从两道老题略谈物理学习中的思维定势

1、 从两道老题略谈高中物理学习中的思维定势湖北省襄樊市东风中学 时 莉所谓思维定势，是由先前的活动而造成的一种对活动的特殊的心理准备状态，或活动的倾向性。人都有思维定势，在环境不变的条件下，定势使人能够应用已掌握的方法迅速解决问题。而在情境发生变化时，它则会妨碍人采用新的方法。物理学习同样避免不了思维定势的影响，学生在学习或认知过程中掌握了一些知识，当然会或多或少的总结出一些规律，而这些规律，对于学生再次学习新知识必然会产生许多影响。例如，我们可以通过一些典型的例题，把分析问题的方法和解题的思路教给学生，使学生头脑中建立起特定指向的“定势”，就是形成一种所谓“题感”，从而使学生能够更快更准确地解

2、决同类问题，这是思维定势的积极面。不可否认，这种思维定势在现在的高考模式中还是起着相当重要的作用的。但是，笔者认为，这种思维定势，对培养学生的科学思想、形成严密的分析习惯，是有着较大的负面影响的。首先来看一下笔者在教学实践中遇到的两个问题：题1：一辆小车静止在光滑的桌面上，小车立柱上拴有一根长为L的轻绳，轻绳末端拴着一个小球，如图所示，现将小球拉至水平位置后自静止释放，小球摆动的过程中不计一切阻力，则下列说法中正确的是：（ ）小球摆动过程中机械能守恒；小球开始摆动后，小球和小车组成的系统机械能守恒、动量守恒；小球开始摆动后，小球和小车组成的系统机械能不守恒、动量不守恒；vAaVv1v1xv1y

3、AvAaVBAvAaV小球开始摆动后，小车达最大速度时小球也同时达到最大速度。 这道习题是动量一章中非常常见的一道题，应该可以说已经用了十几年了。ABC三个选项是很容易判断的，这三项中显然应该是B正确，因为小球和小车组成的系统只在水平方向动量守恒，整体的动量不守恒。再看D项，考虑到在向下摆动过程中，绳的拉力一直对小球做正功，因此当小球摆动到最低点时，小车速度达到最大。同时，考虑到水平方向动量守恒，当小车速度最大时，小球的速度应该也是最大，因此D项也正确。因此此题的答案为B、D，从事高中物理教学工作几年来，笔者遇到这个题，也都是毫不犹豫的选上B、D，但忽有一天，一学生提出：水平动量守恒，只能说明

4、小车速度最大时，小球的水平速度是最大，难道小车的水平速度最大，合速度就一定是最大吗？笔者一时语塞，回到办公室，立刻伏案推导，却发现，结果与感觉恰好相反。推导过程如下：为了方便研究，将问题稍微简化一下，令小车与小球质量同为m再令小车对地速度为vA，小球对地速度为vB，小球相对于小车速度为v1则有 对此矢量和，可采用正交分解法求解，即将v1分解为v1x和v1y，则，系统机械能守恒： 水平方向动量守恒： 即 代入式求导，可得时，应有解此方程得：BCA即在时有极大值用了十几年的答案，竟然是错的。看来这种“题感”，有时会将人引向歧途。再看题2：如图所示，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地

5、面上，B的左右两侧各有一挡板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静置一小球C，A、B、C的质量均为m。给小球一水平向右的瞬时冲量I，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上挑起，瞬时冲量必须满足：（ ）A最小值 B最小值C最大值 D最大值考虑到小球要通过最高点，其在最高点速度至少应为，对应最低点速度为，因此B答案正确。再考虑如果在最高点给环的弹力过大，会使环离开地面，因此在最高点给环的弹力最大为2mg，对应小球在最低点的速度为，因此D答案正确。v0v1这也是大家普遍认同的答案，但这里有一个思维定势：我们习惯性的认为，在整个小球转动过程中，最高点小球给环的

6、弹力是完全竖直的，其他位置都只有竖直分力使环离开桌面，因此在最高点环是最容易离开地面的。但事实真的如此吗？首先我们定性的来分析一下：小球越往高处，弹力与竖直方向的夹角越小，这样说来其竖直分力似乎越大。但我们同时要考虑越往上，小球的速度越小，其向心力越小，弹力也是逐渐减小的，这样，说弹力的竖直分力一定增大，显然是不严密的。下面我们来推导一下。 如图，设在最低点速度为，转到与竖直方向夹角为时速度为，则有由以上两式可得：弹力N在竖直方向分力为：由此可见，当时有极大值，可见小球对圆环竖直分力取最大值的位置，与的取值有关，并非一定是在最高点力最大，自然也并非是在最高点最容易离开地面。在此题中，要使环跳起

7、，极大值必须等于2mg，即，得，对应得到的结果，与D答案所给完全不同!从这两道题中我们看到，在我们研究过的很多老问题中，思维定势一直存在且严重影响了我们的判断、禁锢了我们的思维。老师尚且如此，更何况学生？因此，笔者认为，在我们日常物理教学中，总是试图不断的总结而又不注意适用条件，教给学生大量的解题、记忆的捷径，对学生的分析能力的提高、解题思维的发散、乃至对学生终身的发展，都有一些负面的影响。诚然，现在的考试体制决定了我们必须要通过这种方法来提高学生解题的速度，但是这种方法在提高解题速度的同时却禁锢了学生的思维，导致很多学生只要有“陷阱”就会往里钻，这样，解题的准确率却是下降了，未免得不偿失。在

8、我们的高中物理教学中，不应该提倡这种通过思维定势来提高解题速度的方法，而是要尽量帮助消除思维定势的负面影响。笔者认为，主要可以从以下几个方面入手，培养学生的发散思维，预防思维定势：一、通过“一题多解”、“一题多用”、“一题多变”的教学方法来促进和锻炼学生的发散思维能力、诱导学生能从不同角度，不同侧面充分调动各方面知识，用多种不同方法思考解决问题。二、培养学生既看整体，又看局部，从整体中透视局部，从局部中统观整体的思维方法。这也是发散思维和集中思维辩证结合、统一应用的过程。三、利用“脑筋急转弯”的问题有目的地培养学生思维的灵活性。教师平时要注意收集和积累一些易受思维定势消极影响的例子，使学生上当，从而提高学生的“免疫力”。四、要使学生建立稳固的学习基础，广泛地学习多方面的知识，扎实地学好每一项内容。知识的缺陷是产生思维定势的主要原因之一。在分析问题时要全面，不能忽视已知条件和隐含条件。通过帮助学生全面细致地分析新旧知识间的相同、相似、相异之处，明确其联