基于思維誤區角度對初中生解決力學問題的典型錯例分析

麥東強

【摘要】隨著基礎教育改革的逐步發展，培養學生具備解決問題的能力和培養正確的解決問題的方法和思維在中學教育階段顯得尤為必要。在理科教學的過程中，學生解決問題的能力和思維會更容易凸顯。本文將基于思維誤區的角度分析造成學生對解決物理力學問題的兩個典型錯例。從而啟發教學過程中應該注意的一些問題。

【關鍵詞】思維? ?誤區? ?力學? ?初中? ?錯例

1.背景

初中學生在學習力學知識時，經常會憑著生活經驗或者感覺去理解力學知識，往往導致出現對力學知識的分析出現疏漏，導致錯誤的發生。例如學習慣性概念時，很多學生會誤認為速度越快，慣性越大。在學習摩擦力的影響因素時，會有學生誤將影響的因素壓力錯誤的理解為質量或重力。筆者在教學過程中發現普遍學生出現了這樣的問題，因此這種經常出現的比較一致的錯誤基本能確定它是學生分析力學問題時的典型錯例。

本文從思維誤區角度分析初中生解決力學問題的典型錯例，對兩個典型錯例進行分析總結，從而啟發教學過程中應該注意的一些問題。

2.典型錯例原因分析

2.1 學生思維定勢造成的錯誤。學生對摩擦力往往有刻板的認識，認為物體不動就不會有摩擦力，向哪個方向運動受到的摩擦力就向哪個方向，物體越重受到的摩擦力就越大。

典型錯例1：

例1.如圖1所示，水平桌面上的甲、乙兩物體分別在水平拉力作用下處于靜止狀態， G甲> G乙.甲受到的摩擦力（? ? ? ）

A.大于5N? ? ? ? ? ?B.等于5N

C.大于乙受到的摩擦力

D.等于乙受到的摩擦力

這道題目有重力以及摩擦力兩個比較容易錯誤判斷的力，以及靜止狀態這個限定的條件。學生普遍會出現的思維定勢就是誰重誰受到的摩擦力就大。那么我們在教學的過程中遇到力學的問題遇到要求未知的力首要的應該是受力分析。根據重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，對物體進行受力分析。然后畫出受力示意圖。如果該力是可以直接求解得到的用對應的公式計算得到即可。例如如果已知質量，求重力，則根據G=mg可求。如果是未知的力，則應該根據受力分析間接求解得到力的大小。學生進行了如下的受力分析之后，將已知的條件通過圖示顯示后，根據靜止的條件。物體處于受力平衡的狀態。根據二力平衡知識。得到各力的關系。

通過受力分析，學生知道物體受的重力和摩擦力是不同的兩個力，重力大不代表摩擦力一定大。但是不一定能馬上知道各力的大小，接下來，應該利用靜止狀態的這一條件，引導學生分析力之間的大小關系。由于物體靜止，它受到的摩擦力和拉力是一對平衡力，大小相等，方向相反。根據水平拉力的大小。即甲受到的摩擦力大小為5N，方向水平向右;乙受到的摩擦力大小為10N，方向水平向左。

2.2 片面的思維造成的錯誤。分析實驗結論時，學生只考慮到其中的一個影響因素，隱藏的因素很容易被忽視。

典型錯例2：

教學片斷：教師給出例題，學生思考并回答。

例題1：小陳想探究滑動摩擦力大小是否與接觸面積的大小有關，她將鐵塊沿豎直方向鋸掉一半，測得在水平面上受到的滑動摩擦力的大小也變為原來的一半。她由此得出：當接觸面的粗糙程度一定時，接觸面積越小，滑動摩擦力越小。你認為她的結論正確嗎？

學生A：正確，因為切掉一半后接觸面變小，摩擦力也變小。

學生B：不正確，因為切掉一半后重力減少，才導致摩擦力變小。

教師：請同學回答滑動摩擦力跟什么因素有關？

學生A、B：壓力和接觸面粗糙程度。

教師：對的。那剛才你們考慮摩擦力變化時有沒有考慮它的影響因素。

同學C：沒有考慮，剛剛兩個同學的回答都是不正確的。切掉一半后是壓力減小，而不是重力減小或接觸面積減小引起摩擦力變小。

教師：同學們在討論物理量的變化時要先回憶物理量的概念，知道它的影響因素，在解題過程中不斷用概念去判斷和監控自己的回答的對不對，及時的修正。

……

這種問題是部分同學比較容易犯的錯誤，片面的想問題。在學生判斷滑動摩擦力的大小變化時，教師應首先引導學生思考滑動摩擦力的影響因素是什么，當學生知道是壓力以及接觸面的粗糙程度之后，再通過題目的條件，判斷這兩者的變化，如果這兩者沒有變化，再去判斷接觸面積的大小對滑動摩擦力大小的影響。如果學生在判斷的過程中，對于這種比較抽象的因素容易忽視，可以引導學生通過畫示意圖的方式進行對比，就會比較容易發現接觸面積變小的同時“物體”大小也變小了，也就是對水平桌面的壓力也變小了，實際上真正影響滑動摩擦力大小的是壓力。最后再引導學生思考：如果要探究接觸面積對滑動摩擦力的大小影響時，應保證壓力和接觸面粗糙程度一定。可以使用長方體，各面粗糙程度相同的木塊，當需要改變接觸面積時，可以采用將木塊平放和側放的方式，這樣能保證壓力和接觸面的粗糙程度相同，又能改變接觸面積。這也是初中階段經常用到的控制變量法。

3. 結論與建議

從以上的錯例可以發現，兩種典型的錯例造成的原因是學生在分析的過程中，沒有按照正確的思維順序或者方法造成的。在日常的教學過程中，教師應注意以下方面的問題。

3.1 思維定勢產生的典型錯誤及教學策略

在思考力學的問題時，學生容易根據日常觀念去分析物理問題。發現存在這種錯誤的問題在教學過程中教師要緊抓定義，從定義的角度出發分析和做出判斷。因此也要求在教學時分析定義時教師一定要分析透徹并且將易造成思維定勢的問題應用定義分析給學生示范，得到矛盾沖突的結論。從而使學生辨析用定義和不同定義時，分析問題的結果會不同。根據定義分析的才是正確的。

3.2 片面思維認識產生的錯誤及教學策略

初中學生的邏輯思維習慣尚未完全形成，在思考力學的問題時，很容易根據事物的表面現象分析物理問題，往往根據表象的信息就做出了判斷。沒有深入思考其中的因果關系。

學生在出現片面的思維時，應該引導他思考這個因素具體是怎么影響實驗結果的，影響的因素還有什么。每一個因素的影響結果都分析一遍。最終通過這樣的反思性檢測認識到還有哪些因素或過程沒有考慮到的。進而用控制變量法的思維全面排查和分析。

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