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物理学习的思维障碍探源及对策


五、概念内涵和外延的模糊形成的思维障碍。
任何一个物理概念都是内涵和外延的统一,我们通常所说的使学生掌握物理概念,一方面指的是要理解物理概念的内涵,同时也要求明确其外延。所谓外延,即概念所涉及的范围和条件,公式的适用范围和成立条件。教学实践告诉我们,使学生弄清概念的外延是深化对概念的理解、正确运用物理概念解决实际问题的前提条件。但由于概念的外延指的是适用该概念的一切有关事物,因此,学生在理解或实际运用概念时,有时会不自觉地缩小或扩大概念的外延,因而造成错误的结果。
缩小概念外延主要表现为,忽视了同一概念所包含的物理图景的多样性,以较熟悉的个别的图景代替图景的全部。如对在竖直方向上运动处于超重状态的物体,学生只考虑其向上加速的情况,忽视了向下减速的情况等等。发生这一错误的原因,一方面由于学生头脑中的物理情景建立的不全面,同时也暴露出学生思维缺乏周密性。
相反,也有无意识地扩大外延的情况,如摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动,而学生有时就扩大为总是阻碍物体的运动。有的学生因忽视匀变速直线运动的平均速度公式的适用范围,用它来分析其它非匀变速运动的问题。为了克服这种思维障碍,在教学中必须把基本概念的物理意义讲清楚,讲清公式的适用范围,配合练习加强运用,在运用中进行检查,深化理解,逐步达到正确掌握基本知识的目标。
六、思维定势干扰形成的思维障碍。
学生运用掌握的知识,形成了一套切实有效的分析解决问题的推理方式和方法,变成了学生的一种能力,一定的思维模式,这种现象叫思维定势。但这种现象具有双重性,既有积极的作用,又有消极的作用。从正面说,思维定势的形成表明学生不仅掌握了知识,并且也形成了一定的思维推理能力;从反面说,这种思维定势对分析解决能力的发展和提高也具有一定的阻碍作用,这种现象在教学中是很常见的。比如,在物理中常用的正负号,它可用来表示矢量的方向,不表示矢量的大小;也可用来表示标量的正负,如温度的高低,功的正负,能量的正负,电势的高低;也可用来表示物体的性质,如透镜的性质,电荷的性质等等。而学生有时片面理解为表方向,忘记有的表示性质,有的表示大小。再如,学生学完高中力学后,解决动力学问题的方法主要有三种,一是运用牛顿运动定律和运动学公式,用来分析简单的匀变速运动的问题;二是动量的观点,运用动量定理和动量守恒定律,这是一种普遍的规律;三是运用功能观点,运用动能定理和能量守恒定律,也是一种普遍的规律。虽然后两种规律学生能够达到的知识水平有限,但在教学大纲和高考说明的范围内,对一些典型问题的分析上,仍然可以暴露出学生思维上的障碍和惯性。事实上,有许多典型的问题是应该用后两种观点容易解决的,学生仍往往用运动学公式和牛顿运动定律来分析,这就说明这种方法对动量和功能原理的知识的理解和提高产生了阻碍作用。还有,带电粒子在电场中的运动分析中,首先要分析粒子的受力情况,对重力是否要考虑应根据状态判断,但学生往往直接将重力分析进去,使问题不能得到解决。要克服这种思维定势,应该注意运用典型的事例加强练习,增强训练的新颖性,增强题目的灵活性,重在提高具体问题具体分析的能力,切实加强审题能力的培养,使学生形成正确的分析习惯和方法,克服想当然的按头脑中的思维套路来解题的不良习惯。
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,并且在运用中不断巩固、深化、提高思维能力。

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