中學(xué)生物理解題思維障礙分析

肖金棟

【摘 要】“物理難學(xué)，學(xué)物理難”，這似乎已成了中學(xué)生普遍存在的問題，而要克服這一問題，就需對主客觀原因進行實事求是地分析，對癥下藥，排除學(xué)習(xí)過程中的障礙，如此才能收到良好的效果。

【關(guān)鍵詞】物理 ? ?解題思維障礙 ? ? 影響

一、前言

“物理難學(xué)，學(xué)物理難”，這似乎已成了中學(xué)生普遍存在的問題，而要克服這一問題，就需對主客觀原因進行實事求是的分析，對癥下藥，排除學(xué)習(xí)過程中的障礙，才能收到良好的效果。誠然，物理學(xué)是一門有其自身發(fā)展規(guī)律的科學(xué)，知識體系也有其自身的邏輯性、縝密性和階梯性，學(xué)生對物理現(xiàn)象及規(guī)律的認知過程仍然有著障礙。

二、認知臺階對物理解題的影響

1.日常生活中觀察的現(xiàn)象與學(xué)習(xí)的物理知識相違背

學(xué)生的觀察能力由于受主客觀條件的限制都會對自然界中的物理現(xiàn)象出現(xiàn)片面的甚至是錯誤的認識。比如初中生在學(xué)習(xí)《力》一章時，對“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”這句話很難理解，總認為是“維持物體運動的原因”，還會得到“運動的物體一定受力，受力的物體一定運動”“靜止的物體一定不受力，不受力的物體一定不運動”等許多錯誤的認識。其主要原因是由于在平常的生活及觀察中存在“力氣大，跑得快”等結(jié)論，而沒有從本質(zhì)上來進行分析。由于諸如此類的錯覺或謬誤的觀念與成見，導(dǎo)致解答具體的物理問題時出現(xiàn)差錯。

2.不能對物理過程進行合理的分析

學(xué)習(xí)物理規(guī)律后必須能對具體的問題進行正確合理的分析，必須在自己的腦子中有非常清晰的物理模型，分析物體受力或運動的物理過程是解決物理問題的關(guān)鍵。這就要求我們在學(xué)習(xí)一個物理規(guī)律后，必須選擇一些典型的實例，進行有效的物理過程分析，逐步掌握解答各類物理題的步驟及方法，這樣才能在實際的解題過程中不出現(xiàn)差錯。

3.數(shù)學(xué)知識的滯后會帶來解題的障礙

解決物理問題是需要一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)作為“后盾”的，沒有扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，將無法很好地解決物理問題。由于數(shù)、理知識并非同步進行，因此給學(xué)習(xí)物理帶來了一客觀困難。當然，數(shù)學(xué)知識的滯后性帶來的物理學(xué)習(xí)過程中的障礙，并不是學(xué)生的主觀原因所造成的，在學(xué)習(xí)好這一方面的數(shù)學(xué)知識后，物理問題也就迎刃而解了。

三、不正確的學(xué)習(xí)方法對物理解題的影響

學(xué)好中學(xué)物理，不只是一個肯不肯用功的問題，還有一個學(xué)習(xí)方法的問題，既要肯于學(xué)習(xí)，還要善于學(xué)習(xí)。善于學(xué)習(xí)指的就是學(xué)習(xí)方法。

1.死記硬背顯呆板

一些學(xué)生把學(xué)物理單純理解為記物理、背物理，以為只要把公式、定理、規(guī)律背得滾瓜爛熟就可以把物理學(xué)好，放松了對知識點的內(nèi)涵和外延、意義和過程變化的理解，在解題時往往首先想到公式，用公式代替物理意義的分析，尤其是當題給條件和公式中所需物理量相應(yīng)時，就拋開題意，套用公式直接找答案，導(dǎo)致錯解;當給出的物理問題與學(xué)生記憶中某個物理過程或運動相似時，他們即忽略對具體細節(jié)的深入分析或思考，憑印象做出簡單類比，搬用公式、輕率求解，這是死記硬背的另一種表現(xiàn)。

2.物理問題數(shù)學(xué)化

把物理道理抽象成數(shù)學(xué)公式，使之簡潔、明朗化，這是一種手段，但數(shù)學(xué)公式不能取代物理意義。數(shù)學(xué)公式是一種符號語言，沒有具體指物，只有抽象的量值關(guān)系，離開具體的物理環(huán)境，單純用數(shù)學(xué)觀點尋找物理問題的學(xué)習(xí)方法也往往影響正確解題。

例： 在討論牛頓第二定律時，下列說法正確的是（ ?）

A.根據(jù)作用力的大小與質(zhì)量成正比;

B.根據(jù)物體的加速度與作用力成正比，與質(zhì)量成反比;

C.根據(jù)質(zhì)量與作用力成正比;

D.以上說法都對。

解析：相當多的學(xué)生認為四個答案都對，忘記了定義式和量度式的區(qū)別。從數(shù)學(xué)角度看四個答案都對，但從物理的角度理解只有B正確。從數(shù)學(xué)公式出發(fā)，撇開物理問題的實質(zhì)就是公式中的量值關(guān)系分析、求解物理答案，這是以數(shù)代理的學(xué)習(xí)方法。

四、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)水平對物理解題的影響

數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實世界的數(shù)量關(guān)系和空間形成的一門基礎(chǔ)科學(xué)。在歷史上，數(shù)學(xué)和物理學(xué)的發(fā)展一直是相輔相成的，數(shù)學(xué)方法不僅是物理學(xué)的計算工具，也是物理學(xué)的思維工具。如果數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差，勢必會導(dǎo)致物理思維發(fā)生障礙，影響物理習(xí)題的解答。

1.難以運用數(shù)學(xué)知識來表達和理解物理概念和物理規(guī)律

物理學(xué)中的很多物理概念和物理規(guī)律都是運用數(shù)學(xué)式子來表示的，如果數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不好，就會影響對物理概念、物理規(guī)律的理解，影響對物理公式的物理意義、物理性質(zhì)及其內(nèi)涵外延、縱橫關(guān)系的理解。例如中學(xué)物理中有許多物理量涉及變化率的概念，如位移對時間的變化率，速度對時間的變化率，磁通量對時間的變化率等等。由于學(xué)生數(shù)學(xué)知識的貧乏，往往容易混淆概念，分不清變化量和變化率，有的甚至認為變化率就是變化量，或者誤認為變化率必然跟其中一個物理量有直接聯(lián)系。如果學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較好，則可利用數(shù)學(xué)知識加深對物理概念的理解，如數(shù)學(xué)中的直線方程、斜率、圖像分析的引入，就有利于學(xué)生理解與區(qū)分物理量本身與變化率的關(guān)系。

2.難以把物理術(shù)語數(shù)學(xué)化，難以運用數(shù)學(xué)工具進行推理、論證和變換

把物理術(shù)語數(shù)學(xué)化就是把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)形式，用數(shù)學(xué)式子表示出來。有的物理術(shù)語表示臨界狀態(tài)，如物體恰能在豎直軌道內(nèi)做圓周運動，就意味著物體運動到最高點時軌道對其彈力為零;汽車在水平路面上高速轉(zhuǎn)彎時剛好不翻車，就應(yīng)有水平路面對內(nèi)輪的彈力為零等等。有的物理術(shù)語可用不等式表示，如”為使熔絲不致燒斷，則應(yīng)有……”;“為使凸透鏡在光屏上成一清晰的像，就要求……”有的物理術(shù)語表示物理極值，如“至少”“最小”，表示極小值;“至多”或“最大”表示極大值。