談打破物理實(shí)驗(yàn)中的思維定勢(shì)

1、談打破物理實(shí)驗(yàn)中的思維定勢(shì)論文導(dǎo)讀：有些學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中，受類似實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響，缺對(duì)集體問題的具體深入分析，而形成的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。只注重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象忽視了本質(zhì)而形成的思維定勢(shì)。法國(guó)物理學(xué)家貝爾納說：“構(gòu)成我們學(xué)習(xí)的最大障礙是已知的東西，而不是未知的東西”教師要善于在屋里實(shí)驗(yàn)中打破學(xué)生的思維定勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，具體做法有以下幾點(diǎn)。關(guān)鍵詞：物理教學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)，思維能力，思維定勢(shì)1、受類似實(shí)驗(yàn)影響而形成的思維定勢(shì)有些學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中，受類似實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響，缺對(duì)集體問題的具體深入分析，而形成的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。例如：把一木塊直立在小車上，使小車與木塊一起沿水平作面運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車遇到障礙物而突然停止，問木塊是

2、否傾倒？如果會(huì)，傾倒的方向如何?試分析之。有些學(xué)生回答會(huì)先前傾倒。理由是木塊與小車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車突然傾倒時(shí)，木塊上部因慣性仍在運(yùn)動(dòng)，而下部因摩擦而靜止，所以向前傾倒。這顯然是受類似初中慣性實(shí)驗(yàn)的影響。有的學(xué)生回答不會(huì)傾倒。理由是：若小車底板光滑，小車與木塊無摩擦力，木塊上下兩端因慣性而一起向前勻速運(yùn)動(dòng)，故不會(huì)傾倒。這顯然是受高一另一類慣性實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表面光滑）的影響。其實(shí)上述兩種觀點(diǎn)都有一定道理，但都是只做里表面認(rèn)識(shí)，沒有深入思考。由此可以看出，教學(xué)實(shí)驗(yàn)如果處理不好，對(duì)學(xué)生的負(fù)面影響之大。其實(shí)木塊傾倒與不傾倒與木塊的幾何尺寸及木塊與小車之間的摩擦系數(shù)有關(guān)。正確分析如下：如上圖，設(shè)勻質(zhì)木塊高h(yuǎn)1

3、，寬h2，質(zhì)量m，木塊與小車的摩擦因數(shù)。當(dāng)木塊與小車突然運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊所受的摩擦力f =mg木塊產(chǎn)生的加速度（向右）對(duì)非慣性系小車來說，此加速度作用在木塊質(zhì)心上，方向向左，則木塊所受慣性力：（向左）在木塊剛要傾倒的臨界狀態(tài)，轉(zhuǎn)軸在A點(diǎn)由 得即：得：同理 當(dāng) 時(shí)木塊都不傾倒。當(dāng)時(shí)木塊都傾倒?？梢?，傾倒與不傾倒，與和木塊的幾何尺寸有關(guān)，不能一概而論。2、因教學(xué)演示方法不當(dāng)而形成的思維定勢(shì)阿基米德定律這樣表述：“浮力的大小等于物體排開液體的重量”不過老師在做演示實(shí)驗(yàn)中，常把物體放在盛滿水的杯子中，把物體“排開”所溢出的水流入容器內(nèi)，稱其容器內(nèi)水重就是物塊所受浮力的大小?？萍颊撐?。這就給人一種錯(cuò)覺，即“

4、排出即流出”的錯(cuò)誤結(jié)論。為了糾正這個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論，現(xiàn)在設(shè)一個(gè)問題：“1N水最多能產(chǎn)生多大浮力？”若按“排出即流出”的結(jié)論則應(yīng)該是：“1N水最多能產(chǎn)生1N的浮力”，因?yàn)?N的水既是全部排出，也只能有1N。我們可以做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)來證明上述結(jié)論的錯(cuò)誤。設(shè)有一個(gè)圓柱平底容器，深度足夠大，底面積為S1=60 cm2 內(nèi)裝h1=10 cm的水。將一截面積為S2=50cm2 的足夠長(zhǎng)金屬平底圓柱浸在容器的水中，計(jì)算容器中水的重量和圓柱所受的浮力。容器中水重：金屬柱浸入水中，水被排出，水被擠在容器壁與金屬柱之間，則水面高h(yuǎn)2排開水的體積：圓柱所受浮力：上述分析計(jì)算無誤，即5.88N水就能產(chǎn)生29.4N的浮力。實(shí)際

5、上，只要S/（=S1 S2）越小，產(chǎn)生的浮力就更大。該例中水并未排出，就能產(chǎn)生29.4N的浮力?？梢?，“排出即流出”是錯(cuò)誤的。3、只注重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象忽視了本質(zhì)而形成的思維定勢(shì)。講到“沸騰”概念的實(shí)驗(yàn)是：取半杯水放在酒精燈上加熱，當(dāng)液面發(fā)生劇烈汽化時(shí)，這個(gè)過程就叫沸騰，于是給出“沸騰”的定義：給液體加熱，當(dāng)液體升到一定溫度時(shí)，液體內(nèi)部出現(xiàn)大量的氣泡，升到液面破裂，放出汽體，這是整個(gè)液面出現(xiàn)劇烈變化，這種現(xiàn)象叫沸騰。如果向?qū)W生提出這樣一個(gè)問題：鍋里的水燒開后，舀入鋁勺里一些，放在燒開的水面，再繼續(xù)對(duì)鍋加熱，鍋里的水繼續(xù)沸騰，而勺里的水會(huì)沸騰嗎？絕大部分學(xué)生都以為勺里的水會(huì)沸騰。實(shí)際上勺里的水是不會(huì)沸騰

6、的。原因是水既使燒到100oC 也還要繼續(xù)吸收熱量（汽化熱）才能沸騰，鍋里的水就是不斷地吸收熱量而沸騰的。水在沸騰時(shí)溫度不會(huì)再升高，鍋里和勺里的水溫相同（100oC），它們之間沒有熱傳遞，因此勺里的水不會(huì)沸騰。4、在物理實(shí)驗(yàn)中受日常生活的影響而形成的思維定勢(shì)在牛頓第一、第二定律的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生仍然在重復(fù)亞里士多德關(guān)于“力是物體運(yùn)動(dòng)的原因”這個(gè)錯(cuò)誤觀點(diǎn)，而這個(gè)觀點(diǎn)早在幾百年前就已被伽利略推翻，而現(xiàn)在有些學(xué)生仍然是認(rèn)識(shí)不清，往往錯(cuò)誤認(rèn)為：合外力的方向就是物體的運(yùn)動(dòng)方向，若物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，就會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為物體一定有受斜面向上的力。又如“大馬拉小車”問題，總認(rèn)為馬拉車的力一定大于車?yán)R的力?？萍颊撐?。

7、這類問題不一而足。究其根源在于日常生活觀察或經(jīng)驗(yàn)中由知覺造成的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。但去解釋這類現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生往往不自覺地拋開科學(xué)概念和規(guī)律，憑主觀感覺做出錯(cuò)誤的結(jié)論，這種現(xiàn)象往往又著人們的思維和創(chuàng)造能力?？萍颊撐?。法國(guó)物理學(xué)家貝爾納說：“構(gòu)成我們學(xué)習(xí)的最大障礙是已知的東西，而不是未知的東西”教師要善于在屋里實(shí)驗(yàn)中打破學(xué)生的思維定勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，具體做法有以下幾點(diǎn)。1、培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。試驗(yàn)決不能視為一種孤立的過程或事件，而是與思維相關(guān)的。實(shí)驗(yàn)課要有開展創(chuàng)造性思維活動(dòng)的過程，老師要善于提出問題，珍惜學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)的“閃光點(diǎn)”。2、鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)問題的合理猜測(cè)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，培養(yǎng)直覺思維。既使

8、學(xué)生的猜測(cè)是錯(cuò)誤的，也應(yīng)積極予以鼓勵(lì)。3、加強(qiáng)對(duì)學(xué)生應(yīng)變能力的訓(xùn)練，老師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提一些新的變化，讓學(xué)生再實(shí)驗(yàn)，看結(jié)果又如何。4、要適當(dāng)增加一些探索性實(shí)驗(yàn)，以激發(fā)學(xué)生的探索精神。讓學(xué)生進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)，自己“發(fā)現(xiàn)”規(guī)律?？梢允箤W(xué)生學(xué)到探索物理知識(shí)的方法，進(jìn)一步受到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的熏陶。這類實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜、困難，教師要首先就實(shí)驗(yàn)的目的，研究的對(duì)象，使用的儀器及觀測(cè)什么現(xiàn)象，記錄哪些數(shù)據(jù)，控制條件，數(shù)據(jù)處理，誤差分析等一些列問題對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，使每個(gè)學(xué)生做完一個(gè)探索性實(shí)驗(yàn)都有所收獲，得到教益。正如愛恩斯坦所說：“科學(xué)的創(chuàng)造性精神的活動(dòng)的開展，需要不斷地爭(zhēng)取兩類自由，即外在的自由和內(nèi)在的自由”，任何一種實(shí)驗(yàn)都對(duì)學(xué)生理解基本物理概念，原理等