基于思维误区角度对初中生解决力学问题的典型错例分析

麦东强

【摘要】随着基础教育改革的逐步发展，培养学生具备解决问题的能力和培养正确的解决问题的方法和思维在中学教育阶段显得尤为必要。在理科教学的过程中，学生解决问题的能力和思维会更容易凸显。本文将基于思维误区的角度分析造成学生对解决物理力学问题的两个典型错例。从而启发教学过程中应该注意的一些问题。

【关键词】思维   误区   力学   初中   错例

1.背景

初中学生在学习力学知识时，经常会凭着生活经验或者感觉去理解力学知识，往往导致出现对力学知识的分析出现疏漏，导致错误的发生。例如学习惯性概念时，很多学生会误认为速度越快，惯性越大。在学习摩擦力的影响因素时，会有学生误将影响的因素压力错误的理解为质量或重力。笔者在教学过程中发现普遍学生出现了这样的问题，因此这种经常出现的比较一致的错误基本能确定它是学生分析力学问题时的典型错例。

本文从思维误区角度分析初中生解决力学问题的典型错例，对两个典型错例进行分析总结，从而启发教学过程中应该注意的一些问题。

2.典型错例原因分析

2.1 学生思维定势造成的错误。学生对摩擦力往往有刻板的认识，认为物体不动就不会有摩擦力，向哪个方向运动受到的摩擦力就向哪个方向，物体越重受到的摩擦力就越大。

典型错例1：

例1.如图1所示，水平桌面上的甲、乙两物体分别在水平拉力作用下处于静止状态， G甲> G乙.甲受到的摩擦力（      ）

A.大于5N           B.等于5N

C.大于乙受到的摩擦力

D.等于乙受到的摩擦力

這道题目有重力以及摩擦力两个比较容易错误判断的力，以及静止状态这个限定的条件。学生普遍会出现的思维定势就是谁重谁受到的摩擦力就大。那么我们在教学的过程中遇到力学的问题遇到要求未知的力首要的应该是受力分析。根据重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，对物体进行受力分析。然后画出受力示意图。如果该力是可以直接求解得到的用对应的公式计算得到即可。例如如果已知质量，求重力，则根据G=mg可求。如果是未知的力，则应该根据受力分析间接求解得到力的大小。学生进行了如下的受力分析之后，将已知的条件通过图示显示后，根据静止的条件。物体处于受力平衡的状态。根据二力平衡知识。得到各力的关系。

通过受力分析，学生知道物体受的重力和摩擦力是不同的两个力，重力大不代表摩擦力一定大。但是不一定能马上知道各力的大小，接下来，应该利用静止状态的这一条件，引导学生分析力之间的大小关系。由于物体静止，它受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，方向相反。根据水平拉力的大小。即甲受到的摩擦力大小为5N，方向水平向右;乙受到的摩擦力大小为10N，方向水平向左。

2.2 片面的思维造成的错误。分析实验结论时，学生只考虑到其中的一个影响因素，隐藏的因素很容易被忽视。

典型错例2：

教学片断：教师给出例题，学生思考并回答。

例题1：小陈想探究滑动摩擦力大小是否与接触面积的大小有关，她将铁块沿竖直方向锯掉一半，测得在水平面上受到的滑动摩擦力的大小也变为原来的一半。她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面积越小，滑动摩擦力越小。你认为她的结论正确吗？

学生A：正确，因为切掉一半后接触面变小，摩擦力也变小。

学生B：不正确，因为切掉一半后重力减少，才导致摩擦力变小。

教师：请同学回答滑动摩擦力跟什么因素有关？

学生A、B：压力和接触面粗糙程度。

教师：对的。那刚才你们考虑摩擦力变化时有没有考虑它的影响因素。

同学C：没有考虑，刚刚两个同学的回答都是不正确的。切掉一半后是压力减小，而不是重力减小或接触面积减小引起摩擦力变小。

教师：同学们在讨论物理量的变化时要先回忆物理量的概念，知道它的影响因素，在解题过程中不断用概念去判断和监控自己的回答的对不对，及时的修正。

……

这种问题是部分同学比较容易犯的错误，片面的想问题。在学生判断滑动摩擦力的大小变化时，教师应首先引导学生思考滑动摩擦力的影响因素是什么，当学生知道是压力以及接触面的粗糙程度之后，再通过题目的条件，判断这两者的变化，如果这两者没有变化，再去判断接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响。如果学生在判断的过程中，对于这种比较抽象的因素容易忽视，可以引导学生通过画示意图的方式进行对比，就会比较容易发现接触面积变小的同时“物体”大小也变小了，也就是对水平桌面的压力也变小了，实际上真正影响滑动摩擦力大小的是压力。最后再引导学生思考：如果要探究接触面积对滑动摩擦力的大小影响时，应保证压力和接触面粗糙程度一定。可以使用长方体，各面粗糙程度相同的木块，当需要改变接触面积时，可以采用将木块平放和侧放的方式，这样能保证压力和接触面的粗糙程度相同，又能改变接触面积。这也是初中阶段经常用到的控制变量法。

3. 结论与建议

从以上的错例可以发现，两种典型的错例造成的原因是学生在分析的过程中，没有按照正确的思维顺序或者方法造成的。在日常的教学过程中，教师应注意以下方面的问题。

3.1 思维定势产生的典型错误及教学策略

在思考力学的问题时，学生容易根据日常观念去分析物理问题。发现存在这种错误的问题在教学过程中教师要紧抓定义，从定义的角度出发分析和做出判断。因此也要求在教学时分析定义时教师一定要分析透彻并且将易造成思维定势的问题应用定义分析给学生示范，得到矛盾冲突的结论。从而使学生辨析用定义和不同定义时，分析问题的结果会不同。根据定义分析的才是正确的。

3.2 片面思维认识产生的错误及教学策略

初中学生的逻辑思维习惯尚未完全形成，在思考力学的问题时，很容易根据事物的表面现象分析物理问题，往往根据表象的信息就做出了判断。没有深入思考其中的因果关系。

学生在出现片面的思维时，应该引导他思考这个因素具体是怎么影响实验结果的，影响的因素还有什么。每一个因素的影响结果都分析一遍。最终通过这样的反思性检测认识到还有哪些因素或过程没有考虑到的。进而用控制变量法的思维全面排查和分析。

【参考文献】

[1[任梦，吴佳.初中物理错题中的思维障碍与策略[J].湖南中学物理，2019 ;

[2]符东生.2018年广州市初中毕业生学业考试年报·物理[M]. 广东教育出版社，2019;

[3]朱秀玲.初中物理错题解析力学问题研究[J].数理化学习，2018;