運用馬克思主義哲學(xué)觀點提升學(xué)生的科學(xué)思維①

王 柯 蘇作鵬

(河南大學(xué)物理與電子學(xué)院,河南 開封 475004)

社會的發(fā)展無數(shù)次證明人才培養(yǎng)是科技創(chuàng)新的根本,因此必須實施科教興國戰(zhàn)略,夯實科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)。物理教育為人才培養(yǎng)奠定了必要的基礎(chǔ),中學(xué)物理教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和提升他們的核心素養(yǎng)的重要途徑。

科學(xué)思維是從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式;是基于經(jīng)驗事實建構(gòu)物理模型的抽象概括過程;是分析綜合、推理論證等方法在科學(xué)領(lǐng)域的具體運用;是基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判,進行檢驗和修正,進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品格。科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。[1]學(xué)生獨立分析、解決問題離不開科學(xué)思維,科學(xué)思維是將知識轉(zhuǎn)化為能力的橋梁。良好的科學(xué)思維有助于提升學(xué)生的綜合能力,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。有研究表明:高中生整體的科學(xué)思維能力偏低,大多數(shù)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)停留在知識層面,缺乏對知識深度的思考。[2]高中階段是學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的重要時期,但迫于升學(xué)壓力,大部分教師偏重于知識的傳授,在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方面做得不夠到位。

馬克思主義哲學(xué)是關(guān)于自然、社會和人類思維發(fā)展一般規(guī)律的科學(xué)認(rèn)識,運用馬克思主義哲學(xué)觀點指導(dǎo)教學(xué)能夠?qū)W生促進科學(xué)思維的發(fā)展。如將對立統(tǒng)一規(guī)律、現(xiàn)象和本質(zhì)、實踐對認(rèn)識的作用和否定之否定規(guī)律巧妙地融入到物理教學(xué)中,可有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,其融入途徑如圖1所示。

圖1

1 模型建構(gòu)與學(xué)生知識體系的建構(gòu)

物理學(xué)研究的現(xiàn)象錯綜復(fù)雜,各種因素?fù)诫s在一起,使人難以發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)規(guī)律。唯物辯證法強調(diào)看待問題時要抓住主要矛盾,突出問題本質(zhì),運用此方法可以使物理問題化繁為簡。而物理模型就凸顯了這種思維方式,比如質(zhì)點、理想氣體等理想化模型。理想物理模型有助于簡化和分析復(fù)雜物理問題,在此基礎(chǔ)上發(fā)展新理論,從而建構(gòu)理論大廈。模型建構(gòu)還可以幫助學(xué)生完善知識體系結(jié)構(gòu),有助于學(xué)生習(xí)得學(xué)習(xí)方法和思維模式,不至于“只見樹木不見森林”。比如,高中物理的第一個理想化模型是質(zhì)點,在質(zhì)點的基礎(chǔ)上研究質(zhì)點運動學(xué)和質(zhì)點動力學(xué),質(zhì)點運動學(xué)主要討論質(zhì)點位移、速度和加速度三者的關(guān)系,不涉及力的因素;而質(zhì)點動力學(xué)涉及力與運動的關(guān)系,以及運動過程中的能量變化。運用牛頓運動定律可以把它們有機地整合起來,形成中學(xué)力學(xué)的主體架構(gòu)(圖2)。

教師在講授知識的同時,根據(jù)學(xué)生的自身知識儲備和知識的內(nèi)在聯(lián)系,幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系,有意識地培養(yǎng)學(xué)生的整體思維,讓學(xué)生建立知識框架,形成完整的物理知識體系,這將大大促進學(xué)生的物理學(xué)習(xí)。

2 科學(xué)推理與學(xué)生高階思維的培養(yǎng)

科學(xué)推理能力是學(xué)生學(xué)習(xí)物理必不可少的邏輯思維能力。唯物辯證法指出:看待問題要透過現(xiàn)象看本質(zhì),因為通過感官感知得到的認(rèn)識只是感性認(rèn)識,只有通過理性思維才能把握事物的本質(zhì)。教師可以在解決物理問題的過程中有意識地培養(yǎng)學(xué)生的理性思維和高階思維。解決物理問題的核心是邏輯推理,學(xué)生通過觀察現(xiàn)象認(rèn)識問題,將復(fù)雜過程分解為若干個簡單過程,分析各環(huán)節(jié)的邏輯關(guān)系,找到問題的本質(zhì),運用物理知識給出解答。如在解決力學(xué)問題時,我們首先要明確研究對象,然后進行運動分析和受力分析,根據(jù)已知條件靈活運用物理公式,最終解決問題。此外,在解題過程中教師可以啟發(fā)學(xué)生從多種角度去尋找解決問題的方法和途徑,打破僵化思維,靈活運用所學(xué)知識,通過一題多解等方法拓展學(xué)生的邏輯思維能力。如在求質(zhì)點的速度時,我們可以運用加速度與力的關(guān)系求解,亦可以通過動能定理從功的角度求解。

“授人以魚不如授人以漁”,教師傳授知識固然重要,教會學(xué)生如何運用知識解決問題才是教學(xué)的重要目的。教師傳授知識的同時注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,可以使學(xué)生跳出“題海”,幫助學(xué)生提升自己的科學(xué)推理能力,靈活運用物理知識解決問題。

3 科學(xué)論證與學(xué)生探索精神的養(yǎng)成

馬克思主義認(rèn)為:實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),是人們在探索自然的過程中建立起來的,物理的學(xué)科性質(zhì)要求學(xué)生要養(yǎng)成求真、求實的探索精神。

實驗可以驗證物理理論,也可以加深學(xué)生對物理知識的理解,除了課堂實驗外,教師還可以布置實踐性作業(yè),如布置學(xué)生開發(fā)小實驗、進行小制作,以增強學(xué)生的動手能力。如在講授動量守恒時,運用牛頓擺作為教具演示并驗證動量、動能守恒,如圖3所示,從左側(cè)拉起一定數(shù)量的小球,使之與其他靜止的小球發(fā)生碰撞,在右側(cè)會彈起相同數(shù)量的小球。引入類似的趣味實驗,讓學(xué)生思考背后的原理,進行科學(xué)論證,在深刻理解知識的同時,還活躍了課堂氛圍,有助于學(xué)生深層次理解物理知識。

圖3

教師通過實驗驗證物理規(guī)律,并鼓勵學(xué)生探尋生活中的物理原理,可以激發(fā)學(xué)生對物理的興趣,使思維過程具體化。學(xué)生可以通過實踐活動進行深度學(xué)習(xí),增強實踐意識,養(yǎng)成探索精神。

4 質(zhì)疑創(chuàng)新與學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)

科技是第一生產(chǎn)力,而創(chuàng)新是科學(xué)的生命力,是國家可持續(xù)性發(fā)展的原動力。創(chuàng)新精神一直是近年來國家大力倡導(dǎo)的時代精神,要求新時代中學(xué)生具備質(zhì)疑精神和創(chuàng)新能力。唯物辯證法的否定之否定規(guī)律指出:事物發(fā)展過程中存在著肯定因素和否定因素,新事物孕育于舊事物,新舊事物是通過否定環(huán)節(jié)聯(lián)系起來的。教師在傳授知識的同時,向?qū)W生展示與知識相關(guān)的科學(xué)發(fā)展歷史和科技前沿,不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新能力,也有利于思政教育的開展。如在落體運動的探究中,伽利略對亞里士多德“重的物體下落得快”的觀點提出了質(zhì)疑,并提出創(chuàng)新觀點:“重的物體和輕的物體下落得同樣快”?！皩W(xué)史可以明智,知古方能鑒今”,物理學(xué)史的引入有助于學(xué)生質(zhì)疑精神的培養(yǎng)。

教師在授課時還可以將物理知識與相關(guān)的科技前沿聯(lián)系起來,如講解動量時,為學(xué)生展現(xiàn)我國“北斗”衛(wèi)星發(fā)射中動量定理的運用、“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研發(fā)的艱辛歷程和取得的偉大成就,既能拓展學(xué)生的視野,還能潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的愛國精神和創(chuàng)新精神,增強學(xué)生的民族自信。

5 結(jié)語

運用馬克思主義哲學(xué)觀點指導(dǎo)中學(xué)物理教學(xué),有利于學(xué)生科學(xué)思維的提高,促進學(xué)生建構(gòu)完善的知識體系,提高高階思維能力。教師應(yīng)努力利用實踐活動提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣和探索精神,通過講授科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新精神,通過聯(lián)系科技前沿激發(fā)學(xué)生的愛國情懷。這樣,學(xué)生能更好地掌握物理知識,理解科學(xué)原理,發(fā)展科學(xué)思維,提高自身的核心素養(yǎng)。