初中同學普遍覺得物理難學,雖然原因是多方面的,其中在學習物理過程中的思維障礙是不可忽視之一。筆者,從新課程理念出發(fā)結合物理教和學的體會,以心理學的角度對初中學生物理學習的思維障礙作些探討。
1 先入為主的前概念誘惑
初中同學在學習物理之前,已經(jīng)在自己的生活實踐中接觸了大量的物理現(xiàn)象,獲得了不少粗糙的感性認識,形成了某些“經(jīng)驗型”的概念——前概念。在這些前概念中,有的本質和現(xiàn)象是一致的,有利于學生在今后的物理學習中理解和掌握物理知識。但是,大量的前概念是不能反映物理現(xiàn)象的本質的,具有一定的表面性和片面性,甚至是錯誤的。這些似是而非的概念因受到長時間的強化,已形成一種強烈的心理傾向,這種心理傾向常常在教學中誘惑學生拋開科學的概念和規(guī)律落入前概念的“誤區(qū)”。例如,在運動和力的關系上,學生總認為“物體受力才運動,不受力就不運動”。盡管教師上課時已經(jīng)指出過亞里士多德的錯誤說法,也組織學生學習和探究了牛頓第一運動定律,但要求他們解釋踢出去的足球繼續(xù)運動的原因時,很多學生仍然得出“足球受到?jīng)_力作用”“足球有慣性力”等說法。在溫度和熱量的關系上往往產(chǎn)生“物體吸收熱溫度一定升高物體放出熱量溫度一定降低”的錯誤認識。
2 思維定勢的消極影響
心理學告訴我們,每當人們采取特定的思路去思考問題并取得成功時,以后遇到其它問題時會采取同樣的思路分析思考。這種沿著固定觀念去思考問題的現(xiàn)象,稱之為“思維定勢”,它是人們思維活動的習慣。初中生的思維正處于形象思維向抽象思維過渡時期。他們形成的思維定勢有其積極的一面,它可以促進知識和方法的正遷移,但也不能忽視它的另一面。就是思維總是擺脫不了已有“框框”的束縛,使思路變得單一、狹窄,遇事只會從一個方面去思考分析,因而往往出現(xiàn)“百思不得其解”或“有解必錯”的現(xiàn)象,從而表現(xiàn)出思維定勢的消極作用。如,學生在老師的講解和作業(yè)中多次遇到過用“質量是物體本身的一種屬性”這一概念來到判斷同一物體在不同位置,質量是否相同的問題。經(jīng)過反復強化已形成一種條件反射——思維定勢。如果出現(xiàn)“某人在地球上最多能舉起質量為65kg的杠鈴,到月球上他能舉起質量為多少的杠鈴”這一問題時,絕大部分學生受思維定勢的消極影響,不深入分析問題的物理過程,就會按“質量不變”的思路,輕率地得出65kg的錯誤結論。又如,傳統(tǒng)的物理習題給出的條件或數(shù)據(jù),總是解題所必要的,而且不多不少剛好用完。長期以來學生就形成了這樣一種封閉式思維,凡是題目中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)或已知條件都要用上而且剛好用完,最后的得數(shù)整齊,該題就解得差不多了。而在新的課程理念下,題目強調的是實際問題情景,所給條件自然呈現(xiàn)開放性,這樣就要求學生自己去分析、判斷,提取有用的條件或數(shù)據(jù),學生往往就無所適從了,這些也都是思維定勢消極的影響。
3 知識負遷移的干擾
新的科學概念建立過程,常常是在已有知識的參與下進行的,但新舊概念間,一方面先前的知識有時會產(chǎn)生消極影響,妨礙新的概念形成,另一方面,后學的概念在某些情況下也會對先學的概念產(chǎn)生一定的干擾,這就是教育心理學上所謂的“知識負遷移”。知識負遷移的干擾作用不僅表現(xiàn)為新舊概念互相混淆,如將“壓力”和“重力”等同,把“溫度”和“熱量”相混淆,還突出地表現(xiàn)在干擾學生對物理問題進行科學分析。例如,不少學生認為:在深冬,用手摸室外東西時,會覺得金屬比木頭涼,其原因是金屬溫度比木頭溫度低。盡管老師反復強調這是因為金屬比木頭善于吸熱和傳導熱,但學生仍和老師辯道:“課本上明明寫著:‘物體的冷熱程度用溫度表示,熱的物體溫度高,冷的物體溫度低’。我們感覺到金屬比木頭涼,應該是金屬的溫度比木頭溫度低?!逼鋵嵾@就是傳導造成的冷熱感覺干擾了學生對溫度這一概念已有知識的回憶,是典型的負遷移造成的倒攝抑制的思維障礙。
4 邏輯性思維障礙
思維的重要特點之一就是邏輯性。這就是說思維過程有一定的形式和方法,是遵循一定規(guī)律的,違反了這些規(guī)律,思維就會陷入混亂,表現(xiàn)出思維的片面性。初中生學習物理時思維的邏輯性障常表現(xiàn)在:①因果錯位——各種物理現(xiàn)象的發(fā)生都是有原因的,物理概念,規(guī)律中包含的最生動、最具體、最本質的聯(lián)系,乃是因果關系,學生卻時常將因果關系顛倒。如,在光的反射現(xiàn)象中,入射光線的方向是可以主動改變的“因”,而反射光線的方向則是不能主動改變的“果”。學生由于沒有理解這層關系,在判斷光線的性質和位置時就往往容易出錯;②忽視條件——物理規(guī)律、公式等都是在一定條件下成立的,運用其解決問題時,如果忽視條件,勢必導致錯誤。如學生在分析有關斜面問題時總認為沿斜面方向的拉力F等于摩擦力f和重力G的和。出現(xiàn)這種錯誤的原因是忽視了只有在一條直線上(初中要求掌握一條直線上力的合成)的力才能相加、減的這一重要條件。
5 物理問題數(shù)學化
物理中的許多規(guī)律常常借助數(shù)學知識來表述。但有時數(shù)學知識也會給物理學習帶來干擾,不少學生在理解或分析問題時,習慣以數(shù)學角度來分析討論,而忽視其物理意義,致使與實際相悖,使思維受阻,出現(xiàn)障礙。如,學生常所密度的定義公式ρ=m/V理解成:物質的密度ρ和m成正比,和V成反比。同樣,不少同學根據(jù)歐姆定律的數(shù)學表達式I=U/R的變形R=U/I,得出電阻R與U成正比,和I成反比等錯誤結論,從而忽視了物質的密度,導體的電阻是物質的特性,不隨外界條件變化而變化這一物理事實。另外,只考慮數(shù)學運算,任意擴大物理概念。規(guī)律的適用范圍,在初中物理學習中也是常有的;還有的表現(xiàn)為:在對物理計算結果的處理上不顧物理意義,一味“四舍五入”,結果失之毫厘,差之萬里。
上述這些思維障礙有的根深蒂固,妨礙著學生對物理知識的掌握和運用,影響著物理學習質量的提高。因此,我們在教和學過程中,要理解和遵循新課程理念,轉變觀念,改變思想,激發(fā)興趣,激活思維,加強實驗,揭示知識的來龍去脈。