談打破物理實驗中的思維定勢

1、談打破物理實驗中的思維定勢有些學生在物理實驗中,受類似實驗現(xiàn)象的影響,缺對集體問題的具體深入分析,而形成的錯誤認識。只注重實驗現(xiàn)象忽視了本質(zhì)而形成的思維定勢。法國物理學家貝爾納說構(gòu)成我們學習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驗中打破學生的思維定勢,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力,具體做法有以下幾點。:物理教學,物理實驗,思維能力,思維定勢1、受類似實驗影響而形成的思維定勢有些學生在物理實驗中,受類似實驗現(xiàn)象的影響,缺對集體問題的具體深入分析,而形成的錯誤認識。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動,當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。有些學生回答會先前傾倒。理由是木塊與小車一起運動,當小車突然傾倒時,木塊上部因慣性仍在運動,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驗的影響。有的學生回答不會傾倒。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動,故不會傾倒。這顯然是受高一另一類慣性實驗結(jié)果(表面光滑）的影響。其實上述兩種觀點都有一定道理,但都是只做里表面認識,沒有深入思考。由此可以看出,教學實驗如果處理不好,對學生的負面影響之大。其實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hi,寬h2,質(zhì)量m,木塊

3、與小車的摩擦因數(shù)以。當木塊與小車突然運動時,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點由得即:得:同理當時木塊都不傾倒。當時木塊都傾倒。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、因教學演示方法不當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驗中,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。這就給人一種錯覺,即“排出即流出”的錯誤結(jié)論。為了糾正這

4、個錯誤結(jié)論,現(xiàn)在設(shè)一個問題:“1N水最多能產(chǎn)生多大浮力?”若按“排出即流出”的結(jié)論則應該是:“1N水最多能產(chǎn)生1N的浮力”，因為1N的水既是全部排生，也只能有1N。我們可以做這樣一個實驗來證明上述結(jié)論的錯誤。設(shè)有一個圓柱平底容器,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h2排開水的體積:圓柱所受浮力:上述分析計算無誤,即5.88N水就能產(chǎn)生29.4N的浮力。實際上，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”是錯誤的。3、只注重實驗現(xiàn)象忽視了本質(zhì)而形成的思維定勢。講到“沸騰”概念的實驗是:取半杯水放在酒精燈上加熱,當液面發(fā)生劇烈汽化時,這個過程就叫沸騰,于是給出“沸騰”的定義:給液體加熱,當液體升到一定溫度時,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?絕大部分學生都以為勺里的水會沸騰。實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。水在沸騰時溫度不會再升高(100oC), 它們之間沒有熱傳遞4、在物理實驗中受日常生活牛頓第一、第二定律的實驗中,鍋里和勺里的水溫相同,因此勺里的水不會沸騰。在,學生仍然在重復亞里士多德關(guān)于力是物體運動的原因這個錯誤觀點,而這個觀點早在幾百年前就已被伽利略推翻,而現(xiàn)在有些學生仍然是認識不清往往錯誤認為:合外力的方向就是物體的運動方向,若物體沿斜面向上運動,就會錯誤地認為物體一定有受斜面向上的力。又如“大馬拉小車”問題,總認為馬拉車的力一定大于車拉馬的力。這類問題不一而足。究其根源在于日常生活觀察或經(jīng)驗中由知覺造成的錯誤認識。但去解釋這

7、類現(xiàn)象時學生往往不自覺地拋開科學概念和規(guī)律,憑主觀感覺做出錯誤的結(jié)論,這種現(xiàn)象往往又著人們的思維和創(chuàng)造能力。法國物理學家貝爾納說:“構(gòu)成我們學習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驗中打破學生的思維定勢,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力,具體做法有以下幾點。1、培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維。試驗決不能視為一種孤立的過程或事件,而是與思維相關(guān)的。實驗課要有開展創(chuàng)造性思維活動的過程,老師要善于提出問題,珍惜學生實驗時的“閃光點”。2、鼓勵學生對問題的合理猜測,然后進行實驗來驗證,培養(yǎng)直覺思維。既使學生的猜測是錯誤的,也應積極予以鼓勵。3、加強對學生應變能力的訓練,老師對實驗內(nèi)容提一些新的變化,讓學生再實驗,看結(jié)果又如何。4、要適當增加一些探索性實驗,以激發(fā)學生的探索精神。讓學生進行探索性實驗,自己“發(fā)現(xiàn)”規(guī)律。可以使學生學到探索物理知識的方法,進一步受到科學實驗的熏陶。這類實驗比較復雜、困難,教師要首先就實驗的目的,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生進行指導,使每個學生做完一個探索性實驗都有所收獲,得到教益。正如愛恩斯坦所說:“科學的創(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”,任何一種實驗都對學生理解基本物理概念,原理等都