第三十四章
6.初中生學習物理的方法
分析學生的心理和思維障礙
（1）運用心理檢測法
為了深入了解、分析出中學生在學習物理過程中的心理和思維上的障礙，可運用心理檢測法。如設計一些能反映學生心理活動的問題讓學生回答，然後統計分析，從中找出某些帶有規律性的東西。
心理檢測題目的設計一定要能明顯反映學生的思維過程，即學生在回答這些物理問題時出現錯誤。不是物理知識和技能差的原因，而是心理和思維上帶有規律性的問題。隻有這樣，才能在教學中有針對性的去解決問題，引導學生排除心理和思維上的障礙。
（2）運用觀察法
教師要有目的有計劃地觀察學生在一定條件下心理和思維活動，在言行上的外顯，如課堂上的聽課情緒、對演示實驗的反映、回答問題和討論時的思路、實驗操作時的態度和動作，發生問題時處理的方法等。
通過觀察，既能發現學生的個性心理特征，也能找到學生的心理傾向和產生思維障礙的症結所在。隻有這樣，才能有針對性地解決問題。
（3）運用問答發現法
設計科學的問答題可以暴露學生的思維過程。學生在解答問題的過程中，往往可以清楚地暴露他們的思維障礙發生在什麼地方。
例如，在學習浮力教材時筆者設計了這樣一個典型問題：“質量相等的木塊和鐵塊放在水中，當他們靜止時誰受的浮力大？”絕大多數學生認為木塊受到的浮力大，如果隻看他們的答案，那是正確的。
可是他們的思維過程是錯誤的。因為他們是根據錯誤的依據進行分析而得出的結論。它們是這樣思考的：ρ木<ρ鐵，當質量相當時，v木>v鐵。由於他們忽視了木塊漂浮、鐵塊沉在水底的條件，統統把他們作為全部浸沒在水裏來處理，所以得出了木塊受到的浮力比鐵大的結論。
因此，教師不能隻看結論，而要全麵地考察學生分析問題的思路，才能發現學生的思維過程中哪個環節出現了障礙。總之，問答題訓練是培養學生邏輯思維能力的好方法。因為許多學生往往是求知其然，不願追究其所以然的，而問答題是一定要學生說出“其所以然”。
教師在設計問答題時，除了要注意針對性和典型性外，同時也要遵循從易到難的原則，有目的、有計劃、有梯度地進行訓練。這樣才有利於學生的心理訓練，有利於提高學生的思維能力，有利於提高物理教學的質量。
優化教學過程，提高學生的思維能力
（1）運用“導學-討論”模式，提高學生的思維能力
這是在教師的指導下，學生通過學生自己閱讀物理課本，操作實驗等自學方式，以及和其他同學相互討論等，積極主動地進行學習的一種教學模式。基本操作程序如下：
①設疑激趣。這是該模式操作程序的基本環節，教師可通過生動有趣的演示實驗或是設計簡單的學生實驗，講述生動的物理學史，列舉學生生活中常見的物理現象等，多種方式設疑，激發學生的學習興趣，引發他們解釋物理現象、探索新問題的求知欲。
當學生產生了疑問，有了解問題的需要後，再讓他們自學教材，他們才能專心研讀，使自學獲得好的效果。例如，筆者在講“大氣壓”一節時，先做了一個“用玻璃管吸水的演示”。把玻璃管插入廣口瓶中，用嘴一吸，水便沿著管進入嘴裏。
然後，把廣口瓶裝滿水，用塞子把瓶子塞緊，瓶塞中間插入一根玻璃管，讓前排學生吸，結果都沒有吸上水。學生此時七嘴八舌，有的埋怨前排的同學不會吸，有的躍躍欲試，而有的善於觀察的學生則指出：瓶口塞了塞子就吸不上來。
當筆者追問為什麼加上塞子就吸不上來了，學生答不出來。接著筆者指出：要了解現象的原因，請閱讀“大氣壓強”一節。這樣教師通過實驗設置了疑問，激發了學生的學習興趣，自然而然地導入了下一環節。
②指導自學。教師分發自學提綱，提供實驗器材，由學生按自學提綱，個體獨自閱讀教材，進行實驗操作，觀察實驗現象。同時亦可向教師提問。教師作巡回點撥，對自學中出現的問題，誘發啟導，但不能包辦代替，主要在於了解自學情況。
關於自學內容，起初，宜選擇難度不大，或使學生已有一定程度了解的教材作為自學內容。隨著學生自學能力的不斷提高，應逐漸加大自學內容的難度。
關於自學提綱，教師可事先刻印好，提綱要緊扣教材。應包括：要求學生掌握的基礎知識和基本技能；有關舊知識的提示；引導學生實驗、觀察現象、記錄數據並進行分析得出結論的指導性材料等。至於自學提綱的詳略應以教材的詳略情況、學生自學能力的強弱等為轉移，初二起始年級宜詳細些，但都應易讀、明了，能起到應有的作用。
③討論答辯。教師組織全班學生，針對普遍性的問題，結合教材的重點、難點（因為通常重點、難點是不能完全依靠自學解決的）以及學生自學中存在的問題，歸納整理出討論題目進行討論，相互答辯，以加深理解。這一環節需要注意以下問題：
第一，討論的題目要具有啟發性。題目既不能過於簡單，學生不加思索就能回答；也不能超出學生的實際水平太多，以至於學生們茫然不解，不知所措。討論的題目，估計經學生反複動腦思考，能“跳一跳，摘得到”為宜。
討論的題目應有程序性，題目的安排順序要與學生思維發展的順序相一致，問題層層深入，一環扣一環，這樣更有利於學生思維的發展。
第二，討論問題的形式可采用分組討論，全班集體討論或是二者相結合。討論中應注意充分調動學生積極思考，尤其要特別重視成績中下學生的心理特點。他們常有自愧不如優生的想法，因而發言總是有顧慮，不像優生那樣有自信心、發言比較主動。
所以，應優先讓他們發言和提出解答，鼓勵他們，打消他們怕錯的思想顧慮，動員他們發表自己的看法。隻有把中下學生的積極性都調動起來，才能大麵積的取得良好的效果。
第三，要注意引導學生緊扣討論題目來進行討論。對個別學生提出一些超出教材要求的問題，教師應肯定學生提出的問題有深度，指導他們在課外去閱讀有關書籍，以防討論漫無邊際，影響教學進度。
當然，也要注意保證討論有充足的時間，讓學生充分發表意見，估計學生討論沒有餘力時，再予以指導、啟發和補充，切忌匆忙討論，倉促結束。
④啟發釋疑。通常情況下，疑難問題經過爭辯議論以後，基本上能取得較為完善的答案，但也會出現學生對物理概念、定律、規律等的內在聯係、區別理解不透徹的問題。這就需要教師啟發精講，幫助學生揭示它們的內在聯係或區別，把抽象的概念具體化，必要時可補充演示實驗。
在解答個別學生討論中仍未解決的遺留問題時，教師應著重以指導學生掌握研究問題的思路，幫助他們掌握解決問題的方法。注意防止不管學生是否弄懂，講的過細，重新回到上“滿堂灌”的老路上去的傾向。
⑤練習小結。指導學生通過練習，加深對物理概念、公式、定律等的理解。如若這一模式以單元教學的方式進行，教師還要指導學生寫好單元小結。比如，用列要點、列表、寫心得體會的方式，將整個單元主要內容、基本物理實驗進行歸納總結，使學生通過自己的思維活動把知識條理化、係統化。
目前練習的方式通常是做練習題，在學生分頭練習的基礎上，教師可請少數同學板演，以糾正練習中容易出現的錯誤。由於教學時間所限，課堂練習不同於課外作業，選題要小、精、活，形式要多樣化。
（2）克服學生思維定勢的消極影響
①必須重視基本概念和規律的引用與建立。物理基本概念是物理學的細胞，物理規律是物理學的精髓，物理教學的基本原則是，必須讓學生主動的獲得基本概念和規律，必須教會學生科學的思維方法。
第一，要注意基本概念的形成。應通過大量實例和演示實驗將一類事物的物理現象展示在學生麵前，啟迪學生挖掘其本質特征，剔除次要因素，抽象出物理概念。應講清概念的內涵與外延，使學生全麵理解和掌握物理概念，不能使學生在形成概念的過程中產生“盲點”，在辨析概念時應注意暴露概念中的幹擾因素，使學生在排除幹擾因素的過程中，提高概念的清晰度與自洽度。
第二，要注意物理概念的探索和推導過程。應將科學的物理思維程序充分展示在學生麵前，切忌從口頭上灌輸給學生並讓其死記結論，應注重規律教學的階段性和漸進性，讓學生明確規律是如何得到的，適用範圍是什麼，使用時應注意什麼等。
②注意培養學生思維方法的靈活性與創造性。培養學生思維方法的靈活性與創造性可以有效地提高學生思維的發散性和求異性，提高應變能力，以引導學生從不同的方向、不同的角度，多途徑的探索問題。
應鼓勵與提倡學生采用各種思維模式，保護學生的思維積極性，注意培養學生的等效思維、對等思維、逆向思維、整體思維的能力。在習題教學過程中可采用一題多解、一題多變、一題多答，使學生的發散思維能力得到提高，從而遏製思維定勢的消極影響。
③注意練習的多樣性，加強“橫向拓展”。習題教學特別是期末總複習忌諱摳題型、對套路，如果隻采用強化解題模式的方法，隻能形成眾多的思維定勢，使人眼花繚亂，而遇到的新問題時，往往左右搖擺。有效的措施是，注意練習的多樣化，加強橫向拓展。
所謂“橫向拓展”，就是使用相同知識點或知識點組對某一物理問題的不同變化進行分析求解，使原問題“爆炸開花”，從而達到以少勝多的目的。常用的“橫向拓展”形式主要是一體多變，即在一個題的基礎之上改變物理條件、改變物理狀態、改變物理過程，改變物理模型。逐漸深入，層層展開，從而拓展學生的思維視角，使學生突破某些思維定勢的束縛，特別是對初三畢業班忌泛發練習題。
④注意加強相似物理模型的辨析。物理問題都是模型化的，思維定勢對解決同種模型的問題確實能起到無可置疑的積極作用，然而對相似模型問題。思維定勢的作用經常使人誤入歧途，上當受騙。
所以我們一定要重視相似模型的辨析，增強學生對不同模型的“分辨力”和“識別力”，進而克服由一種物理模型所形成的思維定勢對其他相似物理模型所起的負遷移作用。
具體實踐可采用以下做法：先進行一組相同物理模型問題的訓練，然後再有意識的安排適當的相似模型問題，引誘學生上當，當學生采用舊模型的思維方法解決新模式而產生錯誤後，教師及時的啟發學生將相似模型進行比較、鑒別，從而達到辨析相似模型的目的，使學生在今後類似的思維活動中，自覺的拉起“警戒線”。
思維定勢對物理教學的作用巨大，我們必須科學的研究學生思維定勢的形成與作用，充分地利用其積極因素，努力消除其消極因素，使之對物理教學起到更大的正向遷移作用。
（3）逐步提高學生抽象邏輯思維的能力
影響認知發展從具體向抽象過渡的因素是多方麵，但其中最重要的因素，是要在學生的認知結構中逐步儲備穩定的較高級的概念與原理，以使學生更易於把含意深刻的問題同認知結構相聯係，從而不僅使認知結構得到豐富與發展，尤其是使認知功能得到進一步的完善與提高。
在物理課堂教學中，教師應怎樣幫助學生儲備這種穩定的較高級的概念與原理，從而逐步提高學生的抽象邏輯思維的能力。為後續學習做好準備，筆者的主要做法是：
①幫助學生建立清晰的物理圖景模塊。物理圖景是人們把複雜的物理現象、物理過程和物理狀態經過概括、抽象並且形象化的結果。
中學物理中的圖景經常是過程圖景，弄清過程的階段以及各階段之間的橋梁，不僅是抽象相應過程模型的前提，也為發現隱含的臨界條件提供了線索。應該看到，一些圖形之間是有共性可尋的，發現這些共性並加以概括，就可以建立起圖景模型，它是一種簡單的思維定勢，有利於學生認知向抽象過程。
②幫助學生建立精確的物理模型網絡。物理模型是人們把物理研究對象、過程及條件經過理想化加工後高度抽象出來的。
因為對應於不同的運動形式的各類物理模型之間一般具有不可分割的聯係，幫助學生認真抽象模型，逐漸掌握模型網絡並加以熟練應用，有利於學生抓住事物的本質特征也可以建立簡單的思維定勢，完成認知抽象過渡。
例如，在牛頓第一運動定理的教學中，我們在三種不同的表麵上做小車運動的實驗。從實驗可以看出，小車在毛巾表麵上前進的距離最短，在光滑的木板上前進的距離最長，可見在越光滑的表麵上，小車所受的阻力越小，它前進的距離越遠，它的運動越接近勻速。