摘要：物理是一门实践性的学科，理论与实践的结合是学习物理的关键。概述如何避开思维屏障，学会正确的物理学习方法。
关键词：物理学习；思维屏障；教学改革
作者简介：敖特根坦（1960-），女，蒙古族，内蒙古呼和浩特人，内蒙古机电职业技术学院基础部，讲师，工程师。（内蒙古 呼和浩特 010070）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）14-0088-02
学生在学习物理时，多少都有一点畏难感。物理课的学习过程是一个观察、思维、应用的过程。学生若在学习过程中遇到困难，又得不到及时解决，日积月累，便会逐渐产生物理难学之感。认真分析形成这些思维屏障的原因，对于改进教学方法，提高教学质量是有重要意义的。以下从几方面分析物理学习中思维屏障形成的原因及解决方法。
一、用错误的生活经验分析具体物理现象而形成的思维屏障
在日常生活中，人们形成了大量的生活经验，其中不乏错误之处。这些错误的生活经验往往会导致物理学习的思维屏障。
若问一个学过物理的学生，自行车如何停下来？不少学生回答：“是因为闸皮和钢圈之间的摩擦力使自行车停下来的。”因为在生活中，人们想让自行车停下来就去捏闸。因为这是生活经验自然得出的结论，但这一结论是错误的。根据牛顿定律，想让一个系统运动状态发生变化，只有改变系统外力，而自行车的闸皮和钢圈之间的作用力属于系统内力，它不能改变自行车的运动状态。实际上，自行车刹车后，自行车系统的滚动摩擦力变为系统与外界（地面）滑动摩擦力，正是这个系统外力使自行车停下来。
又如，烧水时，水沸滕后会冒出‘白气’，这一生活经验在人们头脑中根深蒂固，尽管老师讲了液化的有关知识，但若不直接对这一物理现象进行解释，大部分学生仍然认为水沸腾后冒的是‘白气’。他们不会认为水蒸气是无色气体，是看不见的，更不会把液化的知识联系起来解释这一物理现象。
如何纠正诸如此类错误，使学生在学习物理知识时，向科学分析过程靠近，这是问题所在。拿自行车如何停下来这一问题来说，学生为什么出现错误结论，究其原因还是对牛顿定律实质认识不清，对力改变物体运动状态中的力认识不清，这个力是讲系统外力，讲解这个问题时，首先应对自行车进行系统分析，分清系统内力和系统外力，内力是不能改变系统状态的，只有外力才可改变系统的运动状态。车的闸皮和钢圈之间的摩擦力属于系统内力，它不能改变自行车的运动状态，真正让自行车停下来的是车轮与地面的摩擦力（系统外力）。
综上所述，物理学习的思维屏障，实质是对物理概念的理解不足或认知错误。纠正错误，就是纠正物理概念认知，建立正确的物理概念。
二、用数学上的有些概念思考物理概念及公式形成的思维屏障
物理离不开数学，但物理不等同于数学。用数学概念思考、解释物理，必然导致学习中的概念混乱。如牛顿力学中，计算匀变速运动时，得到加速度a1=2（米/秒2）、a2=-2（米/秒2），比较a1和a2的大小。不少学生回答此类问题时，会得出a1>a2的结论。他是用数学概念回答了物理问题，因而得出了错误结论。
这类问题的出现，表面看是学生用数学方法学习物理，实质还是对物理学中矢量这一概念认识上的错误所导致的。矢量有大小、方向，而且要进行矢量运算。矢量比较只比较大小，方向没有可比性，一个矢量如加速度a1=2（米/秒2），正号代表它是匀加速运动，2（米/秒2）是这个量的大小；而另一个加速度a2=-2（米/秒2），负号代表它做匀减速运动，2（米/秒2）是这个量的大小。a1=2（米/秒2）和a2=-2（米/秒2），a1和a2大小是相等的，都是2（米/秒2）。通过这个例子可以让学生看到数学与物理的不同之处，学到正确认识物理当中矢量概念。
在电学中，有些物理量的定义式，如电容C=Q/U，但不能得出C与Q成正比、与U成反比这样一个错误结论。这样回答在数学上成立，但在物理上是错误的。
这类问题如何解决呢？在教学中，首先要给出电容公式C=Q/U正确的定义，其次要指出容易出现错误点，在说明电容C这个物理量与自身的性质（几何形状、材料）决定的物理量以外。拿出平行板电容器的计算式子C=ε，从公式中不难看出电容C与介质、自身的单板面积、两板距离等自身性质有关，不因外界条件而改变。这一物理式子是应用性式子。
在教学过程中，凡牵涉到这些容易给学生造成思维混乱的物理公式，应该着重讲清其物理意义，公式适用的条件及物理公式和数学公式之间的区别，使学生逐步掌握科学的分析方法。
三、因思维定势而形成的思维屏障
思维定势是人脑在外界信号多次刺激作用下形成的一种固定的思维方式。这种思维定势往往并非科学，对分析问题会起到负面作用，而且同一方法使用次数越多，这种倾向越强烈，当具体条件稍有变化时，往往跳不出过去的一套框框，使思维误入歧途，从而影响正确的思维方式的形成。如电学中，电压表在应用是要并联在被测物体上的，而电流表要串联在电路中使用。进而得出，电路中若有电压表串联在电路中，就认为电路是错误的这样一个错误的结论。电路中的电流表若串联在电路上，流经电流表的电流小于或等于电流表的满负电流，电路就没有错误，只不过电流表和电压表没起到其应有的测量作用，而电路本身没有错误。
怎样解决这类问题呢？首先要看到问题所在，其次在物理教学中，设计几种电流表及电压表的电路图，有电压表串接在电路中，也有电流表并联在电路中的电路图，让学生充分讨论并找到症结。得到电压表可以在电路中串接，此时只把它看成阻值很大的电阻。对自身没有影响，但电表的作用失去了。而电流表并联在电路中，因电流表自身电阻很小，把电流表看成串联小电阻。在并联电路中，小电阻承担大电流，这样连接电流表，当流经电流表时，电流超出电流表额定值，电流表就有被烧坏的危险。
这样就可以纠正电压表不能在电路中串联，电流表不能在电路中串联这种错误的思维定势。注意应重点说明问题所在。
四、隐蔽条件的忽视形成的思维屏障
许多实际物理问题是多条件的，有些问题条件明确，容易引起学生的注意，有些条件则隐藏在题目的文字叙述或所给的物理现象中。
物理解题过程中的，学生常常会感到条件不够。如“同步卫星”隐藏了“卫星运行的角速度和周期与地球自转的角速度和周期相同”；如“完全弹性碰撞”隐藏了“碰撞过程无能量损失”这一概念，即机械能的守恒在内。“理想变压器”隐藏了“输入功率等于输出功率”等重要条件。处理这类问题的关键在于寻找隐蔽条件，若找不到或忽略了隐藏条件，就不能正确解答，进而形成思维屏障。
在物理教学中，应该切实帮助学生总结隐蔽条件，并予以重点说明，及时排处他们思维上的屏障。
五、提问方式的改变，造成思维混乱，形成思维屏障
因问题提问方式不同，即使对同一问题，学生的思维也会受到影响，特别是一些误导性的条件和提问方式，更易造成学生的思维混乱，形成思维屏障。若问学生：“一个物体在水平面上运动时，重力做不做功？”绝大数学生的答案都正确。但是若将问题改为：“一个重10牛顿的物体在水平面上运动了5米，重力做了多少功？”那情况就不一样了。因为“重10牛顿”、“运动了5米”这些条件和“做了多少功”这种提问方式给学生以误导作用，造成了思维混乱。再如问：“自由落体运动是不是匀变速直线运动？”一般回答正确。要问“平抛运动是不是匀变速运动？”不少同学回答：“不是。”实际上平抛运动是水平方向的匀速运动和竖直方向匀变速直线的合运动，它也是匀变速直线运动。
在物理教学中，有意识地针对学生理解物理概念和作业中常见的错误，更换提问方式，一个问题用几种方式提问，通常学生会有不同的结论得出，先指出错误的结论之所以错，与正确的答案做比较。加深对概念的理解。拿“一个重10牛顿的物体在水平面上运动了5米，重力做了多少功？”和“一个物体在水平面上运动时，重力做不做功？”比较。这两个问题提问的方式不一样，但很多学生没有注意，这两题物条件一样；都在水平面在运动，问题也一样，都问重力做的功。要教会学生读题，首先要读条件，再找到隐蔽条件，找到关联处，然后读问题，这是纠正这类错误的关键。
六、不善于寻找替代方法形成的思维屏障
战国时候“围魏救赵”的故事众所周知，用现代自然科学的观点看，就是一种寻找代替方法的办法。物理学上常借等效方法研究一些实际问题，比如力的合成与分解，并不是客观存在的力，总电阻也不是是客观存在的电阻，而是通过这种等效的方法来研究、处理实际的物理问题。在一些物理问题中，要直接求某个物理条件不够，但与之相关的某个物理量可以直接求解，而这个量已知了，要求的量就解决了。
在电路中，判断一滑线变阻器的两段并联电压表，让滑线变阻器滑动，判断滑线变阻器上电压变化。许多学生认为，当滑线变阻器电阻增大时，外路电阻R增大，而流过变阻器的电流减少，这样滑线变阻器上的电压U=IR无法判断，因为R增大，而I减少，I和R相乘的积无法判断。
解决上述全电路中问题，如计算全电路的路端电压U，有这样两个公式：
U=IR（1）
U=Е-Ir （2）
（1）和（2）式都是路端电压U的计算公式，特别要指出的是：（1）式只用来计算用，讨论全电路问题时不能用，否则就得出电流I和电阻R成反比，I和R的乘积无法判断的错误结论。所以用⑵式判断U的变化，在⑵式中只有电流I是变量，U与I成反比。这样R的变化，I变化；I 变化U也变化。这就是上面问题的替代思考方式。
综上所述，造成物理难学这种现象的主要原因是学生在学习过程中程度不同地存在各种思维屏障，而造成这些思维屏障的原因是多方面的，本文中只举了常见的几种主要原因，在物理教学中，教师应该认识到这种学习过程中必然要出现的学习屏障，帮助学生及时排除他们在学习中存在的各种思维屏障，物理难学的现象就会逐步改变，物理教学质量就会有所提高。
同时教师应该不断提高自身知识水平，在知识经济时代，要跟上时代科技发展的步伐，不断更新知识，教学要与实际相结合，也要把新的科技知识带进课堂。物理是引领时代发展的科学，走在时代的前端，教学也应体现这一特点。
参考文献：
[1]库柏.物理世界[M].北京:海洋出版社,1983.
[2]曹萱龄,等.“物理学”学习指导[M].北京:高等教育出版社,1983.
[3]安忠.中学物理实验教学研究[M].北京:高等教育出版社,1986.
（责任编辑：沈清）