全反應，生成0.2g氫氣，問反應后的溶液溶質的質量分數是多少?此題就有兩個隱含條件，計算過程中要選擇合適的條件算出溶質的質量；還要能發現溶液的質量絕對不是6g加200g這樣簡單，還要考慮到“不純的鐵粉中有雜質，還有0.2g氫氣氣體的逸出”，所以溶液的質量還要減去雜志的質量和氫氣的質量，但很多同學會忽略這兩個隱含的條件。

又例如物理題：如下圖所示，當金屬框沿光滑絕緣斜面的頂端由靜止開始滑到底端時，具有的動能為E1；若在虛線區域內加上一個方向為“×”的垂直紙面向內的磁場，其他條件不變，金屬框滑到底端時，具有的動能為E2。請判斷E1與E2的大小關系：________。學生看到題目時，發現光滑斜面幾個字馬上認為機械能守恒，所以直接認為E1=E2，殊不知金屬框是導體，在下滑過程中，部分導體切割磁感線時會有感應電流產生，此時有部分機械能要轉化成電能，引起機械能的損失，所以應該是E1>E2。解此類題目時，學生往往只看到某一條件而忽略一些隱含的重要條件，在因果邏輯推理上就出現差錯。

四、逆向推理思維障礙

逆向思維解題的顯著特點就是以未知為起點，運用已知的現象、已知的條件、已知的概念、定律推出有關方面的聯系，逐步完成整個過程的分析。

例：甲、乙是兩種常見的單質，A、B、C、D、E、F 是六種常見的化合物，其中B在常溫下是液體，C是一種鹽，它們在一定條件下，有如下的轉化關系。請寫出下列物質的化學式：

此題較難的是得出A是什么物質，像平常那樣順著題目的箭頭思考是沒有任何線索的，但像這樣的化學推斷題典型的就是采用逆向推理：從F的藍色絮狀沉淀直接可以得出F是氫氧化銅，再根據復分解反應的原理和已知條件C是一種鹽，逆推就可以得知C是氯化銅，E是氫氧化鈉；再結合已知條件B在常溫下是液體，得知B是水，但此時由B和C逆推到A有難度，因為不能確定A是氧化銅還是氫氧化銅；但是根據甲、乙是兩種常見的單質，A、B已經推出是化合物，就可以根據置換反應的特點推出A是氧化銅。有很多同學在綜合性科學考試中化學部分最怕推斷題，認為不知從何處下手，不善于甚至不知道運用逆向推理、逆向分析。可能是平時從已知到未知解題方法訓練得較多，加之有的教師沒有注意進行逆向思維的訓練和能力的培養，很多學生遇到推斷題就會瞎貓碰死老鼠，隨便猜一個答案了事。

五、探究思維障礙

用控制變量法探究是初中科學學習中最常見的一種思維方式。學生會用比較推理、比較分析、比較論證來解決問題，但是比較的時候總是存在缺陷：一是有多個變量的時候，沒有控制變量，就進行探究比較，導致結果不準確；二是探究結論的表述不注明條件，直接寫出對應的結論。例如學生在探究導體電阻的影響因素時，表述典型的錯誤：導體的電阻與導體的長度有關。這句話其實錯誤的，因為影響導體電阻的因素有四個：導體的材料、導體的長度、導體橫截面積、導體的溫度，準確的說法應該是導體的材料、導體橫截面積、導體的溫度一定時，導體的電阻與導體的長度有關。又例如，普遍學生認為物體做功多少與物體移動的距離大小有關，實際上一定要指出與“在力的方向上”移動的距離有關。

六、遺忘型思維障礙

遺忘型思維表現為兩個方面：一方面是學生對知識由熟悉變生疏，在解決問題時相關知識失去聯想從而引起思維障礙；另一方面表現為學生對某一知識的記憶與另一知識的記憶互相干擾。

例：下面是某同學學習筆記中記錄的有關氧氣的敘述，其中不正確的一組是（）。

①鐵絲在氧氣中燃燒，火星四射，生成黑色氧化鐵；②硫在空氣中燃燒發出明亮的藍紫色火焰；③氧氣能和大多數金屬、有機物反應，所以氧氣是一種很不穩定的氣體；④實驗室制氧氣時，若不加二氧化錳就不產生氧氣；⑤課本上測定空氣中氧氣含量的實驗中，若將紅磷換成木炭，測得的氧氣含量不準確。

A．①③④⑤ B．②③④⑤ C．①②③④ D．①②③⑤

初一剛學時學生的課堂反饋答C正確率是80%，而初三復習的時候答對率是60%。造成遺忘型思維障礙的原因是記憶能力弱，記憶品質不高，諸如記憶的持久性差，準確性不高；最重要的是學了很多知識之后相互干擾，如①中生成物只知黑色忘記是四氧化三鐵，②中只知藍紫色火焰，忘記是在純氧中。

上述的初中學生科學學習中的六種主要思維障礙 （在物理方面、化學方面尤為突出），最根本的原因在于學生學了科學知識之后，真正的科學素養沒有形成，結果是不能全面、準確地把握題目描述的全過程，即審題不清；不善于從多方面去理解概念，不善于甄選條件，不善于比較分類，即析題不明；還有就是表達含糊，探究思路混亂，邏輯關系沒有理順，即答題不清。因此，我們作為教師一定要讓學生先愛科學，然后再培養學生的分析能力，鍛煉他們的發散思維，養成積極探究的習慣，樹立學生的科學素養，讓他們在科學問題上學得輕松、說得清楚，辨得明白。

[1] 伍棠棣等．心理學［M］．人民教育出版社，2003

[2] 百度百科．思維定勢，因果思維，遺忘型思維

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