物理学习中的思维障碍浅析

   谈起物理课程的学习，相当多的中学生都会有一种畏难感。就物理课的学习过程而言，它实际上就是观察、思维、应用的过程。如果学生在学习过程中思维遇到了障碍而又得不到及时解决，时间一长，学生便会觉得物理难学。因此教师应对学生产生思维障碍的心理做深入的探讨，认真分析形成这些思维障碍的原因，以便在教学中有的放矢，有效地避免和减少学生在物理学习中出现的思维偏差，从而提高物理教学的效果。
    要分析学生学习物理的思维障碍，首先应了解中学生的思维特点。中学生，特别是刚刚开始学习物理的初中学生，思维水平虽然已基本达到形式运算阶段，具备了一定的逻辑思维能力，但由于他们还未进行系统的物理思维训练，其物理知识、经验还有很大的局限性，因而其逻辑思维能力和思维品质还比较差。具体表现为：１、思维的组织性、条理性差。他们不善于有目的、有条理地进行思维，遇到问题往往靠直觉经验判断，凭想当然推理。２、思维具有片面性。他们往往只考虑那些能直接从日常生活经验中所构建的事物的意义，而不能全面地分析问题，抓住事物的本质和解决问题的关键。３、思维缺乏灵活性、变通性。他们思维具有惰性，习惯于生搬硬套公式，而不是努力弄懂意义，根据具体问题灵活选择方法，在运用物理知识解决问题时尤为突出。４、思维缺乏逻辑性和严密性。这些是学生物理认知结构中的一些常见缺陷，纵观中学物理教与学的全过程，我认为形成学生思维障碍的原因有以下几个方面：
    一、前概念对物理学习的影响
    学生生活在丰富多彩的物理世界中，在正式学习物理之前，就已形成了一些概念或者说经验。这些概念和经验的积累大多是自然而然地形成的，是缺乏引导的，有些生活经验是正确的，有些则是片面的，甚至是错误的。在这些前概念中，有的已根深蒂固并形成一定的“理论体系”。如亚里士多德的力学理论，学生习惯于用这些概念来解释所遇到的现象，从而导致了他们的思维障碍。
例如由桌子不推不动的现象而认为物体的运动是需要力来维持的，尽管老师已讲了牛顿第一定律。又如沸腾的水会冒“白气”，尽管老师已讲了液化的有关知识，若不直接对这一现象进行解释，生活经验的根深蒂固，导致大部分学生认为水中冒出的是白色气体，而不能用水蒸气是无色气体，是看不见的，以及液化的知识来解释这一物理现象。针对这种前概念造成的思维障碍，教师应适时地。有针对性地纠正学生长期以来形成的错误生活经验或概念，引导学生科学地分析物理现象，对形成科学的思维方法是非常必要的。
    二、用数学关系代替物理概念
    数学是学习和研究物理的重要工具，运用数学工具来解决物理问题是对学生的重要能力要求。但物理不是数学，物理更重要的是物理事实、物理本质和物理关系。学生由于一开始上学就接触数学，所以一部分学生在分析物理问题时，总带有一种“数学惯性”，将物理问题数字化，忽视物理公式表达的物理含义。如对电阻这一物理概念，从电阻的计算公式Ｒ＝Ｕ／I就会认为：RocU、Ｒｏｃ1／I。而忽视了电阻是导体本身的一种性质，它的大小与U、I是无关的这一物理事实，从而得出了错误的结论。又如学过物体的浮沉条件以后，问学生这样一个问题：一艘轮船停在海面上，船上放着一个悬梯，梯子露出水面的长度是１米。如果海水开始上涨，每分钟上涨5cm,１０分钟后梯子露在海面上的长度是多少？相当多的同学认为10分钟后悬梯露出水面上的长度还有0.5cm。这就是因为学生只习惯于用数学公式代替物理概念，见到数字就想到数学运算，很少再从物理意义上去理解，造成了答案错误，因此在教学中，凡涉及到易给学生造成思维混乱的物理公式时，应着重讲清其物理意义、公式的适用条件，讲清物理公式与数学公式的区别，用物理的思维方法去学物理，促使学生形成科学的分析方法。
    三、思维定势带来的思维障碍
    所谓思维定势就是人脑多次受到某种外界信号刺激作用而形成的一种固定的思维方式。思维定势往往在分析处理实际问题时起一定的消极作用，而且同一方法使用次数越多，这种倾向就越强烈，当具体条件稍有改变时，往往跳不出过去的一套框框，使思维误人歧途。如：在初中电学中，多次讲到电流表应该串联，不应该并联，否则会烧坏电流表。由于学生多次接触此类问题，已形成一种思维定势，当遇到下图中所示电路图时，(图略)我问学生：“各元件会出现什么情况？”同学会立即说：“电流表会被烧坏。”而实际情况并不是这样，此图中，电流表与电压表是串联在一起的，由于电压表的内阻很大，电流表不会被烧坏，而且电流表的示数极小。造成学生答错的原因是受思维定势的影响，而没有注意此问题的条件已发生了变化。
    四、忽视隐含条件形成的思维障碍
    学生运用物理知识解决实际问题时，常常是多条件的，有些条件题目明确给出，学生自然十分重视；而有些条件是隐含在字里行间或隐含在物理过程当中。如前面提到的“一艘轮船停在海面……”一题，轮船停在海面隐含了船是漂浮体；又如用力推一木箱而没推动，分析摩擦力与推力的大小关系，隐含了物体处于平衡状态；再如体育课爬绳和爬杆两种运动，某同学先后以相同的姿势顺着绳和杆匀速向上爬，分析两种情况下的摩擦力关系，这里“某同学先后”隐含了重力相同，而“匀速向上爬”隐含了人处于平衡状态。处理这类问题的关键在于抓住题目中的关键字句，找出隐含条件，若找不到或忽视了隐含条件，题目则无法解答或做出错误的结论，从而形成思维障碍，因而在物理教学中，我们应切实帮助学生总结寻找隐含条件的规律，及时排除他们思维上的障碍。
    五、教学方法不当造成思维障碍
    有些思维障碍是心理障碍造成的，还有些是由于教学方法不当而人为造成的。初中学生学习物理的思维特点是：习惯于从特殊到一般的归纳推理，即从有代表性的感性事物入手，归纳出它的本质特征和共性，得出概念和规律，初中物理的绝大部分概念和规律都是这样得出的。如果不注意这个特点，同样的内容用演绎推理的方法来讲解，学生会感到不好接受。这显然是由于教师的教学方法不当造成了学生思维上的障碍。
    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，本文只列举了几种常见的主要原因。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，注意分析研究学生学习物理的心理特征和思维规律。在教学中既要适合学生的认识结构，又要改造他们不合理的认识结构，以使学生克服和减少思维障碍，这是我们突破思维障碍的一条重要之路，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。