中学物理学习的思维障碍及其克服方法

所谓“思维障碍”是指思维活动过程中所遇到的障碍。由于物理学科自身的特点，决定了“思维障碍”较其它学科突出。阜康市一中穆尚礼老师对此进行了有益的探索。物理学是一门有其自身发展规律的学科。中学物理是以观察和实验为基础，从而形成概念和规律为主要内容的学科。1.错误的“日常经验”先人为主，成为建立科学概念的思维障碍由于物理学与日常生活和生产关系最为密切，在学习物理以前，学生已从那些肤浅、模糊以至错误的认识中获得了不少“日常经验”。这些“日常经验”先入为主，常常干扰科学概念的形成，成为建立科学概念的思维障碍。从物体要运动必须施加力，没有力作用物体就会停止运动这一日常认识中，产生“力是产生运动的原因”的“日常经验”，从而对力的概念的建立形成思维障碍；从池水浅，大鱼就无法浮起的日常认识中，产生“浮力大小与液体深浅有关”的“日常经验”从而对浮力概念的建立形成思维障碍；从刹车后，地面阻力总是与车运动方向相反这一日常认识中，产生“阻力总做负功”的“日常经验”，从而对阻力做功问题产生思维障碍；从自行力刹闸后停下来的现象，产生闸皮和瓦圈间的摩擦力是自行车停下来的原因的认识，而不认为是依靠车轮与地面间的滑动摩擦力使自行车停下来。从而对分析刹车的物理过程形成思维障碍；从空中鸡毛比石块落得慢的日常认识中，产生“物体下落快慢与重量有关”的“日常经验”，从而对自由落体运动的学习形成思维障碍。另外，从日常的习惯用语中也可形成思维障碍。如烧水时，把壶嘴喷出的“白气”叫水蒸气，为正确解释这一现象形成思维障碍；“安全生产，质量第一”中的“质量”一词，为物理中“质量”概念的建立形成思维障碍；“目光短浅”中的“目光”一词，为光学中“像”概念的建立形成思维障碍等。克服“日常经验”形成的思维障碍的方法是：在建立每个概念前，教师应对有关“思维障碍”进行调查，以便在教学中采取恰当“对策”。
即：做实验以前产生强刺激，引导学生认真观察，进行本质的探究，经过分析、推理、综合，得出科学结论。2.物理公式数学化，造成思维障碍用数学式子表达的物理概念或规律，学生往往只从数学的意义去理解，从而对正确理解物理公式的物理意义形成思维障碍。从欧姆定律公式I=U/R导出 R=U/I，学生则说“导体的电阻跟加在导体两端的电压成正比，跟通过它的电流强度成反比。”岂不知数学式 y=x/z中的 x、y、z三者均可为变量，而 R=U/I中的R却是由导体本身所决定的不变量，R=U/I只不过是在特定条件下的量度式而已，绝不存在与U和I成正比、反比的关系。从万有引力公式F=GM1M2/r2和库仑定律公式 F=KQ1Q2/r2，学生认为当 r→0时，万有引力和库仑力将无穷大。岂不知前两公式成立的条件是M1和M2为质点，Q1和Q2为点电荷。克服物理公式数学化这一思维障碍的方法是：在推导或总结出物理公式时，一定要强调公式成立的前提，即强调物理公式的物理意义。有的概念和规律可用物理公式表示，但绝对不能不看条件而将物理公式数学化。3.思维定势使知识发生负迁移，形成思维障碍思维定势就是思维惯性。思维惯性会使旧有知识对新知识的掌握产生不利影响，这便是知识的负迁移现象。负迁移就是一种思维障碍。物理学中有许多概念、现象和物理过程都比较相似，稍不留意，就会产生知识的负迁移，从而形成思维障碍。如细杆的一端连接一小球，另一端有一转动轴，使其绕轴在竖直平面内转动。杆端小球运动到圆周最高点的速度可以为零。但若将此结论迁移到细绳拴小球在竖直面内做圆周运动时的情况，认为小球运动到圆周最高点的速度也可以为零那就错了；又如把小球沿竖直平面内的圆形轨道的内侧做圆周运动时结论迁移到小物体沿光滑球面的顶点滑下时的情况就不正确了。克服由于思维定势所形成的思维障碍的最好方法是比较法。如将速度与加速度比较，动量与动能比较，电阻与电阻率比较，软绳与硬杆比较，带电粒子在电场与磁场中受力情况的比较以及运动情况的比较等。
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