物理上有许多相近的物理概念,它们既相互联系又存在区别,具有不同的本质属性。有的学生对它们的物理意义理解不透,区分不清,加上头脑中没有完整的物理情境,容易将它们之间的关系简单化,要么同时变大,要么同时变小。
例如表示物理量大小及表示它变化快慢的两个量,学生就容易混淆,以速度和加速度为例来说,二者都是描述物理运动的物理量,速度表示物体运动的快慢,而加速度则是表示速度变化的快慢。有的学生认为,物体的加速度大,速度就大,加速度变大时,速度就随之也变大。要克服这种思维障碍,可以抓住两个概念的差异,从不同的角度突出这种差异,进行区别。一是可以通过列举具体的典型例子加以纠正,使概念深化,找出两者之间的内在联系和区别,如在物体的振动过程中,物体向平衡位置运动的过程中,加速度是变小的,直至为零,速度是变大的;而离开平衡位置的过程中,加速度是变大的,速度反而是变小的,直至为零。为了特别强调加速度和速度这两个大小的差别和变化的不一致性,再让学生分别说明始末位置它们的大小,学生通过这一物理情境就可以具体地理解这两个量的区别,避免混淆。二是可以运用图象进行区别,说明在v-t图象中,斜率表示物体的加速度,纵坐标表示物体的速度,等等。
类比是一种重要的推理方式,是人们认识新事物或有所新发现的重要思维方式。但类比不是一种严密的推理,类比推理的结果是否正确,还需要经过实践的检验。学生在学习物理的过程中,正确恰当地运用类比,可以帮助学生掌握所学的知识。
3.由于学生解决物理问题技能技巧上的缺陷造成思维障碍
学生在碰到一个题目的时候,他的思维是发散的,而思维总是从一个中心问题开始,再根据有关的物理概念、规律和逻辑关系不断向外展开,从初始状态出发,经过一步步的中间状态,在问题空间中搜索前进,最后达到目标状态。在中间搜索中必须抓住关键环节,即思维中心,否则,思维就处在混乱无序的状态,使问题难以解决,这也是造成思维障碍的一种原因。有正确的思维也有错误的思维,如果分析能力不强就不能排除错误的思维。物理的题目大多过程是比较复杂,而结果的表述是不难的。这是因为这种教学方式使学生在被动地接受,没有去思考为什么这么做,有没有其他的方法。形成思维中心的方法一般有常规的接近目标法与非常规的背离目标法两种,一种方法是找到的关键应有助于逐步使中间状态接近目标状态。
例如:在一个小池里,一条船,载满了石块。如果把石块全部扔到水里,池里的水面将会上升还是下降? 有的学生很快就回答,水面应该上升,因为石头扔到水里占据一定的体积,水面当然要上升。也有的学生认为石头是从船上扔下去的,本身也在水上,跟从外边往水池中扔石头不一样。船上石头扔到水池里,水面应该上升,石头扔掉以后船轻了,排开的水就少了,水池中的水面还要下降,这样一来水面到底是升是降就很难判断了。这后一种认识显然比前者深刻。但由于抓不住关键环节,不成一条明确的思路,问题不能明确得解。其实问题的关键是要比较在向水池中投入石块前后浸在水中物体体积的大小,这样就会形成一个思维中心。可把问题分成两步:一步石块投入水池后池水上涨的体积应是投入石块的体积,二步若把船上的石块扔到岸上时,水面肯定要下降,这相当于船因扔掉石块而导致的水面相对下降。下降的多少根据阿基米德原理,部分水的重量正好等于扔掉的石头的重量,而等重的石头与水, 谁的体积大? 当然是水。所以最终的结果是,水面要下降。通过这个问题的
检测可以发现,尽管这是一道难度较大的物理问题,但在常规方法中学生心理上的障碍并不大,问题出在解决问题的技能技巧上了。说明在思维能力的培养中,技能训练也是十分必要的。另一种背离目标法是必要时先远离目标,然后再达到目标,例如为要求一个物体平衡时的某个物理量,却需要先去分析不平衡时这个物理量的变化范围。关键是抓住不平衡的分析,平衡就好办了。这种思维学生往往不习惯,会受到心理因素的影响,从而抓不住关键环节,容易产生错误。这说明在解决非常规的物理问题时发散思维的培养是必要的。
例如:对农民来讲,农作物的种子中混有一些杂草的种子是很头痛的事情。但这两种种子在外表上是不同的,农作物的种子比较光滑,不易吸附小颗粒物;而杂草种子表面有许多绒毛,能吸附靠近它的小颗粒物。现有一些混有杂草种子的农作物种子,给你一块磁铁和一些铁屑,请你帮农民将杂草种子从农作物种子中分离出来,说出你的办法和道理。
分析本题没有现成的实例可借鉴,需要经过创造性思维,设计出解决问题的方案。利用磁铁具有吸引铁的性质,将铁屑撒在种子中,并搅拌均匀,使铁屑吸附在杂草种子上(铁屑具有和动物皮毛一样的不光滑性),然后利用磁铁将铁屑和杂草种子一起从混合种子中吸出来。
四、结论
总之,为了有效克服以上所述的各种思维障碍,就必须认真研究学生思维障碍产生的根源,采取各种教学手段,增强预见性和针对性,切实纠正学生思维过程中的错误偏差,让学生掌握物理学科的基本结构(基本概念、基本规律),培养学生分析问题和解决问题的能力, 不断激发学生兴趣,使他们保持稳定的进取精神和顽强的学习毅力,冲破学习中的各种障碍, 会学物理, 真正掌握物理知识,并且在运用中不断巩固、深化、提高思维能力。
参考文献:
[1] 王瑜.给物理教师的101条建议[M].南京:南京师范大学出版社,2005年第一版,154—158.
[2] 李海丰.论中学生学习物理的心理障碍[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2004,10(1):126—128.
[3] 白丽珠,沈绪媛.浅析物理学习的思维障碍与对策[J].安徽教育月刊,2004,10:27—28.
[4] 阎金铎,田世昆,胡卫平.物理思维论[M].南宁:广西教育出版社,1996年第一版,6;15—25;52;77;104.
[5] 张超瑜.中学生物理学习的主要思维障碍及其对策[J].辽宁教育研究,2001,10:63—64.
[6] 饶黄云.中学生学习物理的思维障碍及其成因[J].井冈山师范学院学报(自然科学版),2001,22(6):67—69.
[7] 邵瑞珍.教育心理学[M].上海:上海教育出版社,1996年第一版,272.
[8] 朱智贤.关于思维心理研究的几个基本问题[J],北京师范大学学报(社会科学版),1984,10.
[9] 胡滨,汪秋明.中学生物理学习的思维障碍及其矫正[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2005,11(1):118—119.
[10] 程小花,毕业论文中的某些观点