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1、 谈打破物理实验中的思维定势_物理论文 物理论文有些学生在物理实验中,受类似实验现象的影响,缺对集体问题的具体深入分析,而形成的错 误认识。只注重实验现象忽视了本质而形成的思维定势。法国物理学家贝尔纳说:构成我们 学习的最大障碍是已知的东西,而不是未知的东西教师要善于在屋里实验中打破学生的思维 定势,培养学生的创造性思维能力,具体做法有以下几点。关键词:物理教学,物理实验,思维能力,思维定势1、受类似实验影响而形成的思维定势有些学生在物理实验中,受类似实验现象的影响,缺对集体问题的具体深入分析,而形成的错 误认识。例如:把一木块直立在小车上,使小车与木块一起沿水平作面运动,当小车遇到障碍物而突
2、然 停止,问木块是否倾倒?如果会,倾倒的方向如何?试分析之。有些学生回答会先前倾倒。理由是木块与小车一起运动,当小车突然倾倒时,木块上部因惯 性仍在运动,而下部因摩擦而静止,所以向前倾倒。这显然是受类似初中惯性实验的影响。有的学生回答不会倾倒。理由是:若小车底板光滑,小车与木块无摩擦力,木块上下两端因惯 性而一起向前匀速运动,故不会倾倒。这显然是受高一另一类惯性实验结果(表面光滑) 的影响。其实上述两种观点都有一定道理,但都是只做里表面认识,没有深入思考。由此可以看出,教 学实验如果处理不好,对学生的负面影响之大。其实木块倾倒与不倾倒与木块的几何尺寸及 木块与小车之间的摩擦系数有关。正确分析如
3、下:如上图,设匀质木块高 h1,宽 h2,质量,木块与小车的摩擦因数 。当木块与小车突然运动时,木块所受的摩擦力f =g木块产生的加速度(向右)对非惯性系小车来说,此加速度作用在木块质心上,方向向左,则木块所受惯性力:(向左)在木块刚要倾倒的临界状态,转轴在 A 点由 得 即:得:同理 当 时木块都不倾倒。当时木块都倾倒。可见,倾倒与不倾倒,与 和木块的几何尺寸有关,不能一概而论。2、因教学演示方法不当而形成的思维定势阿基米德定律这样表述:“浮力的大小等于物体排开液体的重量”不过老师在做演示实验 中,常把物体放在盛满水的杯子中,把物体“排开”所溢出的水流入容器内,称其容器内水重 就是物块所受浮
4、力的大小。 。这就给人一种错觉,即“排出即流出”的错误结论。为了纠正这个错误结论,现在设一个问题:“1N 水最多能产生多大浮力?”若按“排出即流 出”的结论则应该是:“1N 水最多能产生 1N 的浮力”,因为 1N 的水既是全部排出,也只能有 1N。 我们可以做这样一个实验来证明上述结论的错误。设有一个圆柱平底容器,深度足够大,底面积为 S1=60 2 内装 h1=10 的水。将一截面积为 S2=502 的足够长金属平底圆柱浸在容器的水中,计算容器中水的重量和圆柱所受的浮力。容器中水重:金属柱浸入水中,水被排出,水被挤在容器壁与金属柱之间,则水面高 h2排开水的体积:圆柱所受浮力:上述分析计算
5、无误,即 5.88N 水就能产生 29.4N 的浮力。实际上,只要 S/(=S1 S2)越小,产生 的浮力就更大。该例中水并未排出,就能产生 29.4N 的浮力。可见,“排出即流出”是错误的。3、只注重实验现象忽视了本质而形成的思维定势。讲到“沸腾”概念的实验是:取半杯水放在酒精灯上加热,当液面发生剧烈汽化时,这个过程 就叫沸腾,于是给出“沸腾”的定义:给液体加热,当液体升到一定温度时,液体内部出现大量 的气泡,升到液面破裂,放出汽体,这是整个液面出现剧烈变化,这种现象叫沸腾。如果向学生提出这样一个问题:锅里的水烧开后,舀入铝勺里一些,放在烧开的水面,再继续对 锅加热,锅里的水继续沸腾,而勺里
6、的水会沸腾吗?绝大部分学生都以为勺里的水会沸腾。实际上勺里的水是不会沸腾的。原因是水既使烧 到 100 也还要继续吸收热量(汽化热)才能沸腾,锅里的水就是不断地吸收热量而沸腾的。 水在沸腾时温度不会再升高,锅里和勺里的水温相同(100),它们之间没有热传递,因此勺里的 水不会沸腾。4、在物理实验中受日常生活 的影响而形成的思维定势 在牛顿第一、第二定律的实验中, 学生仍然在重复亚里士多德关于力是物体运动的原因这个错误观点,而这个观点早在几百年 前就已被伽利略推翻,而现在有些学生仍然是认识不清,往往错误认为:合外力的方向就是物 体的运动方向,若物体沿斜面向上运动,就会错误地认为物体一定有受斜面向
7、上的力。又如“大马拉小车”问题,总认为马拉车的力一定大于车拉马的力。 。这类问题不一而 足。究其根源在于日常生活观察或经验中由知觉造成的错误认识。但去解释这类现象时,学 生往往不自觉地抛开科学概念和规律,凭主观感觉做出错误的结论,这种现象往往又着人们的 思维和创造能力。 。法国物理学家贝尔纳说:“构成我们学习的最大障碍是已知的东西,而不是未知的东西”教 师要善于在屋里实验中打破学生的思维定势,培养学生的创造性思维能力,具体做法有以下几 点。1、培养学生的发散性思维。试验决不能视为一种孤立的过程或事件,而是与思维相关的。 实验课要有开展创造性思维活动的过程,老师要善于提出问题,珍惜学生实验时的“
8、闪光点” 。2、鼓励学生对问题的合理猜测,然后进行实验来验证,培养直觉思维。既使学生的猜测是错 误的,也应积极予以鼓励。3、加强对学生应变能力的训练,老师对实验内容提一些新的变化,让学生再实验,看结果又 如何。4、要适当增加一些探索性实验,以激发学生的探索精神。让学生进行探索性实验,自己“发 现”规律。可以使学生学到探索物理知识的方法,进一步受到科学实验的熏陶。这类实验比 较复杂、困难,教师要首先就实验的目的,研究的对象,使用的仪器及观测什么现象,记录哪些 数据,控制条件,数据处理,误差分析等一些列问题对学生进行指导,使每个学生做完一个探索 性实验都有所收获,得到教益。正如爱恩斯坦所说:“科学的创造性精神的活动的开展,需要不断地争取两类自由,即外在的 自由和内在的自由”,任何一种实验都对学生理解基本物理概念,原理等都有帮助,但是,是否可以引入教学,关键是看其能否有益于提高学生分析和解决问题的能力,试验内容要精心挑选,精 心设计,精心安排,以求达到最佳的教学效果。【参考文献】平顶日报中学物理教学参考1999、8、5 第 6 页。浙江省遂昌县二中 朱一新1N 水能产生 几牛浮力下载此论文：谈打破物理实验中的思维定势.dx（rd 文档）
