如何運(yùn)用原始物理問題培養(yǎng)學(xué)生的物理能力

◎代創(chuàng)偉

如何運(yùn)用原始物理問題培養(yǎng)學(xué)生的物理能力

◎代創(chuàng)偉

本論文以《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》中提出“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”為依據(jù)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，提出物理教學(xué)對(duì)學(xué)生的物理物力培養(yǎng)的方法：在教學(xué)中引入原始物理問題。指出了原始物理問題和物理習(xí)題的概念,以及原始物理問題與物理習(xí)題的關(guān)系, 通過分析,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力、想象能力、運(yùn)算能力、運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)方法的能力可以通過運(yùn)用原始物理問題來培養(yǎng)。

創(chuàng)新是加速國家發(fā)展、提高人民生活水平的根本。社會(huì)的發(fā)展必須要有創(chuàng)新人才,我國目前正處于高速發(fā)展時(shí)期,對(duì)創(chuàng)新人才有很大的需求,并且在《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》中提出“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”。創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要階段是高等職業(yè)院校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng),做好關(guān)鍵時(shí)期有助于我國“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”的實(shí)施。培養(yǎng)高等職業(yè)院校學(xué)生的創(chuàng)新思維,無論是對(duì)于學(xué)生個(gè)人以后的生活還是對(duì)于我國未來的發(fā)展都是大有好處的。但就我國物理教學(xué)現(xiàn)狀而言,仍然執(zhí)行題海戰(zhàn)術(shù),雖然可以使學(xué)生有效地掌握一些物理知識(shí),但在一定程度上限制了學(xué)生的發(fā)展,對(duì)學(xué)生以后的成長不利。所以,在教學(xué)中引入原始物理問題,既肯定了習(xí)題教學(xué)的重要性又彌補(bǔ)了習(xí)題教學(xué)的缺憾。

所謂原始物理問題,泛指自然界及社會(huì)生活、生產(chǎn)中未被抽象加工的涉及物理的問題。它來源于客觀現(xiàn)實(shí)中的物理現(xiàn)象,只是對(duì)自然或社會(huì)現(xiàn)象客觀樸素的描述。物理習(xí)題則是從實(shí)際問題中經(jīng)過分解、簡化、抽象，經(jīng)人為加工出來的練習(xí)作業(yè)。原始物理問題、物理習(xí)題二者之間的關(guān)系如圖所示：

楊振寧教授認(rèn)為：“很多學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成一種印象，認(rèn)為物理學(xué)就是一些演算。演算是物理學(xué)的一部分，但不是最重要的部分，物理學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的。絕大部分物理學(xué)是從現(xiàn)象中來的，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源川?！?/p>

從楊振寧的基本思想出發(fā)，我們認(rèn)為：在物理教學(xué)中，與演算對(duì)應(yīng)的具有可操作性的教學(xué)是習(xí)題教學(xué)，而與物理現(xiàn)象、原始問題對(duì)應(yīng)的具有可操作性的教學(xué)則是原始物理問題教學(xué)．因此，在物理教學(xué)中打破單一習(xí)題教學(xué)的局面是培養(yǎng)學(xué)生物理能力的一個(gè)較好途徑，通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行原始物理問題的訓(xùn)練，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生物理能力的目的。

運(yùn)用原始物理問題培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h2>

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科．物理學(xué)研究的基本方法是觀察和實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是獲得感性材料、探索物理規(guī)律、認(rèn)識(shí)物理世界的基本手段，也是檢驗(yàn)物理理論真理性的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)象是物理學(xué)的根源，敏銳的觀察力是學(xué)好物理的條件之一。原始物理問題和習(xí)題在培養(yǎng)學(xué)生觀察能力上的效果是明顯不同的。由于物理現(xiàn)象是物理學(xué)的根源，是物理教學(xué)的依據(jù)和本質(zhì)，而傳統(tǒng)的習(xí)題教學(xué)切斷了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的源頭——現(xiàn)實(shí)生活，而偏離了生活，學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)就無從做起，很難做到。而學(xué)生解決原始物理問題時(shí)，則必須從單純的物理知識(shí)回到現(xiàn)實(shí)生活中來，這樣就使得學(xué)生頭腦中有了觀察的意識(shí)，就會(huì)逐漸養(yǎng)成觀察的習(xí)慣。

運(yùn)用原始物理問題培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力

原始物理問題和習(xí)題教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力上的主要區(qū)別在于二者把物理思維方法施用于物理內(nèi)容方式上的不同。原始物理問題只是給出了一個(gè)要解決的研究對(duì)象，而且這個(gè)研究對(duì)象的許多情況要學(xué)生自己的明確；習(xí)題則給出了明確的已知條件，按已知條件和物理規(guī)律就可以解答。比如，大家都比較熟悉的“兩小兒辯日”，故事是這樣描述的：“日初出大如車蓋，及日中則如盤盂”。這就是一道原汁原味的原始物理問題。題目中只給出了現(xiàn)實(shí)生活中的一個(gè)現(xiàn)象，至于這種現(xiàn)象究竟要用到什么知識(shí)并沒有明確。在解決這類問題時(shí)，學(xué)生必須把光的折射相關(guān)知識(shí)和實(shí)際的物理現(xiàn)象聯(lián)系起來，這就要求學(xué)生根據(jù)自己已掌握的相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用分析、比較、抽象、概括、推理、判斷等方法，明確自己要解決的是一個(gè)什么樣的物理問題，要用到哪些物理知識(shí)和數(shù)學(xué)知識(shí)．從而可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。

運(yùn)用原始物理問題培養(yǎng)學(xué)生的物理想象能力

所謂想象，是在外界的刺激下，人腦已有的現(xiàn)象經(jīng)過重組和更改而產(chǎn)生新形象的心理過程。根據(jù)物理學(xué)習(xí)的需求以及想象活動(dòng)的心理特征，可以把物理想象能力分為三個(gè)要素：①建立空間位置關(guān)系的能力；②形成物理情景的能力；③構(gòu)成理想化情景的能力。因此，我們把能力理論中的想象力與物理學(xué)科特點(diǎn)互相聯(lián)系，互相交差，從而就可以形成物理想象能力。

一切物理現(xiàn)象都是在空間中發(fā)生的，研究物理問題首先要明確物體的空間位置及變化關(guān)系．在解決原始物理問題時(shí)，首先應(yīng)該明確空間位置關(guān)系，即明確是在什么空間下表現(xiàn)的物理問題。以前面說到的“兩小兒辯日”為例，首先應(yīng)該考慮的是物理情景在什么空間范圍內(nèi)發(fā)生，當(dāng)確定是從太陽到地球這樣一個(gè)空間范圍時(shí)，就要進(jìn)一步去明確在這樣的空間范圍中存在的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程，想象其中存在著什么樣的物理情景，再把頭腦中形成的物理情景抽象概括成一種反映原始物理問題的新情況，然后把新情況轉(zhuǎn)化為典型的物理模型。太陽光照射到地球表面就是一個(gè)光線折射的物理情景，再把這種情景構(gòu)想成理想化的物理模型，問題就解決了。這樣學(xué)生的物理想象能力就會(huì)被逐步培養(yǎng)出來。

運(yùn)用原始物理問題培養(yǎng)學(xué)生的物理運(yùn)算能力

原始物理問題表現(xiàn)的形式是對(duì)物理情景的描述，沒有相關(guān)的物理量，在運(yùn)算時(shí)需要學(xué)生自己去明確，自己去設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)的物理量必須符合物理事實(shí)。需要學(xué)生通過合理的猜測(cè)，大膽地根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)提出一些合理的情景和設(shè)想。原始物理問題中的運(yùn)算并不是單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算，它要求，在運(yùn)算的過程中始終要考慮過程是否符合物理現(xiàn)象，結(jié)果是否符合物理現(xiàn)象，是否與現(xiàn)實(shí)生活相一致，是否對(duì)現(xiàn)實(shí)生活有意義。因此，原始物理問題的訓(xùn)練對(duì)提高學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際物理問題的能力大有好處。

綜上所述，原始物理問題在培養(yǎng)學(xué)生物理能力上有著習(xí)題無法彌補(bǔ)的作用。當(dāng)然，我們并不提倡完全拋棄習(xí)題教學(xué)，因?yàn)榱?xí)題教學(xué)也有很多可取之處。我們希望通過對(duì)原始物理問題的探討，加深對(duì)物理教學(xué)的認(rèn)識(shí)，打破物理教學(xué)中習(xí)題教學(xué)占主要陣地的局面，通過引進(jìn)原始物理問題來逐步使物理習(xí)題教學(xué)與原始物理問題教學(xué)緊密結(jié)合，從而提高學(xué)生的物理能力。

榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院神木校區(qū)）