(江苏省天一中学，江苏 无锡 214101)

1 问题的提出

常在办公室听到这样的抱怨：这类题目我讲过多少遍了，学生还是做错，真不知现在的学生怎么学物理的！也经常会有学生委屈地跑到办公室说：老师，您上课我都听得懂，但一做题就莫名其妙地不断出错，我该怎么办？很多时候，我们帮学生分析原因时，常常简单地将其归因为上课不认真听讲，审题不清，粗心大意。实际上，造成这一现象的主要原因是学生思维定势的负迁移作用。

教育心理学认为：在每个人认知新事物的过程中，都会存在着思维定势与迁移，它是一种普遍的心理现象。所谓思维定势，就是一种惯性思维，用自己熟悉的思维方式去分析解决问题。思维定势有其积极的一面，但许多事例也表明，思维定势也有其消极的一面，它会使人养成一种思维惰性，墨守成规，对学生创新能力的培养极为不利。正如贝尔纳所说：“妨碍人们学习的最大障碍，并不是未知的东西，而是已知的东西”。因此，在物理教学中，研究学生学习物理中思维定势负效应的成因和应对策略就显得尤为迫切。

2 高中物理学习中思维定势负效应的成因分析

2.1 错误前概念的影响

前概念是指学生在没有接受正式的物理学教育前，在长期的生活经验中形成的自发概念。由于这些前概念是学生在系统学习物理知识前，通过自己的观察、体验和思考对各种物理现象与物理过程的理解和认识，因此不可避免地存在片面性，甚至产生一些错误认识。这些错误前概念具有顽固、隐蔽的特点，是导致学生思维定势负效应产生的原因之一，严重影响学生科学概念的正确建构。

例1:神舟十一号载人飞船于2016年10月17日7时30分发射。在科技人员精准控制下，神舟十一号载人飞船经过多次变轨，于19日凌晨与天宫二号对接环接触，在按程序顺利完成一系列技术动作后，对接成功，下列说法中正确的是( )。

A． 若神舟十一号和天宫二号处于同一个轨道高度时，神舟十一号加速就能与天宫二号对接成功

B． 神舟十一号应从低轨道上加速，才能与天宫二号对接成功

C． 神舟十一号经多次变轨，从低轨道到高轨道过程中机械能不变

D． 天宫二号运行较长时间后，由于受稀薄大气阻力的作用，轨道高度会降低

2.2 生搬硬套公式

爱因斯坦曾说：“要通过最少个数的原始概念和原始关系的使用来达到科学的目的。”物理公式是物理学家用简洁的数学语言对物理规律进行的高度概括，具有丰富的内涵与外延。然而很多学生只注重背定义、记公式、做习题，而忽视了对物理概念和规律的理解，其结果是当遇到形似神不似的题目时，依旧生搬硬套物理公式，造成因张冠李戴而引起的思维定势负效应。

例2:某卫星沿椭圆轨道绕地球运行，近地点离地球中心的距离为a，远地点离地球中心的距离为b，若卫星在近地点的速率为va，则卫星在远地点的速率vb是多少？

2.3 解题模式定势

学生思维能力的培养需要经反复训练、多次实践方能达成。教师为了让学生理解、掌握和消化某个知识点，经常会总结一些典型例题的解题思路以及技巧，课后还会布置相当数量的同类型习题强化训练。应该说，这样的训练模式可以节省学生思考问题的时间，提高解决问题的效率。但是，在强化学生某种思维能力的同时，也可能产生了此方面的思维定势，导致学生思维单一化，缺少变通性。

例3:如图1所示，固定于水平面上的金属CDEF架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？

图1

3 高中物理学习中思维定势负效应的教学对策

3.1 运用实验引发认知冲突，消除错误前概念的影响

皮亚杰提出：物理概念=感知材料+逻辑数理结构。物理学概念是人脑对客观事物的反映，将生活生产中的感性认识上升到理性认识，具有很强的抽象性和逻辑性。在物理概念建立的过程中教师要了解学生的错误前概念，有针对性创设实验教学情境，使之能具体形象地展示物理概念形成和发展的过程，激发学生的认知冲突，使学生“惊之以心，动之以情，发之以问，晓之以理”，最终建构正确的物理概念。

案例一：自由落体运动

实验1：将一块金属片与一张纸片同时从同一高度由静止释放。

实验2：取两张完全相同的纸片，一张揉成团，同时将它们从同一高度由静止释放。

实验3：取两张不同大小的纸片，将小纸片揉成团，同时将它们从同一高度由静止释放。

实验4：将金属片、纸片放入抽成真空的牛顿管中，同时从同一高度由静止释放。

“不愤不启，不悱不发”，教师在概念教学中可以创设能激起学生认知冲突的实验情境，使学生进入“心求通而未得，口欲言而未能”的状态，激起学生对前概念的怀疑，为科学概念进入学生头脑扫清障碍。实验1中金属片先落地，貌似佐证了学生的前概念；实验2中纸团先落地，与学生的前概念产生强烈的认知冲突，引发学生对前概念的怀疑；实验3中小纸团反而先落地，再次激起学生对前概念的怀疑，产生解决问题的欲望，讨论后明白：原来是空气阻力的影响；实验4中进一步验证现象背后的物理原理，学生的科学概念顺利建立。可见，实验教学不仅能够帮助学生消除错误前概念的影响，形成科学的物理概念，而且能帮助学生树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学信念。

3.2 运用变式教学，培养学生的发散思维

布鲁纳认为：学生在其中经历某件事情越是多样，就越有可能把该事情与其他事件联系起来，多种多样的训练，有助于增加事物之间的共同之处，指出每一事物的独特之处。变式教学就是通过不断变更问题的情境或改变思维的角度，让学生深刻理解物理事物的本质属性，明确物理规律的适用范围和条件，防止学生因思维定势产生片面理解或思维误区，逐步培养学生灵活多变的思维品质。

案例二：电源输出功率的最大值

（1）读读词语，校正字形。（相机指导掏、欠、缕、幽等生字的写法，并再临写1遍。掏：横折钩往下写。欠：横构写短，撇有风，捺有脚。缕：米字最后一笔是小捺。幽：上宽下窄。）

例4：如图2所示，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0=0.5Ω，求：电阻箱R读数为多少时，电源有最大输出功率？最大值为多少？

图2

变式1：电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大？最大值为多少？。

变式2：电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大？最大值为多少？

变式3：若电阻箱R的最大值为3Ω，R0=5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大？并求这个最大值。

图3

变式4：如图3所示，电源电动势E=2V，内阻r=1Ω，电阻R0=2Ω，可变电阻的阻值范围为0～10Ω。求可变电阻为多大时，R上消耗的功率最大？最大值为多少？

3.3 运用讨论式教学，培养学生的创新思维

布鲁纳认为：知识的获得是一个主动的过程，学生并不是信息的被动接受者，而应该是知识获得过程的主动参与者。教师在课堂上可以创设轻松和谐的教学环境，给学生畅所欲言的机会和充足的思考时间，精心设计问题，组织学生进行讨论，让学生始终处于“问题—思考—探索—解答”的积极状态，使他们在讨论交流中产生思维碰撞的火花，突破个人认知结构的局限性，化解思维定势的负效应。

案例三：探究加速度a与外力F、质量M的关系

问题1：你认为加速度a与外力F、质量M存在怎样的定量关系？怎样研究？

问题2：怎样测量小车的加速度a？

问题3：怎样提供并测量小车所受的恒力？

问题4：小车所受的合外力就是绳子对小车的拉力F吗？

问题5：如何减小摩擦力的影响？

问题6：怎样判断小车所受的摩擦力已被平衡了？

与传统的授课模式相比，讨论式教学的优点在于体现了“学生为主体，教师为主导”的课程理念，课堂探究氛围浓厚，学生参与热情高，思维积极主动。笔者精心设计了上述问题串，学生在宽松的氛围中各抒己见，去伪存真，不仅加深了对知识的理解，更在潜移默化中培养了科学思维能力。通过对问题1的讨论，让学生重温科学探究的一般方法；通过对问题2的讨论，集思广益，得出纸带分析法、对比分析法、光电门计时法等，培养了学生的发散性思维；通过对问题4的讨论，总结出用通过定滑轮所挂重物的重力替代绳子拉力的合理性及其条件；通过对问题5、6的探讨，纠正学生把绳子拉力和合外力F相混淆的模糊认识，探索出利用重力的分力平衡摩擦力的方法，使学生的思维在合作中得到发展，在辩论中得到真知。

总之，思维定势是客观存在的，学生在物理学习中出现思维定势的负效应是一种常见而又不可避免的现象。教师应该认真分析思维定势负效应的成因，想方设法帮助学生破除思维定势的消极影响，真正让学生透过现象看本质，理解物理的真谛。