物理概念建立过程中思维障碍和解决策略探究

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1、物理概念建立过程中思维障碍和解决策略探究物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特性在人们头脑中的反映，使学生形成、理解和掌握物理概念是中学物理教学的核心内容之一•从学生的解题错误中可以发现，某些思维障碍了物理概念的正确建立，从而使某些物理问题得不到正确的解决.1物理概念建立过程中的主要思维障碍物理概念建立过程中的主要思维障碍有感性认识不足、思维方法不当、思维定势的影响、相关概念的干扰等.1.1感性认识不足例1如图1所示，半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向，一束横截面半径略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上，现以光的传播方向00'为轴将偏振片P旋转90°,则在偏振片P旋转

2、的过程中A.屏上出现圆形亮斑，亮度不变屏上出现圆形亮斑，亮度逐渐变暗C.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度不变D.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度变暗此题学生易错选D,学生认为在图1所示的位置时，光线都能够通过狭缝，当偏振片再转过90°的位置时，光线就不能通过狭缝.其错误的原因在于不明确图1圆形偏振片上的竖直狭缝的具体含义，它表示偏振片透振方向，只是一种表示形式，在实际的偏振片中是没有这样的狭缝的.我们可以将光束分成一条条的光线，在光传播的方向上取一个截面，则每一条光线在各个方向上都有振动的分量•如图2所示，当偏振片的偏振方向为竖直方向时，每一条光线的竖直分量能通过偏振片，所有光

3、线在竖直方向上的分量的集合就应该是一个圆，故在屏上出现一个圆形亮斑；如图3所示，当偏振片的偏振方向为水平方向时，每一条光线的水平分量能通过偏振片，所有光线在水平方向上的分量的集合是一个圆，故在屏上出现一个圆形亮斑•综上，应选A.造成这种错误的原因是由于学生对“偏振片"缺少感性认识，教师在教学过程中没有给学生观察实物偏振片的机会，因此学生不知道“偏振片”到底是“怎么样的”•1.2思维方法不当例2如图4甲所示，一个电阻为R,面积为S的矩形导线框abed,水平旋转在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，0、0’分别是ab和cd边的中点•现将线框右半边ObcO'绕0

4、0’逆时针90°转到图4乙所示位置•在这一过程中，导线中通过的电荷量是A.2BS2RB.2BSRC.BSRD.0学生在处理此题的过程中，认为乙图中的磁通量与甲图中的磁通量相等，故错选了D.设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通.磁感应强度是通过单位面积上的磁感线的条数•若穿过某一平面的磁感线既有穿出又有穿进时，则穿过该平面的合磁通量为净磁感线的条数•对线框的右半边(ObcO*)未旋转时整个回路的磁通量①1二BSsin45。=22BS,对线框的右半边(ObcO‘)旋转90°后，穿进跟穿出的磁通量相等

5、，整个回路的磁通量①2二0.A①二①2—①1二22BS.根据公式q二△①r二2BS2R,故选A.1.3思维定势的影响在物理概念的建立过程中，思维定势既有积极的一面，也有消极的一面•消极的思维定势是指把头脑中已有的、习惯的思维方式不恰当的运用到新的物理情景中去•消极的思维定势也是学习物理概念的思维障碍之一.例3如图5所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是A.f的方向总是指向圆心B.圆盘匀速转动时f二0C.在物体与轴0的距离一定的条件下，f跟圆盘转动的角度成正比D.在转速一定的条件下，f跟物体到轴0的距离成正比错解A、D.学生在处理'‘物体放在水平圆盘

6、上随圆盘一起转动”这类问题的时候，对静摩擦力提供向心力"记忆犹新”，故在碰到同类问题的时候，对于小物块P随水平圆盘一起“匀速转动”还是“变速转动”不进行深入思考，受思维定势的影响，便将选项A选入，导致最终答案的错误.1.4相关概念的干扰（1）不能区分相邻、相近的物理概念例4下面说法中正确的是A.惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质B.物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质C.物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因而就无惯性D.惯性是物体的固有属性，与运动状态和是否受力无关

7、错解B、D.究其错误的原因是将“惯性”与"惯性定律”混为一谈•惯性是一切物体固有的属性，是不依外界（作用力）条件而改变，惯性始终伴随物体而存在•牛顿第一定律（惯性定律）则是研究物体在不受外力作用时如何运动的问题，是一条运动定律，它指出了'‘物体保持匀速直线运动状态或静止状态”的原因•两者完全不同•故在B选项中“惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质”，这种说法不对.例5关于平衡状态，下列说法