物理學(xué)習(xí)中“被干擾”引起的思維混亂

徐琳潔

摘要：中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)經(jīng)常會(huì)被干擾陷入思維混亂的誤區(qū)，以學(xué)習(xí)摩擦力為例，學(xué)生在分析問(wèn)題過(guò)程中暴露了思維不可逆，思維停滯，思維定式等問(wèn)題。中學(xué)生分析問(wèn)題能力需要在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷強(qiáng)化。在教學(xué)中，教師應(yīng)充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)習(xí);思維混亂;摩擦力

中圖分類(lèi)號(hào)：A 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：（2021）-28-432

物理是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，前人利用簡(jiǎn)潔明了、邏輯思維縝密的的語(yǔ)言定義了各個(gè)物理學(xué)概念。初中學(xué)生入門(mén)學(xué)習(xí)物理，從實(shí)際出發(fā)，在素質(zhì)教育大背景下以探究學(xué)習(xí)為主的方式，更加清晰地解讀物理概念的定義[1]。在探究學(xué)習(xí)的過(guò)程中不斷培養(yǎng)嚴(yán)密的邏輯思維能力。

在“力”部分的學(xué)習(xí)過(guò)程中，摩擦力是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。摩擦力涉及到的重點(diǎn)知識(shí)很多：摩擦力的定義，摩擦力的產(chǎn)生條件，摩擦力大小的影響因素等。當(dāng)把這些內(nèi)容綜合到一起之后，學(xué)生往往會(huì)思維混亂，找不到頭緒理出清晰的思路，無(wú)法正確分析，越學(xué)越糊涂。接下來(lái)，我們一步一步進(jìn)行分解來(lái)找出“思維混亂”的原因。

一.場(chǎng)景變換后的思維不可逆

“摩擦力”看不到，通過(guò)肉眼觀察不到摩擦力的存在。新授課時(shí)，為了讓學(xué)生能夠通過(guò)感官直接體驗(yàn)到摩擦力的存在，教師安排了體驗(yàn)?zāi)Σ亮Φ男』顒?dòng)。如圖1，將手掌緊壓在桌面上，慢慢拖動(dòng)手掌，感受摩擦力。通過(guò)小活動(dòng)，學(xué)生可以準(zhǔn)確地理解摩擦力的概念“當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)物體的接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力就是摩擦力”。

摩擦力的產(chǎn)生條件：1.兩個(gè)物體相互接觸，2.兩個(gè)物體有擠壓，3.兩個(gè)物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。根據(jù)兩個(gè)物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)還是相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以把摩擦力分為靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。

學(xué)生已經(jīng)在新授課里結(jié)合自身體驗(yàn)清楚認(rèn)識(shí)了摩擦力的定義以及產(chǎn)生條件。根據(jù)已學(xué)知識(shí)判斷指定場(chǎng)景中有無(wú)摩擦力非常簡(jiǎn)單。

例如，放在水平地面上的木箱M，受到一個(gè)大小為4N的水平推力F的作用卻處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么（ ）

A.木箱受到的摩擦力方向水平向右

B.如果去掉F，木箱一定處于靜止?fàn)顟B(tài)

C.如果去掉F，木箱可能向左運(yùn)動(dòng)

D.如果F增大到6N，木塊一定向右運(yùn)動(dòng)

按照題干的意思進(jìn)行受力分析，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，這是一個(gè)平衡狀態(tài)，木塊受力平衡，水平方向受到水平向右推力F=4N和水平向左的靜摩擦力f=4N。我們可以判斷，當(dāng)木塊受到水平推力時(shí)，木塊與地面之間具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以摩擦力存在。但是當(dāng)選項(xiàng)中提到去掉F，學(xué)生就不知道該怎么分析了。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，65位同學(xué)中這道題的正確的只有52.97%，錯(cuò)的同學(xué)多數(shù)都選C。他們認(rèn)為去掉F之后，原來(lái)水平方向兩個(gè)力就剩下水平向左的摩擦力了，那木塊可能向左運(yùn)動(dòng)了。思維的不可逆讓同學(xué)都跨入了誤區(qū)，本質(zhì)上學(xué)生沒(méi)有認(rèn)清“推而未動(dòng)”現(xiàn)象的本質(zhì)[2]。再回到新授課時(shí)的“拖動(dòng)手掌”小活動(dòng)，用力拖手掌，手掌與桌面相對(duì)靜止，這時(shí)雖然兩個(gè)物體相對(duì)靜止但是存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是由外力“拖力”導(dǎo)致的，而且“拖力”和摩擦力是一對(duì)平衡力，物塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)的摩擦力是靜摩擦力。這時(shí)突然撤掉“拖力”，手掌可能會(huì)動(dòng)嗎？聯(lián)系到這個(gè)小活動(dòng)，學(xué)生馬上會(huì)反應(yīng)過(guò)來(lái)，手掌肯定不會(huì)動(dòng)，也不會(huì)產(chǎn)生摩擦力，因?yàn)槌返簟巴狭Α敝?，兩個(gè)物體不再具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，不再滿足摩擦力的產(chǎn)生條件。學(xué)生陷入誤區(qū)，正是因?yàn)閷?duì)摩擦力產(chǎn)生的條件認(rèn)識(shí)不清晰，有其他部分知識(shí)干擾時(shí)，很容易忽略了摩擦力產(chǎn)生條件的必要性。在進(jìn)行摩擦力產(chǎn)生條件的教學(xué)中教師可以設(shè)計(jì)類(lèi)似的思維逆向場(chǎng)景，幫助學(xué)生更深入理解摩擦力產(chǎn)生的條件。

二、場(chǎng)景變換后的思維停滯與思維定式

新授課通過(guò)控制變量法對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)時(shí)，摩擦力的大小和作用在物體表面上的壓力有關(guān)，還和接觸面的粗糙程度有關(guān)。壓力越大，接觸面越粗糙，摩擦力越大。

1.場(chǎng)景變換后的思維停滯

根據(jù)這個(gè)結(jié)論，可以比較不同情境下滑動(dòng)摩擦力的大小，比如，手壓住放在桌面上的直尺，壓力越大，尺越難抽出。根據(jù)摩擦力大小的影響因素進(jìn)行分析，接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，摩擦力越大。但是當(dāng)場(chǎng)景變換時(shí)，學(xué)生卻又陷入了困境。

新授課兩物體是水平疊放的，木板受到的壓力大小就是小車(chē)重力的大小，這樣的場(chǎng)景先入為主。例題中兩物體是豎直放置的，在這樣的場(chǎng)景下，很多學(xué)生不能進(jìn)行順利遷移。第一，學(xué)生分析不清楚木塊與墻壁之間的壓力大小，第二，“木塊先保存靜止，后向下滑動(dòng)”這是如何實(shí)現(xiàn)的，學(xué)生無(wú)法建立一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。此時(shí)，學(xué)生思維停滯，無(wú)法再順利分析。遇到這類(lèi)問(wèn)題的突破點(diǎn)就是注意研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方式，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析[3]，對(duì)木塊進(jìn)行受力分析，木塊與墻之間的壓力大小就是F的大小，這就順利攻破了第一個(gè)難點(diǎn)。物理是與實(shí)際緊密聯(lián)系的，這樣的場(chǎng)景下可以借助生活體驗(yàn)來(lái)幫助進(jìn)行動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬，假如用手將木塊抵在墻上，要讓木塊向下滑動(dòng)，怎么辦呢？自然而然想到要松手，這就攻破了第二個(gè)難點(diǎn)。嫁接到題干，木塊要下滑，也就是F減小，壓力減小，結(jié)合摩擦力的影響因素，摩擦力的大小和作用在物體表面上的壓力有關(guān)，還和接觸面的粗糙程度有關(guān)，這種情況下接觸面的粗糙程度不變，壓力減小，摩擦力當(dāng)然減小。所以在場(chǎng)景較難理解的情況下，可以借助生活實(shí)際聯(lián)系場(chǎng)景，將其轉(zhuǎn)換為更容易理解的實(shí)物模型，再利用物理中的概念與規(guī)律進(jìn)行思考分析。

2.場(chǎng)景變換后的思維定式

學(xué)習(xí)了摩擦力的定義，摩擦力的產(chǎn)生條件，摩擦力的影響因素之后，有些問(wèn)題需要結(jié)合二力平衡與摩擦力的知識(shí)來(lái)判斷摩擦力的大小。

在摩擦力學(xué)習(xí)的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)初一學(xué)生分析問(wèn)題能力比較薄弱，傾向于根據(jù)物理概念及規(guī)律解決直白的問(wèn)題，當(dāng)場(chǎng)景變復(fù)雜時(shí)，很容易受到干擾，迷失方向，結(jié)果憑借直覺(jué)解決得到答案。初一的學(xué)生初次接觸物理學(xué)科，分析問(wèn)題能力需要不斷強(qiáng)化。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師要充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，引導(dǎo)鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，在遵循事物發(fā)展的一般規(guī)律的基礎(chǔ)上，一步一步分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]蘭鶴輝.淺談初中物理中的探究學(xué)習(xí)[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教學(xué)研究），2018，（29）：244-245.