初中物理學(xué)科思維培養(yǎng)方式探究

文 /費(fèi)振芹

引 言

新課程改革要求初中物理教師不僅要關(guān)注理論知識(shí)的傳授，還要在教學(xué)策略、教學(xué)模式、教學(xué)方式及教學(xué)手段上進(jìn)行探究，為物理教學(xué)效果的優(yōu)化做出努力，進(jìn)而構(gòu)建高效的物理課堂。新課程改革要求學(xué)生全面發(fā)展，那么“題海戰(zhàn)術(shù)”已不再適應(yīng)當(dāng)前的教育理念。筆者在近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，將學(xué)科思維與物理知識(shí)相互融合，不僅可提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，還能有效發(fā)展學(xué)生的學(xué)科思維，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

一、初中物理學(xué)科思維特點(diǎn)

依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可把思維分為不同的類(lèi)型，如依據(jù)抽象程度可把思維分為直觀行動(dòng)思維、具體形象思維及抽象邏輯思維，依據(jù)思維的創(chuàng)新程度則可把思維分為常規(guī)思維及創(chuàng)造性思維。不同的問(wèn)題只有運(yùn)用不同的思維才能得到高效解決。根據(jù)常見(jiàn)的思維方式可知，思維具有固定的特點(diǎn)，即教師在傳授物理學(xué)科思維時(shí)須以思維特點(diǎn)為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行有效滲透，以達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果[1]。

第一，初中物理涉及的理論知識(shí)較多，師生在教與學(xué)的過(guò)程中需要對(duì)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單概括，從中找出物理知識(shí)之間的聯(lián)系，進(jìn)而提高知識(shí)理解和掌握的系統(tǒng)性。因此，物理學(xué)科思維的一個(gè)特點(diǎn)便是概括性。例如，在中考復(fù)習(xí)階段，教師可借助學(xué)科思維把初中階段與光有關(guān)的知識(shí)分為光的反射、光的折射、光的直線傳播、看不見(jiàn)的光四個(gè)部分，然后讓學(xué)生根據(jù)已學(xué)物理知識(shí)對(duì)每部分進(jìn)行補(bǔ)充和詳細(xì)解讀，逐步構(gòu)建光的思維導(dǎo)圖。這樣就可以在形成思維導(dǎo)圖的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的歸納概括能力，還能使學(xué)生理解和概括相關(guān)知識(shí)。

第二，師生也可通過(guò)學(xué)科思維對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深度探索，這說(shuō)明物理學(xué)科思維具有間接性特點(diǎn)，即借助一定的事物或知識(shí)對(duì)客觀性、不可見(jiàn)、不可觸摸的物理理論進(jìn)行反映，如根據(jù)液體的密度和高度可計(jì)算液體的壓強(qiáng)，依據(jù)燈牌的亮度可分析串、并聯(lián)線路中電壓的規(guī)律等，使理論性和客觀性較強(qiáng)的物理知識(shí)變得簡(jiǎn)單直觀。

第三，物理知識(shí)與我們的生活聯(lián)系緊密。我們的一舉一動(dòng)都蘊(yùn)含著物理知識(shí)，如日常走路中蘊(yùn)含著力學(xué)，美妙的音樂(lè)中蘊(yùn)含著聲學(xué)，美景中蘊(yùn)含著光學(xué)，人們也從各種生活現(xiàn)象中總結(jié)歸納了各種物理方法和規(guī)律。因此，教師在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維時(shí)，要遵循一定的規(guī)律或邏輯，同時(shí)，學(xué)生也要對(duì)所學(xué)知識(shí)活學(xué)活用，促進(jìn)知識(shí)與技能的提升。如在教學(xué)“透鏡及其應(yīng)用”后，教師可先讓學(xué)生進(jìn)行一定的練習(xí)，讓他們根據(jù)相似的題型總結(jié)解題規(guī)律或方法，然后在課后安排學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐，在生活中尋找對(duì)此知識(shí)的應(yīng)用。

二、初中物理學(xué)科思維培養(yǎng)方式

（一）深化物理概念

初中生開(kāi)始系統(tǒng)接觸物理知識(shí)，教材中也包含了很多基本概念，理解和掌握物理概念是學(xué)生學(xué)科思維能力提升的重要基礎(chǔ)和保障。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中要指導(dǎo)學(xué)生深化理解物理概念，了解概念形成的過(guò)程和所表達(dá)的本質(zhì)含義，并讓學(xué)生通過(guò)觀察和總結(jié)找出其中蘊(yùn)含的規(guī)律，進(jìn)而掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)科思維的形成奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

例如，學(xué)生在系統(tǒng)接觸物理知識(shí)的初始階段，學(xué)習(xí)的是“機(jī)械運(yùn)用”相關(guān)知識(shí)，其中涉及的物理概念有量程、分度值、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、參照物、速度、勻速直線運(yùn)動(dòng)等。教師可先通過(guò)文字講解對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)闡述，然后給出相應(yīng)練習(xí)。如針對(duì)參照物概念的填空題：平時(shí)所說(shuō)“月亮躲進(jìn)云里”是以 為參照物，說(shuō)“烏云遮住了月亮”是以 為參照物。我國(guó)成功發(fā)射的遙感三十五號(hào)05 組衛(wèi)星相對(duì) 是靜止的，相對(duì)于 是運(yùn)動(dòng)的。人們常說(shuō)地球在公轉(zhuǎn)的同時(shí)自轉(zhuǎn)著，“公轉(zhuǎn)”是以 為參照物，那么“自轉(zhuǎn)”又是以 為參照物。判斷題：研究物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以任意選擇某一物體為參照物，但它一定要是靜止的。選擇題：坐在直升機(jī)上的駕駛員看見(jiàn)高樓樓頂在向上運(yùn)動(dòng)，若以地面為參照物，直升機(jī)（ ）A.向下運(yùn)動(dòng)；B.向上運(yùn)動(dòng)；C.靜止不動(dòng)；D.水平運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用題：在一條平直的南北方向的公路上，有甲、乙、丙三輛汽車(chē)依次向北行駛，甲、丙兩車(chē)快慢相同，乙車(chē)較甲、丙兩車(chē)開(kāi)得快。（1）以什么為參照物，三輛車(chē)均向北運(yùn)動(dòng)？（2）以甲車(chē)為參照物，乙、丙兩車(chē)各向什么方向運(yùn)動(dòng)？（3）以乙車(chē)為參照物，甲、丙兩車(chē)各向什么方向運(yùn)動(dòng)？（4）以什么為參照物，三輛車(chē)均向南運(yùn)動(dòng)？學(xué)生通過(guò)教師概念的講解及難度逐漸增加的試題練習(xí)，能夠?qū)⒄瘴镞@一重要物理概念進(jìn)行深化理解，并內(nèi)化為自身的能力。

（二）優(yōu)化教學(xué)方案

全新的教育理念并不是要求教師完全摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)方式，而是是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)、完善及創(chuàng)新。作為教師教學(xué)的重要依據(jù)，教學(xué)方案在教學(xué)改革前后都是初中物理教學(xué)中不可或缺的因素之一。針對(duì)初中階段的物理教學(xué)方案，教師在設(shè)計(jì)時(shí)既要使其與學(xué)生的知識(shí)水平相符合，也要考查學(xué)生的接受能力，在教學(xué)方案中體現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)科思維的逐步培養(yǎng)，讓學(xué)生在知識(shí)增長(zhǎng)的同時(shí)獲得能力的提升，引導(dǎo)學(xué)生遵循教學(xué)方案有計(jì)劃地獲得新知，提升能力，形成學(xué)科思維[3]。對(duì)此，物理教師要精心設(shè)計(jì)每節(jié)課的教學(xué)方案，并從多方面對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，為高效課堂的構(gòu)建及學(xué)生學(xué)科思維的培養(yǎng)提供充足的保障。

以“分子熱運(yùn)動(dòng)”知識(shí)為例，由于分子是微觀理念，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)較為抽象，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)方案時(shí)，不僅要考慮學(xué)生的接受能力，還要培養(yǎng)學(xué)生的微觀意識(shí)。由于分子是學(xué)生無(wú)法直接觸摸或觀察的，所以教師可通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)例，使學(xué)生了解組成物質(zhì)的分子時(shí)刻都在做著無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，溫度的高低能對(duì)分子運(yùn)動(dòng)的快慢產(chǎn)生直接的影響。為了加深學(xué)生對(duì)分子運(yùn)動(dòng)的印象，使其了解分子間的引力和斥力，教師可將分子間作用力和彈簧的彈力進(jìn)行類(lèi)比。這樣便可通過(guò)實(shí)驗(yàn)和類(lèi)比，培養(yǎng)學(xué)生利用觀察和直接感知到的現(xiàn)象推測(cè)無(wú)法感知的事物的能力。因此，教師在傳授學(xué)生較陌生的知識(shí)時(shí)，要通過(guò)查詢資料或請(qǐng)教其他教師設(shè)計(jì)有效的教學(xué)方案，并在實(shí)踐后進(jìn)行改善，逐步優(yōu)化教學(xué)方案，為教學(xué)實(shí)踐做好充分準(zhǔn)備。

（三）強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)

眾所周知，實(shí)驗(yàn)是初中物理學(xué)科重要的組成部分，也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)的重要方式。很多物理實(shí)驗(yàn)是可以在課堂上或家庭中開(kāi)展的，因此，物理實(shí)驗(yàn)也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思維的重要方式。物理實(shí)驗(yàn)是物理理論知識(shí)的重要來(lái)源，也是學(xué)生探究物理知識(shí)的主要方式，在課堂教學(xué)中利用好物理實(shí)驗(yàn)，無(wú)論對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性及積極性，還是學(xué)生學(xué)科思維及探究能力的形成，都可以起到極大的推動(dòng)作用，達(dá)到學(xué)生全面發(fā)展的教育目標(biāo)[4]。

例如，在“杠桿”的教學(xué)過(guò)程中，教師可先用生活中的實(shí)例引出新課：杠桿原理在生活中是十分實(shí)用的（如圖1），大家能說(shuō)說(shuō)圖片中都有哪些工具及其用途嗎？在學(xué)生討論后，教師可總結(jié)簡(jiǎn)單機(jī)械的組合，接著引出：阿基米德認(rèn)為“只要給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬起整個(gè)地球?！蹦敲?，我們便來(lái)驗(yàn)證下這句話的真假。然后，教師把學(xué)生分為幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，為每個(gè)小組分配實(shí)驗(yàn)工具羊角錘、硬棒、鉗子和訂有釘子的木塊，安排探究任務(wù)：哪種工具能拔出木塊中的釘子？為什么？從而引出杠桿概念，并借助實(shí)物探究杠桿的五要素。在教學(xué)杠桿的平衡條件時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生自主探究：支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)間距離的遠(yuǎn)近一定會(huì)給力的作用效果帶來(lái)影響嗎？動(dòng)力與阻力之間又有什么樣的關(guān)系呢？我們來(lái)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)下，找出它們之間的關(guān)系吧！在各小組實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師要給予及時(shí)幫助，指明實(shí)驗(yàn)方式及目的，適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作或結(jié)果進(jìn)行思考和分析。學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究獲得的知識(shí)，更符合其認(rèn)知需求，也更容易使其內(nèi)化為自身的能力。

（四）提高科研探究能力

教師在物理教學(xué)過(guò)程中可以通過(guò)增加學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會(huì)來(lái)提高他們的科研探究能力，多在課堂上設(shè)置引導(dǎo)性問(wèn)題或?qū)哟涡詥?wèn)題。這樣既能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，也能激活學(xué)生思維，進(jìn)而構(gòu)建充滿生機(jī)的物理課堂[5]。此外，為了讓學(xué)生在初中基礎(chǔ)物理知識(shí)學(xué)習(xí)中有效提升自身的科研能力，教師也要增強(qiáng)自身的教學(xué)能力，在教學(xué)之余“充電充能”，幫助學(xué)生在有限的時(shí)間和教學(xué)條件下最大限度地獲得提升。

例如，在“聲音的特性”教學(xué)中，教師可以先通過(guò)提問(wèn)的方式引入新課：聲音是如何產(chǎn)生的？傳播聲音的介質(zhì)包括哪三類(lèi)？15℃時(shí)空氣中的聲速是多少？人們是如何感知聲音的？骨傳導(dǎo)的含義是什么？在學(xué)生鞏固復(fù)習(xí)已學(xué)知識(shí)后，教師可以利用信息技術(shù)為學(xué)生播放民族樂(lè)曲和流行音樂(lè)，讓學(xué)生思考：一首曲子中，為什么有的聲音聽(tīng)起來(lái)音調(diào)高，有的聽(tīng)起來(lái)音調(diào)低呢？影響音調(diào)高低的因素都有哪些？教師可以把班級(jí)學(xué)生分組并為每個(gè)小組提供實(shí)驗(yàn)器材，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，養(yǎng)成通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得物理知識(shí)以及對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證的科研精神。在這一過(guò)程中，教師負(fù)責(zé)監(jiān)管課堂秩序，在學(xué)生遇到困難時(shí)給予提示。這有利于引導(dǎo)學(xué)生處于教師創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)情境中，發(fā)散思維，提高科研探究能力[6]。

（五）發(fā)展創(chuàng)新思維能力

物理學(xué)科不同于學(xué)生熟悉的語(yǔ)文、數(shù)學(xué)，其有固定的學(xué)科用語(yǔ)及獨(dú)特的物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)科思維和學(xué)習(xí)方式也需要學(xué)生重新總結(jié)。教師在開(kāi)展物理教學(xué)前，要認(rèn)真解讀課程標(biāo)準(zhǔn)、分析教材內(nèi)容，深刻把握其中的規(guī)律和邏輯。此外，教師還要做好課堂預(yù)設(shè)，在教學(xué)過(guò)程中依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)隨時(shí)調(diào)整自己的教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)同一物理現(xiàn)象從不同角度分析，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，使其逐步形成自己的學(xué)習(xí)方式，有效完成學(xué)習(xí)任務(wù)[7]。

例如，在“壓強(qiáng)”的教學(xué)過(guò)程中，在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)重力、摩擦力的基礎(chǔ)上，教師可采用遷移類(lèi)比的教學(xué)方式。壓強(qiáng)是物理運(yùn)用狀態(tài)的改變和力的關(guān)系的另一類(lèi)力的作用效果，因此，教師可在復(fù)習(xí)壓力的重難點(diǎn)知識(shí)的基礎(chǔ)上開(kāi)展教學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)獨(dú)立探究獲得壓強(qiáng)的概念，通過(guò)比較歸納掌握影響壓強(qiáng)的因素及改變壓強(qiáng)的方法，將親身的體驗(yàn)和感悟作為獲得壓強(qiáng)知識(shí)的主要方式，充分激活學(xué)生的創(chuàng)新思維[8]。

結(jié) 語(yǔ)

總之，物理學(xué)科思維的培養(yǎng)勢(shì)在必行，同時(shí)，這也是學(xué)生學(xué)好物理知識(shí)的必備品質(zhì)和能力。初中物理教師在教學(xué)過(guò)程中，不僅要傳授給學(xué)生高質(zhì)量的理論知識(shí)，還應(yīng)該通過(guò)深化物理概念、優(yōu)化教學(xué)方案、強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)、提高科研探究能力及創(chuàng)新思維能力，引導(dǎo)學(xué)生形成自己的學(xué)習(xí)方式和思維方式，高效完成教學(xué)任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。