高中物理教学处理学生认知困难的几点思考

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学生在学习过程中，难免会出现认知上的困难，此时怎么办？笔者认为应该顺着学生的认知困难，迎难而上，帮助学生有效突破思维与技能上的负迁移，促进知识内化.

1 帮助学生突破生活经验上的认知困难

由生活经验引起的负迁移从唯物主义哲学角度来讲就是“形而上学”，学生过分依赖感性认识来片面地构建物理规律.针对上述情形，教师要在教学设计中，充分考虑学生实际，预设学生的认识误区，多方位搜集素材，以视频、图片等形式呈现给学生，丰富学生的感性认识，更可以引导学生进行实验，深刻地分析自己所获取的感性信息，进而总结归纳上升到正确的理性认识.

例如将牛顿管拿进课堂，让学生直接观察羽毛和金属片在真空环境下的运动就能帮助学生认识到真实的自由落体是怎样的，现实的落体运动为什么不一样.

2 帮助学生突破数学技能上的困难

高中物理学习中，学生开始区分物理量是标量还是矢量时，物理量的数值就已经和数学上数字不是一个概念.最典型就是正负数的含义，数学上负数只是说明比零小，而物理量正负的内涵就非常丰富，例如某些标量的正负，它的含义确实和数学是类似的.比如某点的电势为负数，说明该位置电势比电势零点来得小，而同样是标量，功的正负却不表示大小，它指代是力在运动过程起到动力或阻力的作用；而对于矢量，在直线坐标系中，它所对应是方向上的差别，比如物体碰撞后，速度由之前的4 m/s变成后来的-5 m/s，速度是变小了吗？由譬如数学上的0就是没有，而温度为0 ℃，却不能说没有温度，电场里的零势能位置更有其特殊的含义.

3 帮助学生突破解法上的困难

很多学生在解题过程中容易出现思维定势的问题，往往在解决了一题总结出多种方法，但是如果问题情景变化了，可能这几种方法中就有几种不适用了.

例如，速度关联问题大体上有四种常规求解方法，有些物理问题四种方法都能求解，有些不能，因此，需要反思四种方法的长处和短处，熟悉每种方法所需的特定条件，做好此类习题的教学.

例1 如图1所示，在一光滑水平面上放一个物体，人通过细绳跨过高处的定滑轮拉物体，使物体在水平面上运动，人以大小不变的速度v运动.当绳子与水平方向成θ角时，物体前进的瞬时速度是多大？

评析 这个例题的解决可以用4种解法.

第一种，作出如图2的微小变化过程，选择微元法从速度的定义出发，不需要用运动的合成与分解，属于基本方法，数学要求比较高，受限于学生的数学水平.

第二种，作出如图3所示的速度分解图，运用运动的合成与分解法，实际速度方向（通常以物体的实际速度为合速度）始终不变的合速度比较容易确定.分运动方向的确定是难点.一物体同时参与几个分运动时，各分运动独立进行，各自产生效果（v分、s分）互不干扰，即：独立性.它是运动的合成与分解的依据.“运动效果”如何确定呢？

解法三 应用微元法，数学要求较高，超出高中数学要求.

解法四 应用能量转化及守恒定律法，水平推力F 不是恒力，瞬时功率不确定，而且同时存在重力、摩擦力、弹力的瞬时功率，无法求解.

此题其他解题方法：在垂直于斜面方向，小球与斜面始终接触，所以速度相同，匀速圆周运动的速度，在垂直于斜面方向不可能保持不变，因此，小球不做匀速圆周运动.合速度方向与垂直于斜面方向夹角变小，垂直于斜面小球速度不变，通过动态速度三角形，可知合速度变小.

总结：四种方法从不同的角度，利用了不同的规律和条件.试题能解与否及难易程度，完全取决试题特定的条件以及解题者选择的角度.四种方法既有共同点，也有各自的不同点，因此，速度关联问题应该依据解题方法大体分成四大类，（1）运动的合成与分解类；（2）相对运动类；（3）应用微元法类；（4）应用能量转化及守恒定律（瞬时功率相等法）类.同样，要注意哪些是四种方法通解的，哪些不能，还有其他哪些解法，提高学生的分类水平和思维能力，以期提高习题教学的效果.