曾令宇

(浙江省衢州市江山實(shí)驗(yàn)中學(xué)　324100)

高中物理作為比較抽象和難學(xué)的一門學(xué)科，要想提高物理教學(xué)的有效性，增強(qiáng)學(xué)生的物理解題能力，就必須培養(yǎng)學(xué)生靈活的物理思維能力，只有思維能力的提高，才能奠定物理高效解題基礎(chǔ).而許多學(xué)生在物理解題中感到非常困難，不知如何下手，形不成正確的解題思路，物理解題中經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致物理考試分?jǐn)?shù)較低.這些問題與學(xué)生在物理解題中存在的思維障礙具有非常重要的關(guān)系.筆者結(jié)合物理教學(xué)實(shí)踐，對(duì)高中學(xué)生在物理解題中存在的思維障礙及其原因進(jìn)行了深入的分析，并提出了提高物理解題能力的幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)策略.

一、學(xué)生物理解題中的思維障礙類型

1.存在片面性思維障礙

學(xué)生在物理解題中對(duì)題目中的有用條件不能全部利用，忽略了某些條件，解題思路不夠全面，分析問題時(shí)思維片面而且不夠嚴(yán)密，就會(huì)出現(xiàn)解題錯(cuò)誤或是答案不全面的問題.

例1在斜面上有一個(gè)質(zhì)量是m的物體，在物體上施加一個(gè)力F讓其保持靜止，已知斜面保持靜止，斜面傾角是θ，物體與斜面摩擦因數(shù)是μ(μ

解題分析此題雖然不難，但許多學(xué)生在解題時(shí)是按如下思路來考慮的：因?yàn)槲矬w靜止，所以它受到向下重力mg，沿著斜面向上的拉力F和摩擦力f，存在mgsinθ=F+f,f=μmgcosθ,可求出F=mgsinθ-μmgcosθ.造成解題不完整原因是沒有考慮沿斜面向下的摩擦力f1，思路出現(xiàn)片面性造成解題錯(cuò)誤.

2.存在缺失性思維障礙

學(xué)生在解題中存在這類思維障礙，主要是由于忽略了或是挖掘不出題目的隱含條件，導(dǎo)致解題思路受阻或造成解題方法運(yùn)用不當(dāng)、結(jié)果不正確.對(duì)于一些稍為有點(diǎn)難度題目來說，常常是在題目所給的條件中，既有一些顯性條件，也有一些隱性條件，如果在審題時(shí)不能有效找到或挖掘出題目中的隱藏條件，就會(huì)使解題思路受阻，找不到正確的方法，就無法有效解題.

例2在圖2中與物體A相連的具有彈性的輕繩OA遵守胡克定律，初始時(shí)，繩子處于豎直狀態(tài)，物體與地面之間存在彈力.力F作用在物體上，并緩慢地向右水平移動(dòng)，物體與地面之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)保持不變.在拉動(dòng)物體的過程中，拉力F、地面對(duì)物體的支持力、物體受到的摩擦力它們是怎么變化的？

解題分析；不少學(xué)生對(duì)此題不知如何解答，是因?yàn)樵趯忣}題時(shí)，沒有從“繩子遵守胡克定律”這句話中挖掘出隱含的信息，由于彈性繩子遵從胡克定律，在拉動(dòng)物體的過程中，隨著繩子的拉長(zhǎng)，根據(jù)胡克定律可得出F=kx，可知繩子拉力FT逐漸增大.進(jìn)行受力分析可知，地面支持力N=mg-kxsinθ=mg-k|OA|，可知地面支持力N變小.又因?yàn)榈孛嬷С至臀矬w對(duì)地面壓力大小相等，所以可知摩擦力也變小.如果能把隱含條件挖掘出來 ，此題就容易解決.

3.存在思維定勢(shì)性障礙

在高中物理解題中，學(xué)生受到初中物理所學(xué)知識(shí)、或生活常識(shí)的影響，經(jīng)常會(huì)受到思維定勢(shì)干擾的影響，在解決物理問題時(shí)就會(huì)用固定化的思維方式去思考和分析問題.如果學(xué)生存在習(xí)慣性思維，即思維定勢(shì)問題，則一方面說明學(xué)生已將物理知識(shí)存入大腦中，并有了邏輯推理的能力，這對(duì)學(xué)習(xí)有益處；而另一方面也容易造成當(dāng)物理?xiàng)l件變化時(shí)，學(xué)生會(huì)大意而沒有認(rèn)真觀察和分析題目而不加思考地用原來固定的思維方式去分析思考當(dāng)前的問題，從而使思維出現(xiàn)障礙，造成意想不到的錯(cuò)誤.

例3如果人站在商場(chǎng)的勻加速傾斜向上的電梯上時(shí)，判斷人是處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài)呢？

解題分析在分析此題時(shí)，許多學(xué)生對(duì)失重、超重的概念還是比較清楚的，即“失重是加速度方向向下，而超重時(shí)加速度方向向上”.而不少學(xué)生對(duì)此題出現(xiàn)困惑的原因是因?yàn)榇祟}中人的加速度是沿電梯斜向上的，對(duì)此就不知如何判斷.其原因就是沒有準(zhǔn)確理解“向上”的含義，在許多人的思維中把“向上”理解為“豎直向上”，而沒有理解成可以是任意方向的向上，這就是受到思維定勢(shì)的影響，造成解題思維困難.

4.存在抽象思維不足性障礙

進(jìn)行高中物理學(xué)科的學(xué)習(xí)，需要較強(qiáng)的抽象思維能力，但是許多學(xué)生受到認(rèn)知能力、心理素質(zhì)等方面的影響，在解題時(shí)會(huì)出現(xiàn)抽象分析能力不足的現(xiàn)象，從而造成對(duì)題目思考深度不夠，思考問題的范圍太窄，致使學(xué)生不能正確解題.抽象思維障礙主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是對(duì)物理概念和規(guī)律的內(nèi)涵與外延理解不深入，或者是不理解物理概念的內(nèi)涵，或者是擴(kuò)大(縮小)了概念和規(guī)律的外延；二是不能很好建立物理解題模型，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)不了解.

5.存在反思監(jiān)控不足性障礙

此類障礙主要是在解題實(shí)施過程中，常常會(huì)在解題中因?yàn)橐粋€(gè)小問題或一個(gè)想法而造成解題無法繼續(xù)進(jìn)行，或造成整個(gè)解題過程不正確.即學(xué)生無法對(duì)自己的解題過程實(shí)施有效的監(jiān)控與調(diào)整，在解題過程遇到困難時(shí)不能迅速改變解題思路，從而使解題過程中斷或受阻；或者有了更好的解題方法時(shí)，不會(huì)及時(shí)調(diào)整，而降低了解題效率；或是沒有完整的解題計(jì)劃，想到那里就寫到那里，沒有對(duì)解題的每一步過程進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)與反思，使解題過程造成思維障礙.

二、物理解題思維障礙成因分析

1.學(xué)生的物理認(rèn)知能力不高

由于高中物理解題需要較高的抽象思維能力，如果學(xué)生的思維能力不足或認(rèn)知水平不高，就不能在整個(gè)解題過程中，對(duì)審題、解題思路和整個(gè)解題過程采取科學(xué)的調(diào)控，不注重對(duì)物理解題的思路、方法與所求結(jié)果進(jìn)行深入反思.不能充分挖掘題目中的隱含信息，不能有效排除題干中的干擾信息，從而造成思維混亂，沒有條理性，出現(xiàn)解題錯(cuò)誤.另外，不能有效調(diào)控自己的情緒，造成解題時(shí)沒有思路和興趣也容易出現(xiàn)解題錯(cuò)誤.

2.沒有建立完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)

學(xué)生沒有建立完善的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)是解題出現(xiàn)思維障礙的重要原因，也就是在學(xué)生的頭腦中對(duì)物理學(xué)科知識(shí)的觀念、組織和知識(shí)之間的邏輯關(guān)系沒有建立或者是建立的知識(shí)結(jié)構(gòu)不完善.對(duì)物理概念、規(guī)律的理解掌握不深入，或者是掌握的物理知識(shí)是孤立的，沒有理解各部分知識(shí)之間的聯(lián)系，不掌握物理蘊(yùn)含的科學(xué)思想方法.在解題過程中，當(dāng)學(xué)生遇到的物理問題與自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)相矛盾時(shí)，就無法形成正確的解題思路.

3.非智力因素影響思維發(fā)揮

非智力因素也是影響學(xué)生解題思維的重要原因，特別是在考試過程中，由于壓力大、或是心理素質(zhì)差、或是缺乏自信心、意志力不強(qiáng)或情緒不佳等原因，都會(huì)導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)不利于解題思維發(fā)揮的情況發(fā)生.尤其是對(duì)于一些難度較大、文字?jǐn)⑹龆?、有隱含條件或圖形、電路復(fù)雜的題目，一些學(xué)生就缺乏信心、情緒和心態(tài)波動(dòng)大，這樣的心理狀態(tài)就會(huì)造成解題出現(xiàn)思維障礙.

三、提高物理解題思維能力的策略

1.注重知識(shí)歸納總結(jié)，完善物理知識(shí)結(jié)構(gòu)

要提高解題能力，就必須建立完善系統(tǒng)的物理知識(shí)結(jié)構(gòu).由于高中物理各部分的知識(shí)都是相互聯(lián)系，各知識(shí)點(diǎn)在其內(nèi)部也存在著一定的聯(lián)系.特別是對(duì)于剛上高中的學(xué)生還沒有學(xué)會(huì)建立各知識(shí)之間的聯(lián)系，沒有形成物理知識(shí)體系的框架.頭腦中的知識(shí)都是零散、孤立的知識(shí).教師應(yīng)該幫助和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)物理知識(shí)進(jìn)行總結(jié)歸納，以使學(xué)生形成完善、系統(tǒng)的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)進(jìn)行靈活運(yùn)用.特別是要幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)物理概念和規(guī)律的深入理解，使學(xué)生在頭腦中建立清晰完整的“概念圖”，并運(yùn)用一些生活中的現(xiàn)象來強(qiáng)化對(duì)概念的理解與記憶.對(duì)規(guī)律的掌握要知道其產(chǎn)生過程，并注重體會(huì)規(guī)律形成過程中所運(yùn)用的物理思想和方法.還需要加強(qiáng)概念與規(guī)律之間、各章節(jié)內(nèi)容之間相互關(guān)系，這樣就能幫助學(xué)生建立完善系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu).

2.提高審題分析能力，掌握多種解題方法

提高解題能力需要掌握解題策略與方法.一是提高審題能力.在解題時(shí)需要準(zhǔn)確理解題意，對(duì)題目的已知條件、未知變量等掌握清楚，要能深入挖掘題目的隱含條件，提高審題能力，這是決定解題成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；二是深入分析理清物理過程.教師可讓學(xué)生運(yùn)用畫圖分析來弄清物理過程，就能有效幫助學(xué)生建立物理模型，從而建立方程式，才能得出正確結(jié)果；三是多種方法靈活解題.由于物理題目種類較多，需要學(xué)生在解題過程中靈活運(yùn)用多種方法進(jìn)行解題.如，可運(yùn)用正向推理法、逆向推理法、等效法法、整體法等來解題，這樣既可提高解題效率，又可幫助學(xué)生形成正確思路.

例4圖3中，R1與R3是兩個(gè)定值電阻，R2是可變電阻器，電源電動(dòng)勢(shì)是E，內(nèi)阻是r.當(dāng)R2觸點(diǎn)在a端時(shí)，開關(guān)S閉合，這時(shí)三個(gè)電表的讀數(shù)分別是I1、I2和U.如果把R2觸點(diǎn)向b端滑動(dòng)，問在滑動(dòng)過程中三個(gè)電表數(shù)如何變化().

解題分析本題運(yùn)用等效法解題就比較容易形成解題思路.電路動(dòng)態(tài)分析時(shí)的思維過程是：部分—整體—部分，先從阻值變化電路開始考慮，根據(jù)串關(guān)聯(lián)電路規(guī)律來判斷總電阻變化，再根據(jù)歐姆定律來判斷總電流與路端電壓變化，最后再得出部分電路中的電流、電壓的變化.運(yùn)用這樣的思路能方便判斷出三個(gè)電表示數(shù)變化情況是：A1示數(shù)減小、A2示數(shù)增大、V示數(shù)減小.

3.運(yùn)用多種方法手段，提高抽象思維能力

提高學(xué)生的抽象思維能力，是消除解題思維障礙的關(guān)鍵，因此，需要教師運(yùn)用多種方法措施來提高學(xué)生的思維能力.由于物理學(xué)知識(shí)比較抽象，為了讓學(xué)生能形象直觀地理解物理概念或規(guī)律，可通過多種方法來提高學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的理解.

例5如圖4所示，有一個(gè)帶正電的質(zhì)子，其質(zhì)量為m,電荷是e，從MN板正中間O點(diǎn)以初速度v0垂直射入MN與PQ之間的平板中，兩平板間是一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩個(gè)平板的長(zhǎng)度和兩板間距離均為d，為了保證該質(zhì)子能從兩個(gè)板間射出，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B需要滿足的條件.

由于高中物理知識(shí)比較抽象，特別是對(duì)于電場(chǎng)、磁場(chǎng)方面的知識(shí)學(xué)生在日常接觸較少，在解答這方面的習(xí)題時(shí)許多學(xué)生對(duì)這方面的知識(shí)比較模糊，不能進(jìn)行較好的抽象思維，導(dǎo)致解題困難.要正確解答此題，需要進(jìn)行深入的抽象分析.本題涉及到粒子運(yùn)動(dòng)范圍的空間臨界范圍問題，這一類問題一般都和粒子的入射方向相關(guān)聯(lián)，需要確定粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界的關(guān)系.要解決帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般思路為：找出圓心→畫出軌跡→利用幾何知識(shí)求半徑→畫出不同的軌跡找出臨界條件.

4.克服思維定勢(shì)障礙，培養(yǎng)解題遷移能力

許多學(xué)生由于在物理學(xué)習(xí)中，習(xí)慣于被動(dòng)接受知識(shí)，不主動(dòng)對(duì)物理問題進(jìn)行研究，解題的思維靈活性不強(qiáng)，在其它方面學(xué)到的思維能力不能遷移到物理解題上來.為克服學(xué)生的思維定勢(shì)，提高解題遷移能力，教師需要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)多種教學(xué)情境，積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理問題進(jìn)行全方位思考，提高學(xué)生的審題能力，使學(xué)生掌握分析問題的正確方法技巧，這樣有助于學(xué)生快速形成靈活的解題思路，通過對(duì)一些典型題目、形式新穎靈活題目的“一題多解”或“一題多問”等形式來訓(xùn)練學(xué)生的解題思維靈活性，使學(xué)生能克服解題的“老套路”，找到解題的新思路、新辦法.特別是教師要對(duì)一些類型相似題目的解題方法注重總結(jié)，讓學(xué)生掌握它們的區(qū)別和共性，改變學(xué)生盲目套用或照搬解題方法的習(xí)慣，這樣就能增強(qiáng)學(xué)生解題的靈活變通能力.

在高中物理教學(xué)中，要提高學(xué)生的解題能力，就需要教師針對(duì)學(xué)生在解題中存在的思維障礙，采取多種方法策略進(jìn)行解題思維訓(xùn)練，特別是要按照物理新課標(biāo)提出的要求，注重培養(yǎng)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)能力，以及自主分析問題、解決問題的能力，加強(qiáng)物理思維能力的培養(yǎng)，就能有效提高物理解題效率與質(zhì)量.