從兩道老題略談物理學(xué)習(xí)中的思維定勢

1、 從兩道老題略談高中物理學(xué)習(xí)中的思維定勢湖北省襄樊市東風(fēng)中學(xué) 時 莉所謂思維定勢，是由先前的活動而造成的一種對活動的特殊的心理準(zhǔn)備狀態(tài)，或活動的傾向性。人都有思維定勢，在環(huán)境不變的條件下，定勢使人能夠應(yīng)用已掌握的方法迅速解決問題。而在情境發(fā)生變化時，它則會妨礙人采用新的方法。物理學(xué)習(xí)同樣避免不了思維定勢的影響，學(xué)生在學(xué)習(xí)或認(rèn)知過程中掌握了一些知識，當(dāng)然會或多或少的總結(jié)出一些規(guī)律，而這些規(guī)律，對于學(xué)生再次學(xué)習(xí)新知識必然會產(chǎn)生許多影響。例如，我們可以通過一些典型的例題，把分析問題的方法和解題的思路教給學(xué)生，使學(xué)生頭腦中建立起特定指向的“定勢”，就是形成一種所謂“題感”，從而使學(xué)生能夠更快更準(zhǔn)確地解

2、決同類問題，這是思維定勢的積極面。不可否認(rèn)，這種思維定勢在現(xiàn)在的高考模式中還是起著相當(dāng)重要的作用的。但是，筆者認(rèn)為，這種思維定勢，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想、形成嚴(yán)密的分析習(xí)慣，是有著較大的負(fù)面影響的。首先來看一下筆者在教學(xué)實踐中遇到的兩個問題：題1：一輛小車靜止在光滑的桌面上，小車立柱上拴有一根長為L的輕繩，輕繩末端拴著一個小球，如圖所示，現(xiàn)將小球拉至水平位置后自靜止釋放，小球擺動的過程中不計一切阻力，則下列說法中正確的是：（ ）小球擺動過程中機械能守恒；小球開始擺動后，小球和小車組成的系統(tǒng)機械能守恒、動量守恒；小球開始擺動后，小球和小車組成的系統(tǒng)機械能不守恒、動量不守恒；vAaVv1v1xv1y

3、AvAaVBAvAaV小球開始擺動后，小車達(dá)最大速度時小球也同時達(dá)到最大速度。 這道習(xí)題是動量一章中非常常見的一道題，應(yīng)該可以說已經(jīng)用了十幾年了。ABC三個選項是很容易判斷的，這三項中顯然應(yīng)該是B正確，因為小球和小車組成的系統(tǒng)只在水平方向動量守恒，整體的動量不守恒。再看D項，考慮到在向下擺動過程中，繩的拉力一直對小球做正功，因此當(dāng)小球擺動到最低點時，小車速度達(dá)到最大。同時，考慮到水平方向動量守恒，當(dāng)小車速度最大時，小球的速度應(yīng)該也是最大，因此D項也正確。因此此題的答案為B、D，從事高中物理教學(xué)工作幾年來，筆者遇到這個題，也都是毫不猶豫的選上B、D，但忽有一天，一學(xué)生提出：水平動量守恒，只能說明

4、小車速度最大時，小球的水平速度是最大，難道小車的水平速度最大，合速度就一定是最大嗎？筆者一時語塞，回到辦公室，立刻伏案推導(dǎo)，卻發(fā)現(xiàn)，結(jié)果與感覺恰好相反。推導(dǎo)過程如下：為了方便研究，將問題稍微簡化一下，令小車與小球質(zhì)量同為m再令小車對地速度為vA，小球?qū)Φ厮俣葹関B，小球相對于小車速度為v1則有 對此矢量和，可采用正交分解法求解，即將v1分解為v1x和v1y，則，系統(tǒng)機械能守恒： 水平方向動量守恒： 即 代入式求導(dǎo)，可得時，應(yīng)有解此方程得：BCA即在時有極大值用了十幾年的答案，竟然是錯的?？磥磉@種“題感”，有時會將人引向歧途。再看題2：如圖所示，豎直環(huán)A半徑為r，固定在木板B上，木板B放在水平地

5、面上，B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地上，B不能左右運動，在環(huán)的最低點靜置一小球C，A、B、C的質(zhì)量均為m。給小球一水平向右的瞬時沖量I，小球會在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運動，為保證小球能通過環(huán)的最高點，且不會使環(huán)在豎直方向上挑起，瞬時沖量必須滿足：（ ）A最小值 B最小值C最大值 D最大值考慮到小球要通過最高點，其在最高點速度至少應(yīng)為，對應(yīng)最低點速度為，因此B答案正確。再考慮如果在最高點給環(huán)的彈力過大，會使環(huán)離開地面，因此在最高點給環(huán)的彈力最大為2mg，對應(yīng)小球在最低點的速度為，因此D答案正確。v0v1這也是大家普遍認(rèn)同的答案，但這里有一個思維定勢：我們習(xí)慣性的認(rèn)為，在整個小球轉(zhuǎn)動過程中，最高點小球給環(huán)的

6、彈力是完全豎直的，其他位置都只有豎直分力使環(huán)離開桌面，因此在最高點環(huán)是最容易離開地面的。但事實真的如此嗎？首先我們定性的來分析一下：小球越往高處，彈力與豎直方向的夾角越小，這樣說來其豎直分力似乎越大。但我們同時要考慮越往上，小球的速度越小，其向心力越小，彈力也是逐漸減小的，這樣，說彈力的豎直分力一定增大，顯然是不嚴(yán)密的。下面我們來推導(dǎo)一下。 如圖，設(shè)在最低點速度為，轉(zhuǎn)到與豎直方向夾角為時速度為，則有由以上兩式可得：彈力N在豎直方向分力為：由此可見，當(dāng)時有極大值，可見小球?qū)A環(huán)豎直分力取最大值的位置，與的取值有關(guān)，并非一定是在最高點力最大，自然也并非是在最高點最容易離開地面。在此題中，要使環(huán)跳起

7、，極大值必須等于2mg，即，得，對應(yīng)得到的結(jié)果，與D答案所給完全不同!從這兩道題中我們看到，在我們研究過的很多老問題中，思維定勢一直存在且嚴(yán)重影響了我們的判斷、禁錮了我們的思維。老師尚且如此，更何況學(xué)生？因此，筆者認(rèn)為，在我們?nèi)粘Ｎ锢斫虒W(xué)中，總是試圖不斷的總結(jié)而又不注意適用條件，教給學(xué)生大量的解題、記憶的捷徑，對學(xué)生的分析能力的提高、解題思維的發(fā)散、乃至對學(xué)生終身的發(fā)展，都有一些負(fù)面的影響。誠然，現(xiàn)在的考試體制決定了我們必須要通過這種方法來提高學(xué)生解題的速度，但是這種方法在提高解題速度的同時卻禁錮了學(xué)生的思維，導(dǎo)致很多學(xué)生只要有“陷阱”就會往里鉆，這樣，解題的準(zhǔn)確率卻是下降了，未免得不償失。在

8、我們的高中物理教學(xué)中，不應(yīng)該提倡這種通過思維定勢來提高解題速度的方法，而是要盡量幫助消除思維定勢的負(fù)面影響。筆者認(rèn)為，主要可以從以下幾個方面入手，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，預(yù)防思維定勢：一、通過“一題多解”、“一題多用”、“一題多變”的教學(xué)方法來促進(jìn)和鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維能力、誘導(dǎo)學(xué)生能從不同角度，不同側(cè)面充分調(diào)動各方面知識，用多種不同方法思考解決問題。二、培養(yǎng)學(xué)生既看整體，又看局部，從整體中透視局部，從局部中統(tǒng)觀整體的思維方法。這也是發(fā)散思維和集中思維辯證結(jié)合、統(tǒng)一應(yīng)用的過程。三、利用“腦筋急轉(zhuǎn)彎”的問題有目的地培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性。教師平時要注意收集和積累一些易受思維定勢消極影響的例子，使學(xué)生上當(dāng)，從而提高學(xué)生的“免疫力”。四、要使學(xué)生建立穩(wěn)固的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，廣泛地學(xué)習(xí)多方面的知識，扎實地學(xué)好每一項內(nèi)容。知識的缺陷是產(chǎn)生思維定勢的主要原因之一。在分析問題時要全面，不能忽視已知條件和隱含條件。通過幫助學(xué)生全面細(xì)致地分析新舊知識間的相同、相似、相異之處，明確其聯(lián)