论物理学习的逻辑性障碍，本文主要内容关键词为：性障碍论文,逻辑论文,物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
如何克服学习障碍，是物理教学当中一个非常重要的问题。而搞清楚物理学习过程中所出现的障碍因素则是问题的关键，因为只有这样才能对症下药，有的放矢。目前，学生的物理学习障碍基本上可归结为感性认识不足、日常观念影响、相关知识干扰、心理障碍（如思维定势的消极影响）等等。而从逻辑方面去分析学生学习物理的障碍，相比之下做得很不够。本文试就逻辑方面的障碍进行初步的分析讨论。
一、逻辑方法运用不当或不善于选择合适的逻辑方法导致学习障碍
物理学习中用到的逻辑方法很多，如联想、类比、归纳、演绎、分析、综合等等，各种方法都有其重要的作用，但亦有其局限性，如运用不当，则会导致错误。例如类比。在物理教材中常把电压和水压作类比，来说明电压形成电流正如水压形成水流，以便用比较直观的也是学生比较熟悉的水压来帮助理解比较抽象的电压概念。但把电流与水流作类比，则显得有些不妥，容易在学生头脑中留下这样一种错误观念：“电流流动与水流流动一样。只要一闭合开关，正极即有电流流出，负极即有电流流入，所以通电时正电荷马上从正极流出到达负极”。还有一些非常常见的情况，即学生常把物理概念的定义式与数学比例式相类比，导致不能正确理解，如密度、比热等概念。
在解题过程中，灵活运用逻辑方法可以帮助问题解决。如果对一些常用的逻辑方法不谙熟，则会导致解题无法入手；或者逻辑方法运用不正确，则会导致解题错误。比如对于95年高考第30题，考生得分率很低（全国抽样统计的难度范围仅为0-0.1）。题目如下：
[例1]如图1所示，一排人站在沿X轴的水平轨道旁，原点O两侧的人的序号都记为n(n=1、2、3……)。每人只有一个沙袋，X＞0一侧的每个沙袋质量为m=14千克，X＜0一侧的每个沙袋的质量为m′=10千克。一质量为M=48千克的小车以某初速度从原点出发向正X方向滑行。不计轨道阻力。当车每经过一人身旁时，此人就把沙袋以水平方向u朝与车速相反的方向沿车面扔到车上，u的大小等于扔此袋之前的瞬间车速大小的2n倍（n是此人的序号数）。
(1)空车出发后，车上堆积了几个沙袋时车就反向运行？
(2)车上最终有大小沙贷共多少个？
此题所涉及的相关知识仅限于动量守恒定律。大多数考生是知道用动量守恒定律来解题，也能准确表达该定律的。不能完成解题的原因在于不能熟练运用归纳推理方法。再比如下例：
[例2]有一光滑、半径为R的半球形碗，一小物体从碗底A点附近的B点滑到A点所用的时间是多少？
对于此题求解所需要的相关知识只是关于单摆的知识，学生一般是掌握的，但大多数学生由于缺乏联想、类比的能力而无法入手。
还有很多证明题，当正向证明不易实现时，若能采用反证法，则可使问题迎刃而解。有的学生不会使用反证法，当然解不出题目。反证法必须是证明逆否命题成立来证明原命题成立才为逻辑有效。而在实际中常有学生以证明逆命题成立来证明原命题成立，犯了逻辑错误。
如上所述，逻辑方法运用不当或不善于选择合适的逻辑方法会导致学习障碍。
二、违反逻辑规律导致的学习障碍
逻辑规律包括同一律、不矛盾律、排中律、充足理由律的不同程度的违反，往往不是由于知识的欠缺造成的，而是由于思维习惯不良和思维质量不高引起的。当然形式离不开内容，要培养良好的思维习惯、提高思维质量需要结合物理内容来进行。下面一些例子可以说明学生是如何违反逻辑规律的。
[例3]如图2所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电。现有质量为m，带电量为+q的小球在B板下方距离H处，以初速v[,0]竖直向上，从B板小孔进入板间电场。欲使小球刚好打到A板，A、B间的电势差为多少？
[错解]小球从P到B，
“错解”在处理带电粒子的直线运动时，第一阶段考虑重力，第二阶段即一进入电场，就忘了重力的作用，没有保持前后思维的同一性，违反同一律。
违反同一律还表现在“转移论题”和“偷换概念”上。
[例4]一列快车以72千米/时的速度在铁路上运行，司机突然发现同一铁道上前方600米处有一货车以28.8千米/时的速度在行驶，立即刹车，但快车还是滑行了2000米才停下来。问两车相撞了没有？
所以两车不会相撞。
本题是一追及问题。这类问题的关键在于：恰好相撞或恰不相撞的临界条件是当追者的速度恰等于被追者的速度时追者的位移仍不大于原相隔距离加上被追者的位移，否则相撞。而上述“错解”却把问题转换成了“快车从刹车到停止这一段时间内所通过的位移是否大于同一时间内货车所通过的位移加上原相隔距离”的问题，犯了逻辑上转移论题的错误，违反同一律。
[例5]图3表示一交流电的电流随时间变化的图象，此交流电的有效值是：
[错解]选C。因为若取一个周期（或几个周期）内电流绝对值的算术平均值，即
的恒定电流。
错误在于用算术平均值代替电流有效值，犯了“偷换概念”的错误。
除了违反同一律外、解题中还常见到违反充足理由律以及不矛盾律。
[例6]从高度1米，倾角30°的斜面顶点，抛出一物体，初速为4米/秒，与斜面的夹角60°。求抛出点与下落点的距离。
[错解]物体作斜抛运动。以抛出点为原点，水平方向为X轴，竖直向上为Y轴建立坐标系，则
L=3.27米
解题者在解题过程中用了x=Lcosα,y=Lsinβ，其理由只能是落点在斜面上，而实际上题设条件并未给出也不支持此条理由，故为虚假理由，违反了充足理由律。且由于斜面高h=1米，所以斜面长l=H/sin30°=2米，L＞1，表明物体落在了地上，故所导出的结论与理由相矛盾，不符合不矛盾律。
三、由于逻辑思维不清而造成习题难解
要完成一个较复杂的题目的求解，往往需要建立多种关系，即要从题设出发认真理顺思路，在已掌握的概念、规律和题设的具体情景以及解题要求之间建立合乎逻辑的联系，而这种联系往往不是单一的。对于逻辑推理能力不强的学生来说，往往相关知识是具备的，但各种关系交织在一起，理不出头绪。事实证明，此时教师若把题目分解成一组序列题目，使复杂关系得以化解，学生能够利用已有知识解出题目。这种事实也等于提供了一种训练学生逻辑推理能力的方法，即把复杂题目化解成一系列小题目，使问题简单化。当然，这不是这里才提出的新方法，实际教学当中已在运用。这只是说明有必要从理论上提出解题中存在逻辑障碍的说法。
[例7]在一个小水池里，浮着一条船，船载满了石头。如果把石头全部扔到水池里，池里的水面将会上升还是下降？
这是一道初中物理题。学生由于逻辑思维发展不够，往往在石头入水水面会上升和船体上浮水面会下降两者之间的关系处理上左右为难，不知所从。教师若帮助学生把整题分解成三步来求，学生往往可以完成。第一步让学生计算不是把石头扔进水里而是扔到岸上，水面下降多少；第二步计算再把岸上的石头全部扔到水里，水面上升多少；第三步，（实际上原题就等于）比较第一步和第二步的结果。
[例8]两个定值电阻R[,1]、R[,2]串联后接在输出电压U稳定于12伏的直流电源上。有人把一个内阻不是远大于R[,1]、R[,2]的电压表接在R[,1]两端（如图5），电压表的示数为8伏。如果他把此电压表改接在R[,2]两端，则电压表的示数将：
(A)小于4伏(B)等于4伏
(C)大于4伏而小于8伏 (D)等于或大于8伏
本题所涉及的知识是最基本的串、并联电路规律，应该说绝大多数学生是熟悉的。但还是有很多学生做不出：如图所接，R[,2]两端电压为4伏，若电压表改接在R[,2]两端，则R[,2]和电压表并联，bc两端的等效阻值小于R[,2]的阻值，此两端电压似变小。但电源输出电压不变，电压表改接后电路总电阻起了变化，总电流亦必变化，而这些阻值又都未知，故电流不知如何变，所以R[,2]两端电压也就不知如何变了。
如果我们帮助学生整理一下思路，理出不管电流如何变，串联电路的电压分配总是跟阻值成正比这一关系，则问题即可解决。
还有一个情况值得注意。如果我们都给所有的电阻赋值，让学生计算电压表改接到R[,2]两端后的读数，对于这种最简单的电路计算，学生轻而易举。而面对电阻全无数据的原题，他们却束手无策。
当逻辑推理出现思路紊乱时，如果借助数学推演，有时可使问题变得清楚。针对例8，可有以下推演：
