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1、高一学生常见思维障碍的成因及对策金立 ()（江苏省无锡市青山高级中学 江苏 无锡 214000）在高中生中流行着这样一句怨言：“物理难，化学繁，数学习题做不完。”这不仅反映了数、理、化各学科特点，而且表达出了“物理难学”这一呼声。学好物理确实不容易，需要较强的能力，尤其是思维能力，因为它是智力的核心，是学生顺利完成学习任务的关键和保障。从信息论的角度来看，思维是人脑对信息的加工过程。学生平时已经从日常生活经验和书本杂志以及互联网上获取了大量的信息，但是这些信息对物理问题的思考并不都有效，需要教师去引导、启发、归纳、分析和过滤，然后经过学生思维加工内化为学生掌握的知识和技能。高一学生常常因为思维
2、定式和生活经验的误导，出现了一些思维障碍，造成物理学习困难。一、思维障碍的来源1生活负迁移。学生不自觉的绕过科学概念构成的判断和推理，从个人的日常经验和观念出发，想当然的对物理问题进行判断，得到错误结论。实例如图所示，一个轻质弹簧竖直放在水平地面上，小球A由弹簧正上方某高度自由落下，与弹簧接触后，开始压缩弹簧，设此过程中弹簧始终服从胡克定律，那么在小球压缩弹簧的过程中，以下说法中正确的是( )（答案：C） A.小球速度一直增大B.小球速度一直减小C.小球速度先增大后减小D.小球速度先减小后增大在学生的答案中，第一次选择的占70以上，问其理由得到“人运动中遇到障碍就会自我保护而减速，因此运动物体
3、遇到弹簧弹力的阻碍也应该减速”。实例2甲、乙两队举行拔河比赛，甲队获胜，如果甲队对绳的拉力为F甲，地面对甲队的摩擦力为f甲；乙队对绳的拉力为F乙，地面对乙队的摩擦力为f乙，绳的质量不计，则有F甲_F乙，f甲_f乙（选填“”、“=”或“”）（答案：“=” “”）在学生的答案中，第一空填“=”的占80左右，而第二空填“”的不足10，问其理由得到“只有F甲F乙时，受力不平衡了，改变运动状态，导致向甲队方向移动，最后甲队获胜”。实例3物体A、B同时从同一地点，沿同一方向运动，A以10m/s的速度匀速前进，B以2m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，问：A、B再次相遇前，它们的间距变化情况是（ ）
4、（答案：C）A.一直增大 B.一直减小C.先增大后减小 D.先减小后增大在学生的答案中，选择的占60以上，问其理由得到“因为在日常生活的追打吵闹中获得了成功，所以只要去追，就应该缩小距离”。2习题“惯性”负迁移。学生在相近或相关问题上多次获得成功的基础上形成了“惯性”，形成一种主观的、僵硬的、带有顽固性的心理准备，把思维限制在狭窄的通道上，得到错误的结论。实例4在针对“实例1”讲解后，为了巩固学生正确的解题思维过程，就问“那么，小球再次被弹出过程中，速度和加速度又会如何变化的呢？”。 引导学生再次从小球的受力分析、加速度大小和方向的变化以及与速度方向的关系，得到相同的结论，即“加速度是先小后大
5、的，速度是先大后小的”。这时，部分“聪敏”学生很快从中总结得出“速度变化总是先大后小的，而加速度的变化趋势总是与之相反的。实例5一个物体从倾角为37足够长的斜面上水平抛出，初速度为10m/s,问经过多长时间，物体离斜面最远（g=10m/s2）？为了分解难点，就引导学生先解决另一个问题：物体被抛出，到达最高点（离地面最远）时，有什么特点？（答案：速度在与该面垂直方向上的分量为零，与该面平行方向上的分量不一定为零。）学生们很快反应出“速度为零”。学生回答的理由是“在竖直上抛问题和物体由于惯性冲上斜面问题中，最高点的速度都是零”。二、对策1一题多变变式，就是通过对某一题目进行图形变换、条件变换、结论
6、探索、类比等多角度和多方位的探究，使一个题变为一类题，达到举一反三、触类旁通的目的，培养学生良好的思维品质及探索、创新能力。例如，在解决实例4中出现的思维障碍，我就是这样操作的。变式1：把实例1中的弹簧和小球相连，倒置在升降电梯中，当电梯带着弹簧和小球匀速上升后，突然电梯停住，小球由于惯性压缩弹簧，那么在小球压缩弹簧的过程中，小球的加速度和速度大小如何变化？（答案： 小球的加速度大小一直增加，速度一直减小。）变式2：在变式1中，电梯突然停止改为突然加速且做匀加速运动，小球由于惯性拉伸弹簧，那么在小球拉伸弹簧的过程中（设弹簧在弹性限度内），小球的加速度和速度大小如何变化？（答案：小球的加速度大小
7、先增加后减小，速度一直增加。）变式3：分析各题中小球的动能、重力势能及弹簧的弹性势能的变化情况？最后，比较各题来引导学生归纳正确思考问题的步骤：先确定研究对象，然后进行受力分析，确定合外力的大小、方向的变化，以及合外力（加速度）方向与物体初始运动状态的关系，最后得到物体运动状态的变化或能量变化。2 一题多解变式，就是对同一个问题，鼓励、启发、引导学生在所学知识范围内，尽可能提出不同的解题构想和方法，拓宽学生的发散思维空间，培养学生发散思维、创新意识和思考周全的能力。例如，在解决实例3中出现的思维障碍，我就是这样操作的。【解析一】物理分析法： A做A10 m/s的匀速直线运动，B做初速度为零、加
8、速度a2 m/s2的匀加速直线运动。根据题意，开始一小段时间内，A的速度大于B的速度，它们间的距离逐渐变大，当B的速度加速到大于A的速度后，它们间的距离又逐渐变小。【解析二】数学极值法：物体A、B的位移随时间变化规律分别是sA10t， 。则A、B间的距离，可见，这是一个开口向下的抛物线方程，在t0的范围内，s是先变大后变小的。【解析三】v-t图像法：根据题意，作出A、B两物体的-t图像，如图所示。由图可知，A、B再次相遇前它们之间距离有最大值的临界条件是AB时 ，即t1时s有最大值，之后，s又逐渐变小。【解析四】相对运动法： 因为本题求解的是A、B间的距离变化，所以可利用相对运动求解。选B为参
9、考系，则A相对B的初速度、末速度、加速度分别是010 m/s、tAB0、a2 m/s2 。 因此，A相对B先做匀减速远离运动，减速到零后，再反向匀加速靠近，即s是先变大后变小的。3生活类比法，就是对于一些极为陌生、抽象的物理概念或规律，用熟悉的、形象化的生活事例去类比，那么往往会产生“一语道破天机”的惊人作用，帮助学生加速认识。例如，在解决实例3中出现的思维障碍，我还这样操作的。 教师问：你有没有这样的经历，你的某科成绩落后于你的同学，你经过一段时间的努力和追赶，取得了进步。（学生基本人人答“有”）教师接着问：那么，你们的差距是变大、不变还是缩小了？（学生回答不一）教师引导学生分析得出结论：自
10、己进步的同时，同学也可能在进步，各自的进步程度不同，导致差距变化不同。由此类比到实例3的追击问题，这样类比，可以使学生领略“类比”这一重要的认识问题的思维方法，既加强了物理与生活间的横向联系，又激发了学生学习的兴趣；既降低了某些物理新知识、新规律的教学难度，又增强了学生学好物理的信心。4假设法，就是当某一变因素的存在形式限定在有限种可能时，假设该因素处于某种情况，并以此为条件进行推理的方法，它是科学探究中的重要思想方法，是一种创造性的思维活动。通过对假设状态的分析、判断，使物理过程进行的情况迅速暴露出来。使学生能从错综复杂的诸多因素的“纠缠”中解脱出来，大大地缩短了分析和推理的时间，达到化难为
11、易，快速解决物理问题的目的。例如，在解决实例5中出现的思维障碍，我就是应用了假设和类比的方法。假设小球在最高点时的速度为零，引导学生受力分析得到小球只受重力和速度为零，应该做自由落体运动，那么这个结果对比现实情况，就能知道小球最高点速度不为零。再类比竖直上抛物体达到最高点的速度为零，分析最高究竟有什么速度特点。再次类比到斜面平抛离斜面最远的问题，最后归纳出：“当物体的速度在垂直某个平面方向上的分量为零时，物体就离该平面最远。”5 针对性实验，是一种有目的性的操作实验。学生天生好奇好动，而物理实验有很强的吸引力，让他们观察生动有趣的实验，甚至亲手操作实验，极易唤起他们的直接兴趣，提高他们的注意力
12、，有时出乎他们的意料之外的实验现象，更使他们兴趣盎然、印象深刻。具体措施：让学生近距离接触基本仪器，熟悉基本仪器的使用；让学生独立又熟练地完成实验的操作；逐步培养学生对实验数据的处理能力和对实验结果的分析能力，从而排除日常生活经验的干扰，突破思维障碍。例如，在解决实例2中出现的思维障碍，我就是这样操作的。首先，介绍力传感器及其工作原理，然后让学生体验对其作用力变化时，电脑软件显示出的直观数据或图形表现与作用力的大小和方向变化关系，在学生比较熟练DIS实验器材后，引导学生设计实验来模拟两支队伍的拔河比赛，最后让学生分组处理数据及讨论、归纳实验的结果，反思拔河实例中两个拉力、两个摩擦力的大小关系。
13、总之，在学生学习过程中，程度不同地存在着各种各样的思维障碍，而造成思维障碍的原因是多方面的，本文只列举了几种高一学生常见思维障碍的主要原因及对策。为了搞好物理教学，提高实效性，教师应针对学生错误的或模糊的看法以及不合理的思维方式加强教学的预见性和针对性，帮助学生练好基本功，及时排除他们存在的各种思维障碍，并且在运用中不断巩固、深化、提高思维能力。这样物理难学的现象就会逐渐改变，物理教学的质量就会不断提高。参考文献：1黄生功 高中物理教学中学生思维能力的培养 湖南师范大学硕士学位论文 200532李秋明 中学生物理学习思维障碍成因分析3刘晓利 浅析中学生在物理学习中的思维障碍邮寄地址：江苏省无锡市青山高级中学（无锡惠河路168号）
