初中科學中學生的思維障礙及對策研究

馬利民

摘要：初中科學這門課程中的物理知識具有高度的概括性和抽象性，而物理概念的形成其實也是一個思維遞進的過程.分析學生的思維障礙可以更好地教會學生思維，有助于提升學生的科學素養(yǎng).

關鍵詞：初中科學；思維障礙；對策

物理思維是要求人們對自然界物質(zhì)的運動、相互作用等本質(zhì)規(guī)律和特征在頭腦中形成對整個物理世界本質(zhì)的、完整的、深刻的反映，而中學生雖然思維水平已基本達到形式運算階段，具備一定的邏輯思維能力，卻還沒有進行過系統(tǒng)的物理思維訓練，其邏輯思維能力和思維品質(zhì)都還比較差.因此，只有對學生產(chǎn)生思維障礙進行探討，分析其形成的原因，才能使學生形成科學的思維方法，幫助學生從感性認識上升到理性認識.

一、定勢思維障礙

思維定勢是人們在思維中普遍存在的一種心理現(xiàn)象.它是指人們按照某種固定的思路和模式去考慮問題，表現(xiàn)為思維的傾向性和專注性.這種現(xiàn)象具有雙重性，既有積極的作用，也有消極的作用.它既能幫助學生形成一定的思維推理能力，也會阻礙分析解決問題能力的發(fā)展和提高.學生天天置身于千變?nèi)f化的物理世界中，會自然的獲得有關物理方面的感性認識，形成一定的生活觀念和經(jīng)驗，在學習中，就會把自己頭腦中已有的、習慣了的這種生活經(jīng)驗和思維方式不恰當?shù)剡\用到新的物理情景中去.因此，如果不按照正確的思維習慣和解題習慣，想當然的就容易犯錯，這會干擾學生對新學概念、規(guī)律的理解、掌握和運用.

案例1：在學習“熱脹冷縮”這個物理現(xiàn)象時，有好多學生總認為物體“熱”了應該是縮的，原因是學生從已有的知識和生活經(jīng)驗出發(fā)，即看到媽媽妙菜時原本新鮮飽滿的菜都癟掉了，故得出“熱縮”.

分析：學生從已有的知識和生活經(jīng)驗出發(fā)，分析物理表象特點與本質(zhì)聯(lián)系，建立物理規(guī)律.而有些生活經(jīng)驗是不全面的甚至是錯誤的，表現(xiàn)為思維的傾向性和專注性，若不善于變換思考問題的角度和方法，會干擾學生對概念、規(guī)律的理解和掌握.

策略：要克服思維定勢的影響，就要求學生多觀察身邊的物理現(xiàn)象，積累更多的生活經(jīng)驗，隨著生活常識的豐富，學生才能逐漸地少犯這類錯誤.實驗1：把踩扁的乒乓球放入熱水中，使乒乓球膨脹起來.實驗2：教師可用熱水洗一下茶杯，把蓋子蓋上，發(fā)現(xiàn)打不開.再請學生上臺演示如何打開茶杯蓋子，并講清理由.同時，要求學生聯(lián)系生活實際，談談或者寫一篇初中科學熱脹冷縮現(xiàn)象在生活中的一個具體應用，如“熱饅頭大而松軟，冷了以后就縮小了點，而且變硬了”、“ 在冬天，室外的自來水管常常會由于管中的水結冰而被撐裂”等，運用典型的事例加強練習，使學生形成正確的分析方法，消除思維定勢的影響.

二、片面性思維障礙

物理學中的有些知識，涉及到多個因素，是由多個因素共同決定的.初中學生往往以偏概全只考慮表面現(xiàn)象，而不能全面的分析問題，只憑對事物的局部了解就草率得出結論，也就抓不住事物的本質(zhì)和解決問題的關鍵，就容易出現(xiàn)片面性思維障礙.

案例2：在燒杯底部放一物體，再向燒杯內(nèi)注滿水，結果發(fā)現(xiàn)物體仍停留在燒杯底部，提問：該物體的密度是否一定比水大？許多學生做了肯定的回答，他們認為不上浮就意味著重力大于浮力，因而物體的密度一定大于水的密度.

分析：本題需從本質(zhì)上分析浮力的產(chǎn)生，即浮力指物體在流體（包括液體和氣體）中，上下表面所受的壓力差.而這些學生的思維只集中于“不上浮”，而忽略了物體底部沒進去水的可能.

策略：教師應展開充分的分析、討論，讓學生弄清概念的來龍去脈，明確概念的形成過程，“一語點醒夢中人”，即物體與燒杯底部完全接觸，物體底部沒有水時，只有向下的壓力，因此，就不存在浮力了，所以，物體不會上浮.

三、邏輯思維障礙

初中科學中的物理現(xiàn)象的發(fā)生都是有原因的，物理概念之間最具體、最生動、最本質(zhì)的聯(lián)系乃是因果關系.而中學生的思維正處于半幼稚、半成熟的時期，弄不清規(guī)律和公式中各物理量的因果關系而造成理解障礙，出現(xiàn)錯誤.在思考問題時，往往會出現(xiàn)思路混亂，顛倒因果關系而造成邏輯性思維障礙.

案例3：學習“電流、電壓和電阻的關系”[WTBX]這節(jié)內(nèi)容的歐姆定律時，公式為I=U/R，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比.經(jīng)過公式變形得：U=I R.因此，有些學生就認為“電阻一定時，電壓與電流成正比”.

分析：公式I=U/R，在數(shù)學看來，U、I是正比的關系.而物理研究的是實體的東西，表述時就要求與實體的實際不能違背.即：電壓的變化引起電流的變化，而不是電流的變化引起電壓的變化.學生認為“電阻一定時，電壓與電流成正比”， 原因還是沒弄懂其中的因果關系，沒理解電壓是因，電流是果，所以出現(xiàn)因果關系的顛倒.

策略：教師應利用比較、分辨等方法，對物理現(xiàn)象的基本概念、原理、規(guī)律加以區(qū)別，使概念之間的區(qū)別更鮮明.因此，教師在指導學生做“探究電流跟電壓、電阻之間的關系”的實驗后，學生在分析實驗數(shù)據(jù)時，應注意引導學生分清哪個因素是自變量，哪個因素是因變量，要注意兩個物理量之間的因果關系，不能前后顛倒，即“電阻一定時，電流與電壓成正比”.

綜上所述，培養(yǎng)學生的科學思維，不是一朝一夕的事.教師應盡量把主動權交給學生，啟發(fā)學生去發(fā)現(xiàn)、去分析、去嘗試，從而培養(yǎng)學生具備以科學的態(tài)度解釋自然現(xiàn)象的意識和良好的科學思維習慣.

[浙江省臨海市涌泉中學 （317021）]