初中生物理学习思维障碍及其排解策略——以“浮力”习题教学为例

(江苏省南京市河西中学，江苏 南京 210031)

初中生在物理学习的过程中存在一些思维障碍，成因有先入为主的生活观念的影响、对物理公式的片面理解、相近物理概念的混淆等。教师在面对这些思维障碍时，不能视而不见，更不能想着通过题海战术去化解，可通过习题教学，针对学生的思维障碍，加强方法的指导与引领。笔者在“浮力”习题教学中，针对学生在该知识点学习中的思维障碍，通过具体例题，运用相关教学策略，以突破思维障碍，提高学生分析、解决问题的能力。

1 思维障碍分析

有一些初中生刚接触物理，物理思维缺乏一定的组织性、条理性、逻辑性和严密性，不能全面分析物理问题，抓住问题的本质，知识运用也只是生搬硬套，靠经验和直觉进行判断，容易产生各种思维障碍。

在学习“浮力”之前，学生已经在生活中观察过与浮力有关的现象，有学生认为浮力的大小与物体的轻重、密度、形状、体积、浸入液体的深度等有关，针对这些先入为主的错误的生活观念，可运用概念转变策略，帮助学生建立科学的概念。

在“浮力”习题教学中，浮力涉及多个因素，如ρ液、ρ物、m排、m物、V排、V物、G物、G排等，有些学生不能全面和正确理解这些因素之间的关系，在解题中只考虑到其中的某一个因素，以偏概全，造成片面性思维障碍；有些学生因为在审题的过程中，忽视了隐含条件而导致思维障碍。

2 关于浮力学习的思维障碍

2.1 先入为主的生活观念

有的学生基于生活观念，认为物体上浮是因为受到的浮力大，物体下沉是因为受到的浮力小，或者认为物体受到的浮力大是因为该物体所受重力大。

例1：将体积相同的木块和铁块浸没在水中，松手后，木块上浮，铁块下沉，松开手前所受浮力较大的物块是( )。

A. 木块 B. 铁块

C. 一样大 D. 无法确定

解析：有学生会错选A或B选项，其思维障碍在于没能理解物体的浮沉条件，直觉地认为物体之所以能上浮，是因为它受到的浮力大，是因先入为主的生活观念而形成。这时教师需要引导学生，构建未知量与已知量之间的关系，要想比较浮力大小，关键在于比较两者排开的液体体积大小，本题的C选项正确。

2.2 以偏概全

有学生不能明确V排和V物的关系，误认为V物大，F浮也一定大。

例2：有关物质的密度如表1所示，将干松木、石蜡块分别放入足量的酒精、水中，静止后，下列说法正确的是( )。

表1

A. 若两者体积相同，放入酒精中，静止后干松木受到的浮力较大

B. 若两者体积相同，放入水中，静止后石蜡块受到的浮力较小

C. 若两者质量相同，放入酒精中，静止后所受浮力相等

D. 若两者质量相同，放入水中，静止后所受浮力相等

解析：本题的综合性比较强，学生易错选A或者B选项,原因是学生没有理解公式F浮=ρ液gV排中V排的确切含义。此时，我们首先要让学生明白：只有当物体浸没在液体中时才会有V排=V物，其他情况下V排和V物均不相等。首先要判断出它们的密度关系：ρ干松木<ρ酒精<ρ石蜡<ρ水，所以将两者放入酒精中静止后，干松木漂浮，石蜡块沉底。将两者放入水中静止后，干松木、石蜡块均漂浮。

对于A选项，由题意可知V排木

对于B选项，将两者放入水中，均漂浮，因两者体积相同，石蜡块所受重力和浮力较大，故B选项错误。

对于C选项，将两者放入酒精后，干松木漂浮,F浮木=G,石蜡块沉底，F浮蜡F浮蜡，故C选项错误。

对于D选项，由于干松木和石蜡块的密度均小于水的密度，在水中均漂浮，从物体的沉浮条件判断出F浮=G物，若两者质量相等，则F浮木=F浮蜡=G，故D选项正确。

对于因思维的片面性而造成的思维障碍，教师要注意培养学生思维的灵活性，在教学过程中，应重视对问题的分析，明确公式的物理意义和适用条件，引导学生运用所学知识，循序渐进、有条不紊地进行推理，从而解决问题。

2.3 相近物理概念混淆

有学生认为浮力的大小跟物体浸在液体中的深度有关。

例3：用手将一个木块浸没在深水中，松手后，木块在露出水面之前的上浮过程中，受到水对木块的浮力F浮及压强p的变化情况是( )。

A.F浮减小，p增大

B.F浮减小，p减小

C.F浮不变，p减小

D.F浮不变，p不变

解析：有学生会错选A选项，认为木块上浮时深度在减少，学生被深度变小的条件所干扰，因相近物理概念的混淆形成了思维障碍，其根源在于不明确物体浸没在均匀液体中不同位置时所受浮力大小不变。又因为木块在上浮的过程中，浸入水中的深度减少，根据液体压强变化规律，可知木块受到水的压强变小，所以C选项正确。

对于因相近物理概念混淆形成的思维障碍，教师要具体问题具体分析，引导学生去伪存真、由表及里。在教学过程中，要抓住概念间的差异，明确浮力与排开液体的体积和液体的密度有关，压强与液体的密度和物体所处深度有关。

3 结语

教学是一个不断探索与实践的过程，教师应该在新课程改革理念的指引下，正确认识学生在物理学习中的思维障碍及成因，精准抓住学生的思维障碍点，运用行之有效的教学策略帮助学生克服思维障碍，培养学生的科学思维能力。