论文部分内容阅读
摘 要：物理概念的高度抽象性、前概念的影响以及学生思维的单线性构成了初中生学习物理的主要思维障碍。分析这些障碍产生的原因，并在物理教学中有意识地培养、训练学生的物理思维品质是解决这一问题的根本途径。
关键词：中学生 思维障碍 物理教学
中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号: 1673-1875(2008)12-096-01
思维是认识过程的高级阶段，它是人脑对客观事物间接地、概括地和能动地反映。思维是智力活动的核心，物理思维品质在很大程度上决定了学生学习物理的效率。由于中学生思维发展还不完全成熟，加上 “应试”思想的影响，教师注重知识的传授而忽视了学生思维品质的培养和训练，从而造成了学生学习物理的思维障碍。
一、初中生学习物理的思维障碍分析
1、物理概念的高度抽象与学生抽象思维发展不成熟之间的矛盾
物理概念是对客观事物共同或本质特征的抽象和概括，它超越了具体的事物和过程因而具有很强地抽象性和概括性。然而，初中学生大都在十四五岁，抽象思维能力尚未成熟，思维的深刻性较差，不善于把握物理事物的本质特征，常常被表面现象所迷惑。比如“内能”是热学中的一个基本概念，在理解这一概念时许多学生错误地认为：低温物体的内能一定比高温物体的内能小，当物体的温度降低到0℃时，物体的内能也为零。出现误解的原因是学生不能从分子运动论的角度理解内能的概念，只根据“物体的温度降低时，内能减少”，想当然地认为“0℃的物体内能为零”。
2、思维的“惯性”——“前概念”的局限性及其对物理概念的干扰
学生在日常生活中接触了许多物理现象，头脑中形成了不少“前概念”，由于学生物理知识与生活经验的限制，有些“前概念”是模糊的、片面的、甚至错误的，这些“先入为主”的概念会对学生学习物理造成不良的影响，从而形成思维障碍。例如：许多学生认为烧开水时，从壶嘴冒出的“白汽”是水蒸气；重的物体比轻的物体下落的快；即使学过牛顿第一定律之后还有不少学生认为“力是维持物体运动的原因”……另外，思维的“惯性”还表现为学生认识不到物理对数学的制约，运用数学思维代替物理思维。比如：由欧姆定律I=U/R变形可得到R=U/I，有的学生一看到这个公式就得出了电阻与电压成正比与电流成反比的结论，从数学上看无疑是正确的，但学生忽略了电阻是导体本身的性质，与电压电流均无关。
3、思维的单线性——看不到物理事物之间的普遍联系
我们经常听到学生反映：课能听懂，定理、公式也能记住，但解答具体问题时，却不知如何入手，学过的知识似乎都用不上。这正是思维单线性的表现。物理概念、物理规律具有高度地概括性和抽象性，对应着某类事物和物理过程而不是具体的事物和过程，这就需要学生理清不同事物之间的联系，将所学的知识迁移运用到新的情景。由于学生思维水平低，看不到物理现象之间的联系，因此造成迁移能力差。比如：如果学生没有认识到壶嘴里喷出的“白汽”和草叶上的露珠有相同形成机理，即使知道露珠形成是放热过程也无法回答“白汽”形成过程是吸热还是放热的问题。还有，学生不善于综合运用解决问题的各种条件，看不到条件间的联系，在他们的头脑中各条件是孤立的，不经他人的提示或提醒，他们甚至想不到利用这些条件（特别是隐含条件），影响解题的结果。例如：在图1所示的电路中，
电源电压恒定，R为定值电阻。当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表的示数（）。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断。学生是这样考虑的：当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的有效电阻增大，电路的总电阻增大，总电流减小；对于滑动变阻器来说，电阻增大，电流减小，因此认为电压不变或者无法判断其变化。实际上他们忽略了电源电压恒定这一条件，没有看到滑片移动时也造成了定值电阻两端电压的变化，而这一点恰恰是解决问题的关键。
二、对策——物理教学中提高学生思维能力的策略
克服学生学习物理的各种思维障碍，必须认真分析这些思维障碍产生的根源，并在教学过程中采取相应的措施来
矫正学生思维过程中产生的偏差。有意识地训练学生的思维品质，是提高学生思维能力的有效途径。
1、通过物理概念和规律教学培养、训练学生的物理思维品质
在物理概念和规律的教学中，利用多种教学手段为学生提供丰富的感性材料，使学生经历解决问题的思维过程，训练学生思维的条理性与组织性。如“速度”的教学，在使学生认识到运动有快慢之分的基础上，指出“物理学中用速度这个量表示物体运动的快慢”,使学生理解速度的物理意义。接着提出“怎样比较物体运动的快慢”?在日常生活中，学生已经掌握了两种比较物体运动的方法：相同运动时间，比较运动的路程；运动相同的路程，比较所用的时间。进一步设疑：若两个物体运动的路程不同，所用的时间也不相同，怎样比较它们运动的快慢？经过讨论后使学生明确：可以比较它们单位时间内通过的路程。这样，不仅可以使学生掌握速度的概念，还可以使学生理解用比值定义的物理量的意义，批判性地对待“前概念”。
另外，物理概念和规律建立过程中蕴含着人类探究未知世界的科学方法，比如：等效法、近似法、类比法、图像法、归纳法、演绎法以及物理模型、理想实验等，在教学中，教师应有意识地向学生渗透这些方法，逐步培养学生物理思维品质的深刻性和灵活性。另一方面，掌握研究问题的方法有利于学生抽象思维和辩证思维能力的发展。
2、通过物理习题教学培养、训练学生的物理思维品质
应用物理知识解决实际问题是培养、训练学生思维品质的重要途径。比如：通过“一题多解”、“一题多变”可以训练学生思维的灵活性；设置问题陷阱可以训练学生思维品质的深刻性等。还可以引导学生经常性地对解题的思路、方法以及涉及到的知识点进行概括与总结，通过概括与总结，使学生了解知识之间的联系。
3、在科学探究中培养、训练学生的物理思维品质
科学探究在物理课程中占有重要而特殊的地位，它既是学生学习物理知识的一种方式，又是学生必须掌握的课程内容。科学探究能为训练学生的物理思维品质提供良好的机会。这是因为：科学探究开始于问题，立足于学生调动、整合已有的知识，运用已掌握的科学方法通过积极思考去解决问题。物理思维贯穿于探究活动的始终，没有正确的思维指导，探究活动将难于进行；同时探究活动为训练学生的思维提供了机会。例如：在提出、发现问题环节可以训练学生思维的批判性；设计实验方案可以培养训练学生思维的灵活性与独创性等。
总之，在教学过程中，有意识地培养学生的物理思维，提高学生物理思维品质，可以有效地纠正学生在思维过程中产生的各种偏差，提高学生学习物理的效率。也是提高物理教学质量、培养创造性人才的重要途径。
参考文献：
[1]陈琦，刘儒德.当代教育心理学[M].北京：北京师范大学出版社,2006.1
[2]李新乡，张德启，张军朋，等.物理教学论[M].南京：科学出版社,2005.9
[3]阎金铎主编，田世昆，胡卫平著.物理思维论[M].桂林：广西教育出版社，1996.12
关键词：中学生 思维障碍 物理教学
中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号: 1673-1875(2008)12-096-01
思维是认识过程的高级阶段，它是人脑对客观事物间接地、概括地和能动地反映。思维是智力活动的核心，物理思维品质在很大程度上决定了学生学习物理的效率。由于中学生思维发展还不完全成熟，加上 “应试”思想的影响，教师注重知识的传授而忽视了学生思维品质的培养和训练，从而造成了学生学习物理的思维障碍。
一、初中生学习物理的思维障碍分析
1、物理概念的高度抽象与学生抽象思维发展不成熟之间的矛盾
物理概念是对客观事物共同或本质特征的抽象和概括，它超越了具体的事物和过程因而具有很强地抽象性和概括性。然而，初中学生大都在十四五岁，抽象思维能力尚未成熟，思维的深刻性较差，不善于把握物理事物的本质特征，常常被表面现象所迷惑。比如“内能”是热学中的一个基本概念，在理解这一概念时许多学生错误地认为：低温物体的内能一定比高温物体的内能小，当物体的温度降低到0℃时，物体的内能也为零。出现误解的原因是学生不能从分子运动论的角度理解内能的概念，只根据“物体的温度降低时，内能减少”，想当然地认为“0℃的物体内能为零”。
2、思维的“惯性”——“前概念”的局限性及其对物理概念的干扰
学生在日常生活中接触了许多物理现象，头脑中形成了不少“前概念”，由于学生物理知识与生活经验的限制，有些“前概念”是模糊的、片面的、甚至错误的，这些“先入为主”的概念会对学生学习物理造成不良的影响，从而形成思维障碍。例如：许多学生认为烧开水时，从壶嘴冒出的“白汽”是水蒸气；重的物体比轻的物体下落的快；即使学过牛顿第一定律之后还有不少学生认为“力是维持物体运动的原因”……另外，思维的“惯性”还表现为学生认识不到物理对数学的制约，运用数学思维代替物理思维。比如：由欧姆定律I=U/R变形可得到R=U/I，有的学生一看到这个公式就得出了电阻与电压成正比与电流成反比的结论，从数学上看无疑是正确的，但学生忽略了电阻是导体本身的性质，与电压电流均无关。
3、思维的单线性——看不到物理事物之间的普遍联系
我们经常听到学生反映：课能听懂，定理、公式也能记住，但解答具体问题时，却不知如何入手，学过的知识似乎都用不上。这正是思维单线性的表现。物理概念、物理规律具有高度地概括性和抽象性，对应着某类事物和物理过程而不是具体的事物和过程，这就需要学生理清不同事物之间的联系，将所学的知识迁移运用到新的情景。由于学生思维水平低，看不到物理现象之间的联系，因此造成迁移能力差。比如：如果学生没有认识到壶嘴里喷出的“白汽”和草叶上的露珠有相同形成机理，即使知道露珠形成是放热过程也无法回答“白汽”形成过程是吸热还是放热的问题。还有，学生不善于综合运用解决问题的各种条件，看不到条件间的联系，在他们的头脑中各条件是孤立的，不经他人的提示或提醒，他们甚至想不到利用这些条件（特别是隐含条件），影响解题的结果。例如：在图1所示的电路中，
电源电压恒定，R为定值电阻。当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表的示数（）。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断。学生是这样考虑的：当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的有效电阻增大，电路的总电阻增大，总电流减小；对于滑动变阻器来说，电阻增大，电流减小，因此认为电压不变或者无法判断其变化。实际上他们忽略了电源电压恒定这一条件，没有看到滑片移动时也造成了定值电阻两端电压的变化，而这一点恰恰是解决问题的关键。
二、对策——物理教学中提高学生思维能力的策略
克服学生学习物理的各种思维障碍，必须认真分析这些思维障碍产生的根源，并在教学过程中采取相应的措施来
矫正学生思维过程中产生的偏差。有意识地训练学生的思维品质，是提高学生思维能力的有效途径。
1、通过物理概念和规律教学培养、训练学生的物理思维品质
在物理概念和规律的教学中，利用多种教学手段为学生提供丰富的感性材料，使学生经历解决问题的思维过程，训练学生思维的条理性与组织性。如“速度”的教学，在使学生认识到运动有快慢之分的基础上，指出“物理学中用速度这个量表示物体运动的快慢”,使学生理解速度的物理意义。接着提出“怎样比较物体运动的快慢”?在日常生活中，学生已经掌握了两种比较物体运动的方法：相同运动时间，比较运动的路程；运动相同的路程，比较所用的时间。进一步设疑：若两个物体运动的路程不同，所用的时间也不相同，怎样比较它们运动的快慢？经过讨论后使学生明确：可以比较它们单位时间内通过的路程。这样，不仅可以使学生掌握速度的概念，还可以使学生理解用比值定义的物理量的意义，批判性地对待“前概念”。
另外，物理概念和规律建立过程中蕴含着人类探究未知世界的科学方法，比如：等效法、近似法、类比法、图像法、归纳法、演绎法以及物理模型、理想实验等，在教学中，教师应有意识地向学生渗透这些方法，逐步培养学生物理思维品质的深刻性和灵活性。另一方面，掌握研究问题的方法有利于学生抽象思维和辩证思维能力的发展。
2、通过物理习题教学培养、训练学生的物理思维品质
应用物理知识解决实际问题是培养、训练学生思维品质的重要途径。比如：通过“一题多解”、“一题多变”可以训练学生思维的灵活性；设置问题陷阱可以训练学生思维品质的深刻性等。还可以引导学生经常性地对解题的思路、方法以及涉及到的知识点进行概括与总结，通过概括与总结，使学生了解知识之间的联系。
3、在科学探究中培养、训练学生的物理思维品质
科学探究在物理课程中占有重要而特殊的地位，它既是学生学习物理知识的一种方式，又是学生必须掌握的课程内容。科学探究能为训练学生的物理思维品质提供良好的机会。这是因为：科学探究开始于问题，立足于学生调动、整合已有的知识，运用已掌握的科学方法通过积极思考去解决问题。物理思维贯穿于探究活动的始终，没有正确的思维指导，探究活动将难于进行；同时探究活动为训练学生的思维提供了机会。例如：在提出、发现问题环节可以训练学生思维的批判性；设计实验方案可以培养训练学生思维的灵活性与独创性等。
总之，在教学过程中，有意识地培养学生的物理思维，提高学生物理思维品质，可以有效地纠正学生在思维过程中产生的各种偏差，提高学生学习物理的效率。也是提高物理教学质量、培养创造性人才的重要途径。
参考文献：
[1]陈琦，刘儒德.当代教育心理学[M].北京：北京师范大学出版社,2006.1
[2]李新乡，张德启，张军朋，等.物理教学论[M].南京：科学出版社,2005.9
[3]阎金铎主编，田世昆，胡卫平著.物理思维论[M].桂林：广西教育出版社，1996.12