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浅谈中学生解决物理问题时几种常见的思维障碍

更新时间:2016-09-06 所属栏目:论文范文

摘要:物理思维是具有意识的人脑对客观物理事物的本质属性、内在规律及事物间的相互联系和相互关系的间 接的、概括的、能力的反映。 
  然而,在现阶段以考试为主要目标的教育中,学生的学习倾向于重知识方法的积累,轻思维过程的形成;重解题方法的指导,轻思维方式的提炼;重基本概念和规律的掌握,轻思维能力的提高。本文以中学物理习题教学为研究对象,列举了学生在解决习题过程中比较常见的思维障碍,希望使物理习题教学成为提高学生科学素养的有效手段和重要保障之一。 
  关键词:思维障碍;习题解决;物理 
  中图分类号:G633文献标志码:A文章编号:2095-9214(2016)08-0058-02 
  一、引言 
  物理思维除具有思维的一般特征外,它还具有抽象性和形象性,物理学中有许多思维方法都是抽象性和形象性的统一,如,“理想性方法”、“观察和实验”、“类比”等。物理思维能力是直接影响物理思维活动效率,使活动顺利完成的个性心理特征。 
  近年来,习题教学己成为一个比较热门的研究方向,但是,己有的这些对习题教学的研究大多数是采用习题赏析的形式,关注点在于习题本身,而非学生在解决物理问题的过程中遇到的物理思维障碍,这严重制约了习题教学的有效性,影响了学生物理思维能力的提高。下面是中学生在物理学习中几种比较常见的思维障碍: 
  二、前物理观念干扰形成的思维障碍 
  物理前概念是指学生在接触物理知识之前,对物理现象所形成的经验形概念。由于中学生的物理知识有限,辩证思维也不发达,所以考虑问题容易流于表面,看不清事物本质,易产生一些错误的前概念。正确的前物理观念有助于学生在物理学习中顺利形成概念和掌握规律,是学生进行物理学习的基础;片面的、甚至错误的前物理观念会对学生的物理学习造成一定程度的思维障碍。 
  例1.甲乙两队拔河,甲队胜,若不计绳的质量,则下列说法正确的是 
  (A)甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲队取胜。 
  (B)当甲队把乙队加速拉过去时,甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力。 
  (C)当甲队把乙队加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力。 
  (D)甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力。 
  本题的正确答案为(B)(D) 
  在这本题中,学生会误认为赢得比赛的队伍对绳的拉力更大。实际上两支队伍对绳的拉力相同,赢得比赛的队伍对地面的摩擦力更大。 
  这类问题单纯的通过解释很难让学生理解,因为中学生的抽象思维在很大程度上属经验型,需要感性经验支持.因此教学中应了解学生的实际,通过实物演示纠正错误概念。 
  以上题为例,可以使用两个弹簧测力计,将弹簧测力计的钩子分别固定在一根绳子的两端,通过弹簧测力计测出绳子两端的拉力,模拟拔河的场景。 
  三、思维定势形成的思维障碍 
  思维定势也称“惯性思维”,是指心理上的“定向趋势”,它是由先前的活动而造成的一种对活动的特殊的心理准备状态。先前形成的知识、经验、习惯,都会使人形成认知的固定倾向,从而影响后来的判断。在实际教学中,教师在解决问题中常采用问题类比——即把问题纳入一般问题类型和模式,并依据该类型的解法模式去探求具体的解决途径。其结果就是学生把问题类型化和模式化。中学生经过大量的习题训练后,可以应用已有的方法迅速解决问题,但当条件发生变化时,学生易受思维定势的干扰。 
  例2.如图,甲、乙两支完全相同的试管.分别装有质量相等的液体.甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。设液体对两试管底的压强分别为P甲和P乙,则( ) 
  A. P甲P乙 D.条件不足 
  本题的正确答案是C,但很多同学都选择了B。造成此类现象的原因是学生已经做了很多类似题目,这类题目一般给出的条件是两个试管内的液体密度相同。但学生没有意识到,本题给出的两个试管内液体质量相同。仔细审题可以发现,两个试管内液体体积是不同的,因此在液体深度相同的情况下,液体产生的压强也不同。 
  对于这类问题,教师要克服学生思维定势的消极影响,就要提高学生思维过程的比较、鉴别能力,淡化感觉、知觉的选择性。在给学生讲解物理规律和习题时,要明确物理概念使用的前提条件。此外,一题多变,一题多解也可以破除思维定势。 
  四、物理公式数学化形成的思维障碍 
  数学是学习物理的重要工具之一,物理学是数学化程度很高的学科。在解决问题时,灵活地将物理公式进行数学变形能大大提高解题效率。但是,物理问题又有别于数学问题,物理理论的数学公式,都是有明确定义的。例如,在理解电容公式时,许多同学根据公式C=Q/U得出电容器的电容和带电量成正比,,和电容器两端电势差成反比的结论。我见过一个老师上课,把电容器类比为水容器(水杯),讲到电容时,老师把水杯中的水倒掉,问学生:是否水杯空了就可以说水杯没有装水的能力了?学生立即理解了电容这个物理量与电容器的带电量、电容器两端的电压无关。对于这类问题,首先要强调公式的物理意义,理解公式所描述的物理现象、物理实事之间的因果关系、决定关系。其次要明确公式的来龙去脉,防止单纯用数学方法代替物理概念真正建立起物理上的数量关系,把数学表达式与物理本质有机地统一起来。如果学生还是难以理解,适度类比也可以帮助学生破除此类障碍。 
  五、物理问题中隐含条件引起的思维障碍 
  高中物理问题形式多样,学生由于忽视物理问题中的隐含条件,会出现一系列的思维障碍和错误。特别是当题目给的条件过多的时候,学生不知道排除干扰因素,造成思维混乱。 
  例3:有一质量为89 g 的铜球,体积为100 cm3,求此铜球在水中静止时所受到的浮力。相当一部分同学解答为:=pgv =1.0×103(kg/m3×9.8(N/kg)×100×10-6 m3=0.98 N。 
  这显然是一个错误的答案。究其原因, 是因为学生没有先分析小球所处的状态,忽视了铜球是空心的这样一个隐含条件,而想当然按实心球计算。 
  解决这类问题,要加强学生的审题意识。习题一般不会出现多余条件,如果发现多余条件,则往往意味着解题方法的错误。比如上题中,如果使用公式=pgv,那么小球质量为89g就是一个多余条件。当发现多余条件是,要注意检查自己的解题过程是否有误。 
  六、知识的负迁移造成的思维障碍 
  知识的负迁移是一种学习对另一种学习的消极影响。由于高中物理认识过程理性强,学生对许多现象缺乏感性认识,有的知识点学生区分不清,容易将他们之间的关系简单化。比如“加速度”这个概念,从字面易理解为“增加的速度”,于是得出加速度越大,速度改变越大的结论。类似的问题也存在于电场强度和磁感应强度;电压、电势、电势差、电动势等概念中。解决这类问题,需要教师在讲解概念的过程中,帮助学生建立起清晰、明确的物理概念,理清概念的内涵与外延。另一方面要对一些相似或相近的概念,通过对比分析,引导学生找出概念间的相互联系与本质区别 
  中学生物理思维障碍的排除不可能一蹴而就,它应该随着教学中问题的出现而逐渐变化,通过排除学生的思维障碍,解决教学中存在的问题,逐步提高教学的有效性,培养学生的物理思维能力,提高学生的科学素养。这需要我们教学实践者不懈地为之努力。 
  (作者单位:扬州大学) 
  参考文献: 
  [1]乔际平,梁树森,赵风雨等.中学物理习题教学研究[M].北京:北京师范学院出版社,1993. 
  [2]郑青岳.物理解题思维研究[M].郑州:大象出版社,2000. 
  [3]仲崇鹏.初中物理习题教学中实施有效教学策略探索[D].东北师范大学,硕士学位论文,2009. 
  [4]张琦.物理教学中如何进行有效的课堂训练[J].读写算(教育教学研究),2010.


提示:
本文标题为:浅谈中学生解决物理问题时几种常见的思维障碍
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