談打破物理實(shí)驗(yàn)中的思維定勢

1、談打破物理實(shí)驗(yàn)中的思維定勢有些學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中,受類似實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響,缺對集體問題的具體深入分析,而形成的錯(cuò)誤認(rèn)識。只注重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象忽視了本質(zhì)而形成的思維定勢。法國物理學(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,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)。:物理教學(xué),物理實(shí)驗(yàn),思維能力,思維定勢1、受類似實(shí)驗(yàn)影響而形成的思維定勢有些學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中,受類似實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響,缺對集體問題的具體深入分析,而形成的錯(cuò)誤認(rèn)識。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,當(dāng)小車遇到障礙物而突然停止,問木塊是否傾倒?如果會,傾倒的

2、方向如何?試分析之。有些學(xué)生回答會先前傾倒。理由是木塊與小車一起運(yùn)動,當(dāng)小車突然傾倒時(shí),木塊上部因慣性仍在運(yùn)動,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,故不會傾倒。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,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)i,寬h2,質(zhì)量m,木塊

3、與小車的摩擦因數(shù)以。當(dāng)木塊與小車突然運(yùn)動時(shí),木塊所受的摩擦力f=mg以木塊產(chǎn)生的加速度（向右）對非慣性系小車來說,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。可見，傾倒與不傾倒，與以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。這就給人一種錯(cuò)覺,即“排出即流出”的錯(cuò)誤結(jié)論。為了糾正這

4、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的水既是全部排生，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=60cm2內(nèi)裝h1=10cm的水。將一截面積為S2=50cm2的足夠長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)際上，只要S/(=S1S2)越小，產(chǎn)生的浮力

5、就更大。該例中水并未排出,就能產(chǎn)生29.4N的浮力。可見,“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。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)對鍋加熱,鍋里的水繼續(xù)沸騰,而勺里的水會沸騰嗎?絕大部分學(xué)生都以為勺里的水會沸騰。實(shí)際上勺里的水是不會沸騰的。原因是水既使燒到100oC也還要繼續(xù)吸收

6、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)溫度不會再升高(100oC), 它們之間沒有熱傳遞4、在物理實(shí)驗(yàn)中受日常生活牛頓第一、第二定律的實(shí)驗(yàn)中,鍋里和勺里的水溫相同,因此勺里的水不會沸騰。在,學(xué)生仍然在重復(fù)亞里士多德關(guān)于力是物體運(yùn)動的原因這個(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)識不清往往錯(cuò)誤認(rèn)為:合外力的方向就是物體的運(yùn)動方向,若物體沿斜面向上運(yùn)動,就會錯(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。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。但去解釋這

7、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。法國物理學(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,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)生對問題的合理猜測,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,培養(yǎng)直覺思維。既使學(xué)生的猜測是錯(cuò)誤的,也應(yīng)積極予以鼓勵(lì)。3、加強(qiáng)對學(xué)生應(yīng)變能力的訓(xùn)練,老師對實(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,研究的對象,使用的儀器及觀測什么現(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)造性精神的活動的開展,需要不斷地爭取兩類自由,即外在的自由和內(nèi)在的自由”,任何一種實(shí)驗(yàn)都對學(xué)生理解基本物理概念,原理等都