借助物理思想與方法，提升學(xué)生思維品質(zhì)

朱海燕

摘 要：培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)是高中物理的教學(xué)任務(wù)之一，通過一些實例具體分析物理思想方法的教育對學(xué)生思維品質(zhì)的提升作用，力圖更具體更深入地認(rèn)識思想方法教育的重要性，以期進(jìn)一步推進(jìn)對高中物理思想方法的教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高中物理；物理思想方法；思維品質(zhì)

培養(yǎng)創(chuàng)造性人才是當(dāng)前我國教育的重要使命，素質(zhì)教育、有效教學(xué)是當(dāng)前高中教學(xué)教研的主旋律，要實現(xiàn)這些目標(biāo)都離不開良好思維品質(zhì)的培養(yǎng)。思維品質(zhì)是思維活動中智力與能力在個體身上的表現(xiàn)，是人的思維的個性特征。思維品質(zhì)的高低是思維能力強弱的標(biāo)志。在傳統(tǒng)教育理念的影響下，對物理知識的教學(xué)依然占據(jù)著高中物理教學(xué)的主陣地，思想方法方面的教學(xué)未能得到足夠的重視。思想是指導(dǎo)行為的觀念或意識，方法是思想的具體化反映，二者常統(tǒng)稱為思想方法，物理思想方法是物理學(xué)中獲取知識、解決問題所采取的各種手段或操作的總和，是物理學(xué)科的認(rèn)識方法與思維體系。良好的思維品質(zhì)不是生長在堆砌的物理公式原理之上，而是茁壯地成長于各個問題提出與解決的思維過程中。笛卡兒說過：“最有價值的知識是關(guān)于方法的知識。”與概念、規(guī)律相比，思想方法更具智能價值，物理教學(xué)中很大程度上決定學(xué)生知識儲存和能力發(fā)揮狀況的是思想與方法的教學(xué)。本文通過一些高中教學(xué)實例探討物理思想與方法的教育對學(xué)生思維品質(zhì)的提升與影響，以獲得對物理思想與方法教育重要性更具體、更深入的認(rèn)識。

一、誘導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)概念，提升思維深刻性

思維深刻性是指思維活動的抽象程度和邏輯水平，集中表現(xiàn)為在智力活動中善于深入地思考問題，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，知其然又知其所以然，抓住事物的規(guī)律，預(yù)見事物的發(fā)展進(jìn)程。

高一學(xué)生剛接觸高中物理就遇到質(zhì)點這個較為費解的理想模型，教師若僅從定義及條件方面照本宣科，泛泛地列舉一堆實例介紹，絕大部分學(xué)生學(xué)完后只是機(jī)械地記住了物理中有這樣一種概念，但為什么要建立這樣的概念不知所以然，對概念的認(rèn)識只是浮于表面，這樣對學(xué)生思維水平的提高毫無幫助。倘若我們抓住眼前的實例進(jìn)行深入探討，效果會有所不同。在已提供刻度尺等測量工具的條件下請學(xué)生定量地測量出黑板擦在黑板上移動的距離，這個問題學(xué)生剛聽到會覺得很簡單，但仔細(xì)一想，問題就來了，黑板擦本身有形狀、有大小，怎樣確定黑板擦的初始位置、終點位置，應(yīng)如何處理？一件每天都能見到的小事馬上給學(xué)生帶來思維的撞擊，用黑板擦的一個點代表黑板擦，可是用什么點呢，用不同的點測量出的數(shù)據(jù)不同怎么辦，在什么情況下這些數(shù)據(jù)是相同的或這些數(shù)據(jù)的差異是否可以忽略……這一系列問題串的呈現(xiàn)與處理把理想模型方法中抓住主要因素忽略次要因素的研究思想平易近人地展示在學(xué)生面前，這不僅讓學(xué)生對質(zhì)點概念的理解得到深入，更對后面點電荷、單擺、理想氣體等一系列理想模型的理解與運用點撥了思維，這對訓(xùn)練學(xué)生思維的深度無疑是有幫助的。等效法、比值定義法、類比法在建立概念中也很常用，學(xué)習(xí)這些方法的應(yīng)用都可以幫助學(xué)生深入地理解概念并提升思維深刻性。

二、啟發(fā)學(xué)生探索規(guī)律，提升思維敏捷性

思維敏捷性是指人的思維速度和效益，表現(xiàn)為“見微知著”，能迅速覺察出事物在發(fā)展中的趨向、端倪和征兆。

物理學(xué)的研究對象之一是物質(zhì)的運動規(guī)律，在長期艱辛的探索過程中，科學(xué)家們積累了豐富的探究方法，形成物理思想與方法，它不僅揭示了已知規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，也揭示了規(guī)律的本質(zhì)與應(yīng)用條件，并給探索未知的規(guī)律提供了方法與手段。在中學(xué)教學(xué)中，展示歷史上物理規(guī)律的探索過程及探索方法是訓(xùn)練學(xué)生思維敏捷度的重要手段，巧妙的方法、精辟的思想逐漸滲入學(xué)生的腦海中生根發(fā)芽，培育出敏銳地觀察現(xiàn)象、捕捉規(guī)律、發(fā)現(xiàn)新知的思維能力。伽利略斜面沖淡引力法探索自由落體規(guī)律，理想實驗法克服實際阻力無法消除的實驗障礙揭示運動與力的關(guān)系，開普勒歸納法、猜想與假設(shè)法發(fā)現(xiàn)開普勒三定律，牛頓猜想與假設(shè)法、對稱法等發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，庫侖類比法發(fā)現(xiàn)庫侖定律，安培類比法提出分子電流假說，法拉第對稱法探索磁生電，焦耳控制變量法、猜想與假設(shè)法發(fā)現(xiàn)焦耳定律；邁爾等科學(xué)家守恒的思想發(fā)現(xiàn)能量守恒定律等都是中學(xué)教材中著名的探索規(guī)律的史實，其中思想與方法的運用應(yīng)做濃墨重彩的介紹，它們一定會對學(xué)生的思維帶來啟發(fā)，同時也帶來了科學(xué)研究的興趣與信心。還有一系列的探究課，在探究過程中指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用相應(yīng)的思想與方法敏銳地發(fā)現(xiàn)規(guī)律，通過真實的訓(xùn)練與體驗，也必定能顯著地提升學(xué)生思維的敏捷性。

三、指點學(xué)生設(shè)計實驗，提升思維獨創(chuàng)性

獨創(chuàng)性即思維活動的創(chuàng)造性，思維創(chuàng)造性程度高的人在思維活動中不墨守成規(guī)，求異，求變，能創(chuàng)造性地提出異于前人或他人的新穎觀點或獨特創(chuàng)見。

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理實驗中包含有豐富的物理思想和科學(xué)方法，每一個實驗都有它獨到的設(shè)計意圖，它是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的有效途徑。物理實驗并非只是讓學(xué)生觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的實踐活動，更重要的是讓學(xué)生感受過程、體驗方法。物理思想與方法通常隱身在實驗過程中，它需要教師把它點化，引導(dǎo)學(xué)生去學(xué)習(xí)領(lǐng)悟。觀察微小形變和卡文迪許扭稱實驗的放大法，探究滑動摩擦力與什么因素有關(guān)的控制變量法，探究彈簧彈力與彈簧形變量關(guān)系實驗中的平衡法、圖象法，驗證力的合成遵守平行四邊形定則實驗中等效替代的思想與對比的實驗方法，測量電源電動勢與內(nèi)阻實驗中的外推法，雙縫干涉測光的波長中測量條紋間距和測量油酸分子直徑實驗中測量油滴體積的累積法等教材中的實驗思想與方法都能夠給學(xué)生帶來很多啟示。教材中實驗儀器的設(shè)計也富含物理思想與方法，適當(dāng)?shù)亟o學(xué)生講解也會讓學(xué)生有很多收獲，如，電表設(shè)計中電流與安培力的轉(zhuǎn)換法、安培力偶矩與游絲力偶矩的平衡法、游標(biāo)卡尺的錯位放大法、螺旋測微器的螺旋放大法等。

四、引導(dǎo)學(xué)生解決問題，提升思維靈活性

思維靈活性是指思維活動的靈活程度，靈活性強的人，智力方向靈活，善于從不同角度與方面全面分析、思考、解決問題。

高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)在課程總目標(biāo)中指出應(yīng)讓學(xué)生能應(yīng)用所學(xué)的物理知識和科學(xué)探究方法解決一些生活、生產(chǎn)中的問題，讓學(xué)生了解物理與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會的互動關(guān)系，有將科學(xué)服務(wù)于社會的責(zé)任感。學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程也是一個不斷學(xué)會解決問題的過程，只有這樣才會讓學(xué)生覺得學(xué)習(xí)物理是有用的、有意義的，否則只有一堆空洞的理論很難讓學(xué)生有學(xué)習(xí)興趣。在不斷地解決問題過程中，人們也逐漸總結(jié)積累出很多解決問題的思想與方法，這些都值得借鑒與應(yīng)用。模型法、整體法與隔離法、合成與分解的方法、守恒的思想、圖象法等是高中物理中最重要、最常用的方法，逆向思維法、假設(shè)法、轉(zhuǎn)換法、補償法、微元法等會給解決特定的問題帶來驚喜，這些方法的應(yīng)用與學(xué)習(xí)有助于提高學(xué)生思維的廣度，培養(yǎng)發(fā)散性思維，在解決新的問題中還可能創(chuàng)造性地催生出新的方法，思維靈活性的提高由此可見一斑。

五、激勵學(xué)生勇于質(zhì)疑，提升思維批判性

思維的批判性指思維活動中善于嚴(yán)格地估計信息和精細(xì)地檢查思維過程的智力品質(zhì)。思維批判性程度高的人善于獨立思考，不容易受他人的影響和暗示，對事物能夠從多角度觀察、調(diào)查、審視，能大膽提出質(zhì)疑或新觀點。

古人云：“學(xué)貴有疑，學(xué)則須疑，疑是思之源，思是智之本。”只有學(xué)生不一味迷信書本、老師、權(quán)威，他們才會有自己的思想，才會迸發(fā)出創(chuàng)新的思維，鑄就創(chuàng)造新知的能力。在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的批判意識和質(zhì)疑精神是必要且重要的，不同的物理條件下物質(zhì)運動會呈現(xiàn)出不同的特征與規(guī)律，唯有謹(jǐn)慎周全的思維習(xí)慣、質(zhì)疑的眼光審視思路，才能作出客觀恰當(dāng)?shù)姆治雠c判斷，可見臨界法與極值法的應(yīng)用可以充分訓(xùn)練分析者的批判性思維，提升思維的批判性品質(zhì)；科學(xué)發(fā)展的過程本質(zhì)就是一個質(zhì)疑與批判的過程，地心說與日心說的爭辯、運動與力的關(guān)系的探索、相對論對經(jīng)典力學(xué)的變革、原子模型的猜想等都是教材中著名的史實。猜想與假設(shè)法是科學(xué)家常用的發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的思想方法，當(dāng)傳統(tǒng)理論與實驗事實發(fā)生了沖突，邏輯推理禁錮了思維的腳步，猜想與假設(shè)法可以啟發(fā)分析者批判地審視問題，從一個全新的角度思考問題也許就開辟了新的解決問題的途徑。挖掘教材中的歷史題材，介紹科學(xué)家應(yīng)用猜想與假設(shè)法發(fā)現(xiàn)規(guī)律的思維過程，一定能促進(jìn)學(xué)生思維批判性的提升，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

六、指引學(xué)生整理專題，提升思維系統(tǒng)性

思維系統(tǒng)性是指思維活動的有序程度，以及整合各類不同信息的能力。系統(tǒng)性思維簡單來說就是對事情全面思考，運用一種簡化的手段來重新規(guī)劃我們所掌握的知識和信息，使它們精簡有序，并給我們帶來整體觀。系統(tǒng)性是客觀事物的基本屬性，思維的系統(tǒng)性是客體系統(tǒng)性的反映，是正確思維的前提。

理論與實踐表明對于學(xué)過的知識，在沒有系統(tǒng)地整理以前往往讓人覺得零亂無序，難以記憶，且認(rèn)識只能停留于粗淺的感性層面，若經(jīng)過比較、分析、歸納、分類后就會讓人覺得條目清楚便于記憶，且易達(dá)到較為深層的理性認(rèn)識，進(jìn)而快速提取應(yīng)用。構(gòu)建物理模型法、守恒的思想、圖象法等都是解決物理問題的最常用、最重要的方法，高中物理模型有客體模型、條件模型、過程模型，守恒的思想有能量的、動量的、電荷的、質(zhì)量的守恒，圖象法反映物理規(guī)律，力、熱、光、電……中比比皆是，抓住點、線、面是不變的法則，以這些思想方法為線索對相關(guān)知識問題進(jìn)行專題歸納、整體把握，對增強學(xué)生思維的系統(tǒng)性，提高學(xué)生遷移運用知識及方法的能力，必定帶來顯著的效果。其中整體方法解題的歸納對發(fā)展學(xué)生思維系統(tǒng)性更具發(fā)展功能，將客體或過程的整體視為研究對象，并把相應(yīng)的問題類型整合為專題，無處不體現(xiàn)著整體與系統(tǒng)的觀念。

實際上任何一種思維過程都不僅僅提升了思維的某一方面品質(zhì)，各方面品質(zhì)往往是相互依存、相互促進(jìn)的，但矛盾總有它主要與次要的方面，重點論指出只有抓住矛盾的主要方面才使問題得以解決，眉毛胡子一把抓，最終搞不清問題的真面目。本文通過高中物理各類教學(xué)中的一些實例具體分析，雖是借助思想方法的教育對學(xué)生思維某一方面品質(zhì)的提升作用，但綜合起來結(jié)果是更實際、更全面地認(rèn)識高中階段物理思想與方法教育對學(xué)生思維品質(zhì)的影響。物理思想與方法是無數(shù)科學(xué)家經(jīng)驗的積累、智慧的積淀，是物理教學(xué)的精髓和靈魂，是啟迪學(xué)生思維、提升學(xué)生思維品質(zhì)的金鑰匙，高中物理教師應(yīng)在日常教學(xué)中切實加強對思想方法的教育。

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