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中學物理學習的思維障礙及其克服方法
所謂“思維障礙”是指思維活動過程中所遇到的障礙。由于物理學科自身的特點，決定了“思維障礙”較其它學科突出。阜康市一中穆尚禮老師對此進行了有益的探索。物理學是一門有其自身發展規律的學科。中學物理是以觀察和實驗為基礎，從而形成概念和規律為主要內容的學科。1.錯誤的“日常經驗”先人為主，成為建立科學概念的思維障礙由于物理學與日常生活和生產關系最為密切，在學習物理以前，學生已從那些膚淺、模糊以至錯誤的認識中獲得了不少“日常經驗”。這些“日常經驗”先入為主，常常干擾科學概念的形成，成為建立科學概念的思維障礙。從物體要運動必須施加力，沒有力作用物體就會停止運動這一日常認識中，產生“力是產生運動的原因”的“日常經驗”，從而對力的概念的建立形成思維障礙；從池水淺，大魚就無法浮起的日常認識中，產生“浮力大小與液體深淺有關”的“日常經驗”從而對浮力概念的建立形成思維障礙；從剎車后，地面阻力總是與車運動方向相反這一日常認識中，產生“阻力總做負功”的“日常經驗”，從而對阻力做功問題產生思維障礙；從自行力剎閘后停下來的現象，產生閘皮和瓦圈間的摩擦力是自行車停下來的原因的認識，而不認為是依靠車輪與地面間的滑動摩擦力使自行車停下來。從而對分析剎車的物理過程形成思維障礙；從空中雞毛比石塊落得慢的日常認識中，產生“物體下落快慢與重量有關”的“日常經驗”，從而對自由落體運動的學習形成思維障礙。另外，從日常的習慣用語中也可形成思維障礙。如燒水時，把壺嘴噴出的“白氣”叫水蒸氣，為正確解釋這一現象形成思維障礙；“安全生產，質量第一”中的“質量”一詞，為物理中“質量”概念的建立形成思維障礙；“目光短淺”中的“目光”一詞，為光學中“像”概念的建立形成思維障礙等。克服“日常經驗”形成的思維障礙的方法是：在建立每個概念前，教師應對有關“思維障礙”進行調查，以便在教學中采取恰當“對策”。即：做實驗以前產生強刺激，引導學生認真觀察，進行本質的探究，經過分析、推理、綜合，得出科學結論。2.物理公式數學化，造成思維障礙用數學式子表達的物理概念或規律，學生往往只從數學的意義去理解，從而對正確理解物理公式的物理意義形成思維障礙。從歐姆定律公式I=U/R導出 R=U/I，學生則說“導體的電阻跟加在導體兩端的電壓成正比，跟通過它的電流強度成反比。”豈不知數學式 y=x/z中的 x、y、z三者均可為變量，而 R=U/I中的R卻是由導體本身所決定的不變量，R=U/I只不過是在特定條件下的量度式而已，絕不存在與U和I成正比、反比的關系。從萬有引力公式F=GM1M2/r2和庫侖定律公式 F=KQ1Q2/r2，學生認為當 r→0時，萬有引力和庫侖力將無窮大。豈不知前兩公式成立的條件是M1和M2為質點，Q1和Q2為點電荷。克服物理公式數學化這一思維障礙的方法是：在推導或總結出物理公式時，一定要強調公式成立的前提，即強調物理公式的物理意義。有的概念和規律可用物理公式表示，但絕對不能不看條件而將物理公式數學化。3.思維定勢使知識發生負遷移，形成思維障礙思維定勢就是思維慣性。思維慣性會使舊有知識對新知識的掌握產生不利影響，這便是知識的負遷移現象。負遷移就是一種思維障礙。物理學中有許多概念、現象和物理過程都比較相似，稍不留意，就會產生知識的負遷移，從而形成思維障礙。如細桿的一端連接一小球，另一端有一轉動軸，使其繞軸在豎直平面內轉動。桿端小球運動到圓周最高點的速度可以為零。但若將此結論遷移到細繩拴小球在豎直面內做圓周運動時的情況，認為小球運動到圓周最高點的速度也可以為零那就錯了；又如把小球沿豎直平面內的圓形軌道的內側做圓周運動時結論遷移到小物體沿光滑球面的頂點滑下時的情況就不正確了。克服由于思維定勢所形成的思維障礙的最好方法是比較法。如將速度與加速度比較，動量與動能比較，電阻與電阻率比較，軟繩與硬桿比較，帶電粒子在電場與磁場中受力情況的比較以及運動情況的比較等。
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