中学生建立物理概念的障碍及破除策略.doc

【标题】中学生建立物理概念的障碍及破除策略 【作者】杨爱玉 【关键词】物理概念障碍类型破除策略 【指导老师】 【专业】物理学 【正文】1. 绪言1.1研究背景物理概念是从大量物理事实（实验结果）及逻辑思维结果概括抽象出来的，是反映物理本质属性和共同特征的一种科学抽象，是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式，是物理定律、公式和学说的基础，它是物理理论的基本要素，是物理的科学语言。物理学研究的对象是物质最基本的运动规律及其基本结构的一门科学，人们只有依靠物理概念才能准确地、科学地描述物理过程或物质结构。可见，帮助、引导学生学好物理概念是带领学生进入物理殿堂关键的一步。中学物理概念有一个明显的特点就是具有抽象性，它使得学生在理解物理概念及运用概念进行物理思维时，常常会发生一些思维障碍，这是导致中学生物理学习困难的一个重要原因。因此，对这些思维障碍的产生心理做深入的探讨，进一步总结出妨碍中学生建立物理概念的原因，从而研究相应的破除策略，对中学生学习物理至关重要。1.2研究现状分析物理概念是物理定律、物理公式和学说的基础，是物理理论的基本要素，是物理的科学语言。因而，掌握物理概念是学习物理的基础。目前，对中学生建立物理概念的障碍及其破除策略已有了一些研究。文献对中学生物理概念学习的思维障碍的心理进行了分析，共总结出了七个方面，得出要使学生正确建立物理概念，首先应排除他们思维上的障碍这一结论；文献从中学生学习物理的心理发展方面进行了分析，研究了中学生学习物理的心理特点和心理过程，最后对中学物理教学提出了六点很好的建议；文献从物理教师的认知角度出发，分析了教师的认知偏差给教学带来的负效应，并对其成因进行了深入的剖析，总结出教师在教学过程中应充分面向学生这一结论。但这些研究对障碍的分析和总结都还不够透彻，不够完善，不够系统，也缺少系统地破除策略研究。1.3研究意义及内容物理概念是一类物理现象和物理过程的共同性质和本质特征在人们头脑中的反映，是对物理现象和物理过程的抽象化和概括化的思维形式，它不仅是物理基础理论知识的一个重要组成部分，而且也是构成物理规律和公式的理论基础。中学生在分析物理现象或处理物理问题时，常常出现错误的判断或者束手无策，其重要的一条就是没有正确理解物理概念。因此，在学习物理的过程中，要不断地建立物理概念。如果概念不清，就不可能真正掌握物理基础知识。所以，在中学物理教学中，概念教学是一个重点，也是一个难点。中学生建立物理概念的障碍主要是思维的障碍。思维障碍是指学生在学习过程中，由于思维起点的迷茫，思维形象的模糊，思维方向的偏离，思维逻辑的混乱，思维展开受到干扰等而造成思维过程的中断或不能得到正确思维成果的现象。如果学生在学习过程中思维遇到了障碍而又得不到及时解决，时间一长，便会觉得物理难学，严重影响学习积极性，甚至会使学习陷入困境。因此，认真分析思维障碍产生的原因，在教学中有的放矢，可以有效地避免和减少学生在物理学习中出现的思维偏差，从而提高教学的效果。本课题将从认知理论的角度对中学生建立物理概念的障碍及其破除策略进行系统地理论分析，并结合学生实际进行总结，同时用相应的实例展开阐述。2.物理概念在物理学习中的重要地位2.1物理概念是大量物理现象和物理过程的总结物理概念具有抽象性。因为它是从大量物理事实（实验结果）及逻辑思维结果概括抽象出来的，是反映物理本质属性和共同特征的一种科学抽象，同时，也是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式。2.2物理概念是构成物理规律和公式的理论基础物理规律和公式都是由多个物理概念构成的，掌握物理概念是学习物理规律的基础。如：等公式都是由几个物理概念构成的物理公式，学生学习物理规律都要经历从物理现象物理概念物理规律的过程，可见，对概念的理解和掌握严重影响到物理规律的学习。如果概念理解不清，就无法掌握物理规律，当然也就无法正确解释物理现象，准确处理物理问题。2.3物理概念是反映事物的特有物理属性的思维形态例如：“导体”这个概念，就是反映具有容易导电这一特有物理属性的事物的；“液体”这一概念，就是反映具有容易流动、有一定体积而无固定形状的特有物理属性的事物的。人们在感性认识的基础上提炼出事物的特有物理属性后，就认识了有关的物理概念。然而事物的特有物理属性不是人们直接用感觉器官感知的，而是通过头脑对感性材料加工、抽象出来的，是思维的产物。所以说物理概念是反映事物的特有物理属性的思维形态。2.4物理概念影响着后续的物理学习先前的学习影响后续的学习，这是大家都明白的。许多中学教师在备课的过程中都是从这一点出发的，以达到先学知识为后续学习作铺垫、打基础。而且，中学阶段的物理教材也是按照这一点编写的。中学生在学习的过程中特别依赖于学习兴趣，对于刚刚接触物理的初二学生更是如此。这时如果在学习中出现的不解或疑惑太多，就会严重地打击其学习自信心，因而也就没有兴趣再继续学习了。2.5小结本章阐述了物理概念在物理学习中的重要地位。主要从以下几个方面展开论述：物理概念是大量物理现象和物理过程的总结、物理概念是构成物理规律和公式的理论基础、物理概念是反映事物的特有物理属性的思维形态、物理概念影响着后续的物理学习。因此，认真分析认知障碍产生的原因，对障碍的产生做深入的探讨，进一步总结出妨碍中学生建立物理概念的原因，并研究相应的破除策略，在教学中有的放矢，可以有效地避免和减少学生在建立物理概念的过程中所受的障碍，从而提高教学质量。3.中学生建立物理概念的障碍分类及成因在中学生建立物理概念的过程中，遇到的障碍是多方面的。思维是人脑对客观现实概括的、间接的反映，它反映的是事物的本质和事物间规律性的联系，对中学生建立物理概念至关重要。如果在思维过程中出了问题，将会影响到物理概念的建立以及物理这门课程的学习。所以，思维障碍是影响中学生建立物理概念的主要因素。另外，学生对知识（包括物理知识和其他知识的掌握也会影响到物理概念的建立。鉴于思维和知识对物理概念的建立造成的障碍不易区分开，我在这里将一并进行分析。经多方面的调查、总结出妨碍中学生建立物理概念的障碍主要有以下几个方面：3.1概念的内涵和外延模糊形成的认知障碍任何一个物理概念都是内涵和外延的统一，其内涵和外延是具体的、是相互制约的。我们通常所说的使学生掌握物理概念，一方面指的是要理解物理概念的内涵，同时也要求明确其外延。物理概念的内涵主要包括事物和事件的某种本质属性和某方面的规律及其作用。在了解物理概念的内涵时，不能把物理概念理解为某类事物的所有属性，也不能把物理规律理解为任何相近的事件的所有属性。所谓外延，即概念所涉及的范围和条件、公式的适用范围和成立条件。如在学习电场强度的定义式时，有些学生不明白电场强度概念本身取决于电场本身的性质，只从数学的角度去理解；而在学习点电荷电场的场强时，有些许学生不理解当时，该定义式成立的前提已不复存在。学生在理解或实际运用物理概念时，会不自觉地缩小或扩大概念的外延，原因是因为概念的外延指的是适用该概念的一切有关事物。缩小概念的外延主要表现在忽视物理图景的多样性，以较熟悉的个别图景代替图景的全部。如：物体处于平衡状态时，学生往往只考虑其静止而忽视其匀速运动的情况；对在竖直方向上运动处于超重状态的物体，学生只考虑其向上加速的情况，忽视了向下减速的情况等等。发生错误的主要原因，是由于学生头脑中的物理图景建立得不全面，以一孔之见欲概全体之貌。同时也暴露出学生的思维缺乏严密性。无意识地扩大概念的外延主要表现为对概念的种属关系不明，以下位概念来代替上位概念。如：在学习晶体以后，有的学生认为晶体在整体上都是各向异性的，以单晶体概念代替了晶体概念；摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动，而学生有时就扩大为总是阻碍物体的运动；再如：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比，有的学生将其作为摩擦力大小与压力的一般关系，以滑动摩擦力代替了摩擦力的概念等等。由上述可知，学生不能掌握概念的内涵，不能明确其外延最主要的原因是对概念的本质即该概念的物理意义没有掌握。3.2由定势思维引起的认知障碍所谓定势思维，就是人脑多次受到某种外来信号的刺激作用而形成的一种固定的思维方法。这种思维方法对人的大脑思维活动存在两种作用：当它对新认识对象产生正迁移时，所起的作用是积极的，我们可以运用定势思维定向、定法、定序的特点，快速地解决问题；但当它对新认知对象产生干扰作用时，即产生负迁移时，所起的作用是消极的，不可取的。这种思维的最大特点是不善于区分要认知的对象和旧有经验之间的差异，仅仅凭借旧有经验就直接套用在新的认知对象上，常常跳不出旧有的“框架模式”，使思维误入歧途。在物理概念教学中的定势思维通常有以下几种情况：第一，生活经验的定势思维对物理本质的干扰。学生在小学阶段通过自然课以及在生活中接触了大量的物理现象，积累了一些物理概念或经验。在这些概念中，有的虽然比较正确，但往往带有一定的表面性和片面性，而有的甚至是错误的。初中学生在学习物理之前往往从自己狭隘的生活经验出发，对一些事物和现象形成一定的看法和观点，即形成一定的定势思维，干扰了他们对物理现象本质的认识。如：沸腾的水会冒“白气”，尽管老师已经讲了液化的相关知识，但若不直接对这一物理现象进行解释，生活经验的根深蒂固，导致部分学生认为水中冒出的是白色气体，而不能用水蒸气是无色气体，是看不见的，以及用液化的知识来解释这一物理现象；再如：初步接触物理的学生认为，冬天放在室外的金属物体的温度比木块的温度低，因为用手接触金属物体时，感到比接触木块时冷等等，这些都是错误生活经验的定势思维造成的。第二，旧有知识的定势思维对新认知对象的干扰。旧有知识造成的定势思维分为两类：一类是在中学物理教学中，教师讲授某些物理问题时可能会因为侧重讲授主要因素而忽视了某些次要因素。由于这些纯粹的侧重点对学生大脑的强刺激，容易使学生将侧重因素认为是唯一因素，造成一定的定势思维。带着这种定势思维来看物理问题时，往往缺乏全面分析思考问题的素质；另一类是对旧有知识理解不透或略有偏差，因而在认识新的认知对象时，就可能会形成干扰。第三，习惯性的思维方向造成的定势思维。在学习中，学生由于经常接触同一类问题或同一种直观模式，因而往往形成一种习惯性的思维方向，这种定势思维对于解决问题活动有着积极地促进作用，但也有着将学生思维束缚在一个狭小范围内，造成思维障碍的消极作用。当我们在学生非常熟悉的一类问题上改变个别条件，使物理情景发生了重要变化时，学生往往不会去认真分析题设条件变化带来的差异，而是一看到“似曾相识”的题目，就马上按习惯的思路、方法求解，这样，必定会得出错误的结果。3.3物理抽象思维能力不足导致的认知障碍人的思维一般可以分为：直观动作思维、直观形象思维和抽象思维，它们通常不是孤立地存在。换句话说，人们在思考问题时，并不是单独地运用其中的一种。物理学是一门以实验为基础的学科，在学习研究中，前两种思维能力固然很重要，但抽象思维能力也是不可缺少的。抽象是把客观事物或现象共同的、本质的属性提取出来的过程。概念是人脑对同一类事物特征抽象的、概括的反映，它反映了客观事物的本质属性，是学生学习物理的基础。在形成物理概念的过程中，抓住事物的本质属性靠的是抽象。中学生的物理抽象能力，体现在建立物理模型和把实际问题转化为典型的物理问题。在整个中学阶段，学生的思维处于经验型向理论型过渡的时期。其中，初中生处于形象思维为主转向经验型的思维过程，是思维发展的转折期。他们往往要借助于生活中的亲身感受、实践的直接认识以及习惯性观念等进行思维活动，而抽象能力显得不足。高中生具有较高的抽象思维概括能力，开始形成理论思维，思维地组织性、条理性、广阔性和深刻性不断加强。他们能够用理论作指导来分析、综合各种事实材料，并发展成有一定依据的系统知识，遵循一定的逻辑程序，自觉把握和运用一系列概念、判断、推理。从整体上说，抽象能力不足而形成的障碍是由中学生物理学习的心理过程和身心发展所决定的。3.4数学关系负迁移产生的认知障碍数学是学习和研究物理的重要工具，运用数学工具来解决物理问题是对学生的重要能力要求之一。但物理不是数学，物理更重要的是物理事实、物理本质和物理关系。学生由于一开始上学就接触数学，所以一部分学生在分析物理问题时，总带有一种“数学惯性”，将物理问题数学化，而忽视了物理公式表达的物理意义，以数学关系代替物理概念。以至于数学公式一旦遗忘，物理关系及观念也就无从搭建。如：对电阻这一物理概念，从电阻的计算公式，有的学生就会认为：导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比。而忽视了电阻是导体本身的一种性质，它的大小与是无关的这一物理事实，从而得出了错误的结论。又如：对瞬时功率，有些学生会认为当足够小时，这一错误的结论。3.5相近物理概念混淆形成的认知障碍物理上有许多相近的物理概念，它们既相互联系又相互区别，具有不同的本质属性。有的学生由于头脑中没有完整的物理情境对它们的物理意义理解不透，区分不清，加之头脑中的物理图景比较单一，对有关的物理图景比较生疏，所以容易将它们之间的关系简单化。认为它们在变化时应按照同一趋势发生变化，因而对相关物理量的相反变化难于理解。如：表示物理量大小及表示其变化快慢的两个量，学生就容易混淆，以速度和加速度为例来说，两者都是描述物体运动的物理量，速度表示物体运动的快慢，而加速度则是表示速度变化的快慢。有的学生认为：物体的加速度大，速度就大；加速度变大时，速度就随之变大。这是由于对概念的理解不清而造成的。物体做加速直线运动时，速度越来越大，而加速度可能会越来越小；汽车以一定功率启动后，当加速度为零时，速度最大；再如：学生对磁通量大小、磁通量的变化量、磁通量的变化率之间的一些可能相反变化一时也难以理解清楚。这些都是由于相近概念的相反变化给学生建立物理概念带来的障碍。3.6教学方法不当造成的认知障碍经调查研究表明，如果教师的教学方式、方法与学生的心理发展水平不相适应，也可能使学生形成错误的物理观念。初中学生的思维发展多数处于具体、直觉的水平，在物理学习中往往从有代表性的感性事物入手，习惯于从特殊到一般的归纳推理，归纳出事物的本质特征和共性，从而得出概念。教师不了解学生的实际认知水平，不给学生演示有关的物理现象，由于缺乏理解的“平台”，学生只能死记硬背。那么，概念就成了“无源之水”，更谈不上培养学生形成科学的学习方法。高中学生，特别是高中一年级的学生，虽然有一定的抽象思维能力，但其能力不强。对于难度较大并对后续学习有重要意义的物理概念，在教学过程中不向学生提供较为丰富的感性材料，过高地估计他们的能力状况，过早地缩短感知到概括的距离。即使学生可熟练背诵物理概念，对其内涵仍不甚理解。如：讲解“动量”这一重要概念时，将其定义、单位和方向等和盘托出，学生缺少必要的感性材料，对概念的理解只能是似懂非懂。另外，教师在进行概念教学时，举例一定要全面。这样，学生才能理解概念的内涵，以及如何应用所学的概念解决物理问题。3.7小结要破除学生建立物理概念的障碍，首先应对障碍的成因进行剖析。本章综合运用心理学、教育学等理论知识从认知理论的角度分析了中学生建立物理概念的障碍成因，总结出六种类型：概念的内涵和外延模糊形成的认知障碍、由定势思维引起的认知障碍、物理抽象思维能力不足导致的认知障碍、数学关系负迁移产生的认知障碍、相近物理概念混淆形成的认知障碍、教学方法不当造成的认知障碍。4.物理概念建立障碍的破除策略物理概念是对物理现象和物理过程的抽象化和概括化的思维形式，是物理基础理论知识的一个重要组成部分。中学生只有掌握了物理概念，才能去伪存真，由表及里的认识客观事物的内在本质及其规律。倘若学生在建立物理概念的过程中遇到的障碍得不到解决，时间一长，便会觉得物理难学，严重影响学习积极性，甚至会使学习陷入困境。因此，本章针对以上所述的障碍类型，结合认知结构理论，作出如下相应的破除策略：4.1加深概念内涵的理解，明确概念外延的范围对概念内涵的理解是学习概念的重要方面，使学生弄清概念的外延是深化对概念的理解，正确运用物理概念解决实际问题的前提条件。例1一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物块做的功等于（）A、物块动能的增加量B、物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力所做的功之和C、物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D、物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和障碍分析学生在做此题时往往会错误地选择B、C两个错误的选项。其原因之一是因为对动能定理中功的理解不正确，换句话说，是因为对功这一物理概念的物理意义理解不透，所以在用该概念解决物理问题时遇到了困难，从而选择了错误的选项。障碍破除该题考查的是物体在运动过程中重力势能、动能、动能变化量等概念和动能定理的辨析，重在考查学生对基本概念的理解。分析物块运动过程可知，重力对物块做正功，摩擦力对物块做负功，两者的代数和为物块动能的增量（动能定理），所以答案为D。为了克服此种障碍，教师在进行概念教学时，应着重强调概念的物理意义、涉及的条件和范围，并适时适量的配以练习进行巩固，在运用中反复检查，深化理解，达到正确掌握基本概念的目标。4.2加强物理思维，消除定势障碍日常的生活经验，旧有的物理知识以及习惯性的思维方向都可能使学生在分析物理问题时常产生一定的定势思维，干扰了对物理本质的理解。例2运动中的自行车通过刹车的作用而停止运动，自行车停下来的原因是什么？障碍分析相当一部分学生会回答是因为刹车橡皮和钢圈之间的摩擦力使自行车停下来，这是学生凭着自己的生活经验而得出的错误判断。障碍破除为排除这种错误思维的干扰，应引导学生分析现象所反映的本质：刹车后滚动摩擦变为滑动摩擦，摩擦力增大，故是车轮和地面之间的滑动摩擦力迫使自行车停下来，通过对现象本质的分析提高学生的认知水平。例3如图4.1（a），弹簧秤A在、的作用下，处于平衡状态，则图中弹簧秤示数？（秤、轮重不计）.图4.1弹簧秤障碍分析许多同学回答：或。分析其原因：认为的学生是受了图4.1（b）所示的定势思维的干扰；把图4.1（b）中的侧重点“弹簧秤测得的力是作用在秤钩上的一个拉力”片面理解为“弹簧秤整体只受一个拉力”。忽视了图4.1（b）中O端墙（或手）对秤的上端施加的等大反向的拉力这一隐含因素。也忽视了弹簧秤中的弹簧总是“一端固定，另一端可自由伸缩”的结构特点。错误理解图4.1（a）中弹簧秤受到向左向右两个拉力时的伸长是受一个拉力时伸长的2倍。认为的同学显然是受到了旧知识“作用在弹簧秤上的一对平衡力的合力为0”这一定势思维的干扰，误认为，因而都得出了错误的结果。障碍破除为排除类似上述现象中的认知障碍，教师应注意在讲授某一物理知识时，强调侧重因素的同时不能忽略次要因素，应全面透彻地分析题设中的隐含条件、现象本质，才能培养学生全面分析问题的能力，拓展思维的宽广度。例4闭合金属线框两长边与一闭合铜环的两边始终保持良好接触，不绝缘，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直铜环和线框所决定的平面如图4.2所示，当铜环沿线框匀速运动时，下列说法正确的是（）A、因铜环内的磁通量不变化，则环上无电流B、铜环上有电流，沿顺时针方向C、铜环上有电流，沿逆时针方向D、以上说法都不对图4.2匀强磁场中的金属线框图4.2匀强磁场中的金属线框障碍分析大多数学生在解答此题时注意力集中在铜环上，于是便顺理成章：由于“闭合铜环中的磁通量没有发生变化，从而得出铜环这一闭合回路无电流，故误选A。这就是由于习惯性的思维方向造成的定势思维。障碍破除观察回路，除了铜环这一闭合回路之外，还有另外两个不可忽视的闭合回路，而且这两个闭合回路的磁通量随铜环的移动不断发生变化。由此便可得出做切割磁感线的两个半圆，就相当于两个电源并联对外供电，进而得出铜环中有电流存在，只是两个半圆产生的电流方向均向上，故选D。由上可知，教师在讲授物理概念时，应让学生弄清概念的来龙去脉，明确概念的形成过程，以达到对概念内涵的准确理解和掌握；加强知识的练习环节，反复巩固，加深理解；及时纠正生活中错误的前概念，做一些能突出新观念的可理解性、合理性及有效性的实验，引发学生对新、旧观念的认知冲突，接纳新观念，使原有观念（前观念）发生动摇，直至清除。另外，由于学生头脑中的前概念大多是隐蔽的，教师必须善于创造一种课堂气氛，让学生积极参加教学活动，充分暴露思想（通过回答、讨论等）。不仅如此，还必须善于帮助学生清理思想，使他们那些不清晰的深层中的意识变成明确的、可用语言表达清楚的概念。即把问题揭示出来，然后才能和要学习的科学知识形成鲜明的对照，从而有效地加以消除。4.3充分利用表象，加强物理模型的建构中学物理概念有一个明显的特点就是它的抽象性，教师在进行概念教学时应向学生提供丰富的感性材料，适时地配以实验，充分利用表象这一中界物。表象是记忆内容的一种表现形式，是从具体的形象思维到抽象思维进而形成物理概念和规律的过度和桥梁。表象有不同的种类，可以分为视觉的、听觉的、触觉的、运动觉的表象等等。表象可能是单一的，但通常是综合性的。加强物理模型的建构，提高抽象思维能力，也是增进概念学习的重要方面。随着社会的发展，无论是中考还是高考的题型都和生活密切相关，这就要求学生在解答物理问题时能正确地建立物理模型，抽象出题目所表达的物理情景。这样，才能顺利得出答案。例5太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象。这些条件是（）A、时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大B、时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大C、时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大D、时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大障碍分析学生做错此题的原因之一是空间想象力不够，抽象不出太阳与地球之间的空间关系，特别是太阳光的照射情景，头脑中不能建构出正确的物理模型，因而会错误地选择A、B、D三个错误地选项。障碍破除如图4.3所示，图中标明了地球的自转方向。太阳光照射到地球上，地球左半球为白天，右半球为黑夜，地球自西向东转（见箭头方向）A点表示清晨，B点表示傍晚，在A点向东或向西，在B点向东飞行均看不到“太阳从西边升起的现象”，只有在B点向西飞行（即追赶快落山的太阳），才会看见太阳从西边升起的现象。设飞机在A点飞行速度为，图4.3日照图地球在该点的自转线速度为，飞机向西飞行时，若，飞机处于地球上黑夜区域；若，旅客看到的太阳仍从东边升起。设飞机在B点的飞行速度为，地球在该点的自转线速度为。飞机向西飞行时，若，旅客可看到太阳从西边升起；若，飞机在黑夜区域，因此飞机必须在傍晚向西飞行，并且速度要足够大时才能看到“日头从西天出”的奇景。正确答案为C。例6如图4.4所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线。以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（）A、位于B点时的动能最大B、位于A处时势能最大C、在位置A的势能大于在位置B的动能D、在位置B的机械能大于在位置A的机械能图4.4单摆障碍分析此题考查单摆振动过程中的能量转化关系。学生做错上题的主要原因是对本题所给的物理情景不清楚，不能通过一个不完整的图想象出单摆的完整模型，因而会得出A、D两个错误的选项。障碍破除单摆在振动过程中只受重力和拉力的作用，由于拉力始终与打败摆的运动方向垂直，拉力不做功，单摆在摆动过程中机械能守恒，故D错；由“虚线为过悬点的竖直线”可知：单摆做简谐振动的平衡位置在“竖直线”上，又已知位置为摆球摆动的最高位置，故单摆在A位置的势能为系统的总机械能，故单摆在A位置的势能比单摆在B位置的动能大，正确答案为B、C。可见，物理模型的建立在解决物理问题时的重要性，教师应鼓励学生课外小制作和小实验，必要时可举行适当的模型竞赛。近年来，和生活有关的物理题型越来越多，这就要求我们提高抽象思维能力，平时多关注生活，认真观察，在头脑中多储存一些生活素材，以利于我们建构物理模型，准确答题。4.4弄清概念的物理意义，活用物理公式对于用数学语言来表述的物理概念，有些学生往往认为只要记住了其公式，就算掌握了此物理概念，根本没有从概念的物理意义上去理解。断然不知道该公式是定义式还是决定式，更不明白两者的区别。遇到物理问题，只会乱套公式，这样必然会得出错误的结论。例7一艘轮船停在海面上，船上放着一个悬梯，梯子露出水面的长度是1米。如果海水开始上涨，每分钟上涨5cm，10分钟后梯子露在海面上的长度是多少？障碍分析相当多的学生会认为10分钟后悬梯露出水面的长度是0.5m。这是因为这些学生见到数字就只会进行数学运算，而不从问题的本质上去分析。他们认为；海水每分钟上涨0.5m，10分钟后海水浸没悬梯的长度为0.5m，那么，在海面上的悬梯长度当然只有0.5m了。障碍破除遇到此问题，首先应该认真读题，弄清问题的本质，而不是马上进行计算。读完题后大脑中马上构建物理图景或画于纸上，以便分析问题。悬梯放在船上，随着海水的上涨，船也要上浮，海水上涨多少悬梯就上浮多少，故悬梯露出水面的长度仍然是1米。例8根据欧姆定律的变形式，对于给定的一段电阻丝，当其两端电压发生变化时，以下说法中正确的是（）A、变大时，变大 B、变大时，变小C、变小时，不变 D、，障碍分析学生做错此题是因为：没有掌握电阻概念的物理意义，对欧姆定律的变形式用数学公式的意义来理解，而不是从具体的物理环境出发去理解公式的意义，因而错选了A、B、D三个错误的选项这是因为实验中对于某一导体来说，当加在它两端的电压增大几倍时，通过它的电流强度也会随着增大几倍，因此的比值不变，这一比值表示电阻的大小。障碍破除欧姆定律是一个实验定律，由得到的变形公式，要理解的物理意义，必须以实验为基础，对于同一导体，加在它两端的电压怎样改变，通过它的电流强度就怎样改变，对应的是一个定值，当时，电阻仍然存在，不变，所以此题的正确答案为C。教师在进行概念教学时，应引导学生从概念的本质出发，深刻理解概念的物理意义以及各物理量之间的关系，指出数学表达式与物理公式之间的区别，提高学生用物理思维去理解物理问题的能力。4.5理解概念本质，区分相近概念要克服由概念的相近性引起的认知障碍，首先应抓住概念之间的差异，然后从不同的角度去突出它，最后进行区别。一是可以通过列举具体的例子加以纠正，使概念的本质得到深化。如：做简谐振动的单摆，向平衡位置运动的过程中，加速度是变小的，直至为零，速度是变大的；而离开平衡位置的过程中，加速度是变大的，速度反而是变小的，直至为零。为了特别强调加速度和速度这两个大小的差别和变化的不一致性，可再让学生分别说明始末位置它们的大小，通过这一物理情境就可以具体地理解这两个量的区别，避免混淆；二是可以运用图像进行区别，说明在图像中，斜率表示物体的加速度，纵坐标表示物体的速度。对于相近的物理概念，如果掌握了它们的本质属性，理解了其所要表达的物理意义，将有利于我们更好地学习新概念，反之，则会造成“一子走错全盘皆输”的后果。4.6充分面向学生实际，完善教学方法由前述可知，教师的教学方法也可能影响学生对物理概念的建立，所以教师在进行教学之前首先应分析所面向学生的特点（包括思维特点、所受教育的背景、班级的男、女比例等），选用适当的教学方法；做演示实验时，注意与学生之间的配合，教师不要唱“独角戏”；在课堂上，尽可能地改变教学方式如：换位学习，让学生积极地、主动地接受知识；在讲解应用题时，适当地举一些学生容易理解且熟悉的情景例子，帮助他们解答相应的物理问题。例9一辆汽车在水平公路上加速行驶，问：当汽车的牵引力减小时，速度的大小将如何变化？（只考虑牵引力大于静摩擦力的情况）障碍分析很多学生会不假思索地回答：速度会变小，因为汽车的牵引力减小了。其原因是因为这些学生把加速度减小的运动和减速运动相混淆，所以得出了错误的结论。障碍破除根据牛顿