淺談高中物理教學(xué)中理性思維的培養(yǎng)

于泳

【摘 要】 高中物理地位的尷尬，導(dǎo)致教學(xué)時(shí)間分配較少，在有限的時(shí)間內(nèi)更要注重培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。

【關(guān)鍵詞】理性思維;思維障礙;物理建模

前蘇聯(lián)著名教育實(shí)踐家和教育理論家蘇霍姆林斯基曾指出：“懂得還不等于已知，理解還不等于知識(shí)。為了取得牢固的知識(shí)，還必須進(jìn)行思考”“學(xué)校應(yīng)當(dāng)是一個(gè)思考的王國(guó)。”這里的“思考”即應(yīng)為理性思維。物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)是是中學(xué)教育理性思維能力培養(yǎng)的主要渠道，從物理概念的建立、物理定律的發(fā)現(xiàn)、基礎(chǔ)理論的創(chuàng)立和突破都滲透著理性思維能力。

一、高中學(xué)生物理思維障礙

對(duì)于高中的學(xué)生來(lái)說(shuō)，雖說(shuō)思維水平已基本達(dá)到一定的層次，但理性思維能力比較差。首先，思維的條理性比較差。不能進(jìn)行有目的的、有條理的進(jìn)行分析問(wèn)題，遇到問(wèn)題時(shí)大多是靠“感覺(jué)”來(lái)判斷。其次，思維是片面的。往往根據(jù)表象就得結(jié)論，而不能系統(tǒng)的從題干仔細(xì)分析。并且，思維具有很大的惰性。表現(xiàn)在沒(méi)有經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析就急于寫出一個(gè)公式，然后用已知量代入，得出結(jié)果就算完事，這就是思維上的懶惰，不喜歡進(jìn)行思考、分析，習(xí)慣性的套公式。再者，思維上缺乏嚴(yán)密性。

二、思維障礙形成原因及解決措施

學(xué)生有這樣的思維方式，形成原因有很多。首先初中物理知識(shí)量較少，教學(xué)進(jìn)度慢，教師會(huì)會(huì)進(jìn)行反復(fù)的講與練，導(dǎo)致了學(xué)生養(yǎng)成了文科式的死記硬背的學(xué)習(xí)習(xí)慣。到高中，知識(shí)點(diǎn)與難度增加，教學(xué)進(jìn)度加快，練習(xí)題的題條件多，需要學(xué)生對(duì)題多分析、思考并選擇合適的方法去解決問(wèn)題。其次，思維定勢(shì)帶來(lái)的思維障礙也不容忽視;再有，分析問(wèn)題時(shí)往往忽視隱含條件;當(dāng)然，不當(dāng)?shù)慕虒W(xué)也是引起的思維障礙的重要原因。

三、如何在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的理性思維

1.概念教學(xué)中培養(yǎng)理性思維

（1）不同的概念對(duì)應(yīng)不同的引入方式：可從生活實(shí)際中引入;可用類比的方式得出概念，比如電勢(shì)能類比于重力勢(shì)能，電容類比于容器容積等;還有一些，原有的舊概念的不合理性，從而需要新的理論，比如玻爾原子假設(shè)的提出來(lái)源于經(jīng)典理論無(wú)法解釋一些現(xiàn)象。強(qiáng)調(diào)概念和規(guī)律的物理本質(zhì)，讓學(xué)生從概念開(kāi)始，體會(huì)理性的思考。

（2）物理模型的創(chuàng)建

物理研究是從復(fù)雜的現(xiàn)象中去除次要因素，建立簡(jiǎn)單模型，進(jìn)行研究得出結(jié)論。建立理想化物理模型，是一種物理研究的重要方法，應(yīng)該注意讓學(xué)生了解物理模型的意義及其建立的過(guò)程，這也是培養(yǎng)物理創(chuàng)造思維能力的重要途徑。例如，質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、理想氣體、輕桿等研究對(duì)象模型的建立;輕桿、輕繩在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模型;發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電的生產(chǎn)模型等等。

2.物理規(guī)律中培養(yǎng)理性思維

（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索物理規(guī)律

實(shí)驗(yàn)是物理規(guī)律獲得的主要途徑，從伽利略開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)就成了驗(yàn)證猜想的唯一途徑。他的“理想化斜面實(shí)驗(yàn)”，“研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)”等，把實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)方法、邏輯論證等理性思維方法結(jié)合起來(lái)，形成了近代物理學(xué)定量研究的科學(xué)方法論體系。課堂中，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)體會(huì)物理來(lái)源于生活，并能指導(dǎo)生活;通過(guò)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中探索物理規(guī)律得出的過(guò)程，如力的合成等，實(shí)驗(yàn)中要注意不僅是學(xué)會(huì)使用與操作測(cè)量工具，而是真正用來(lái)探究規(guī)律的一個(gè)科學(xué)方法。

（2）細(xì)致的理論推導(dǎo)

有些規(guī)律，可以從理論推導(dǎo)，這樣過(guò)程正是培養(yǎng)學(xué)生有邏輯的解決問(wèn)題的能力的過(guò)程。例，交流電的產(chǎn)生，可用導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的方法，也可結(jié)合數(shù)學(xué)求導(dǎo)去求磁通量的變化率，多種思路推導(dǎo)結(jié)論，有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性。

3.習(xí)題課中理性思維的培養(yǎng)

（1）審題

學(xué)生做錯(cuò)題有百分之七十是因?qū)忣}不清而造成的。會(huì)審題，要會(huì)咬文嚼字，捕捉關(guān)鍵詞句;根據(jù)過(guò)程畫好情景示意圖;接下來(lái)建立正確的物理模型，注意選擇合適的研究對(duì)象與合理的過(guò)程;其中審題過(guò)程要重視對(duì)基本過(guò)程的分析，力學(xué)部分涉及到的過(guò)程有勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等，電學(xué)中的變化過(guò)程主要有電容器的充電與放電等。提醒學(xué)生重視審題，同時(shí)要舍得花時(shí)間與學(xué)生一起審題，細(xì)致而嚴(yán)密的分析過(guò)程，是培養(yǎng)學(xué)生理性思維嚴(yán)密性的很好的一個(gè)方法。

（2）習(xí)題課中選擇的題要有可挖深的潛力。例如：一根長(zhǎng)為R的輕繩系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若要過(guò)最高點(diǎn)，它在最低點(diǎn)時(shí)所需的最小速度V0？根據(jù)最高點(diǎn)臨界條件：繩上拉力為0，可計(jì)算出最低點(diǎn)最小速度為v0=■。提高1：若最低點(diǎn)速度v0=■時(shí)，則小球在原來(lái)圓軌道上能夠上升的最大高度？最大高度時(shí)，繩上拉力也為0，根據(jù)受力分析可知此時(shí)速度并不為0，根據(jù)重力沿半徑方向的分力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可求出最高點(diǎn)時(shí)速度的大小，再用動(dòng)能定理算出上升的最大高度。提高2：若在提高1的基礎(chǔ)上，問(wèn)小球能夠上升的最大高度？則要分析細(xì)繩拉力為零之后小球應(yīng)做平拋運(yùn)動(dòng)。經(jīng)常進(jìn)行如此的習(xí)題深化，對(duì)于提高學(xué)生理性思維深度很有幫助，物理學(xué)中的探索，就是透過(guò)物體表面屬性尋求內(nèi)在規(guī)律的過(guò)程，也即不斷加深思維客體深度的過(guò)程，深度越大，越要求人們采用不同的思維方式、思維方法、思維策略等。

4.復(fù)習(xí)課中的理性思維培養(yǎng)

復(fù)習(xí)課是理順各知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系，“溫故而知新”的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)歸納、演繹與類比，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)所學(xué)知識(shí)的層次結(jié)構(gòu)與相互的關(guān)系。例如選修3-5中的幾點(diǎn)難點(diǎn)，玻爾的躍遷假設(shè)，電離，光電效應(yīng)，這三個(gè)內(nèi)容看似無(wú)關(guān)，卻都是電子吸收不同光子產(chǎn)生的不同現(xiàn)象，基態(tài)電子吸收特定頻率的光子才能發(fā)生躍遷;若吸收能量大于電離能時(shí)，可吸收連續(xù)頻率的光子而電離成為自由電子;若吸收光子的能量大于逸出功時(shí)，就能脫離金屬而發(fā)生光電效應(yīng)，成為真正“自由”的光電子。這樣一來(lái)，學(xué)生對(duì)于這一塊內(nèi)容就有了整體的概念，培養(yǎng)學(xué)生思維的完整性。

與歐洲人相比，我們國(guó)家人的感性思維能力很發(fā)達(dá)，而理性思維的能力卻相當(dāng)欠缺。我們國(guó)家的四大發(fā)明，都是屬于經(jīng)驗(yàn)上的發(fā)明或發(fā)現(xiàn)，而不是來(lái)自理性的推理與思辨。中國(guó)有幾位華裔在美國(guó)獲得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)，但他們的功績(jī)也都是屬于發(fā)明或發(fā)現(xiàn)，而不是象達(dá)爾文、愛(ài)因斯坦那樣提出新理論、新學(xué)說(shuō)。物理學(xué)科本是一個(gè)理性思維的學(xué)科，無(wú)論處于教學(xué)的哪一個(gè)階段，理性思維都是解決問(wèn)題的主要思維，平時(shí)時(shí)刻注意培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的理性思維方法，提高學(xué)生的思維素質(zhì)，我們的學(xué)生也一定能從僅憑感覺(jué)去作出選擇的感性思維習(xí)慣逐漸向理性思維方向轉(zhuǎn)變。

（作者單位：江蘇省常熟中學(xué)）