物理思想方法在素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育中的地位與作用

摘 要：本文論述了物理思想方法的特征及其在素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育中的地位與作用， 探討了如何有效地進行物理思想方法教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力，提高學生的綜合素質(zhì)。

關鍵詞：物理思想方法；素質(zhì)教育；創(chuàng)新教育

“創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力，創(chuàng)新的關鍵是人才，人才的成長靠教育”。物理思想是人類在創(chuàng)立和發(fā)展物理科學理論的過程中，對物理知識與方法進行概括而形成的科學認識，并對人們在理論創(chuàng)新和問題解決上具有意識導向作用。教學中重視物理思想方法必能發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維，提高學生的素質(zhì)，發(fā)展學生的智能，有利于創(chuàng)造型人才的培養(yǎng)。

一、物理思想方法的特征和分類

1. 物理思想方法是物理學中常出現(xiàn)的一個概念，然而，對物理思想方法的含義，學者有不同的認識和理解。物理思想方法應該與具體的物理概念、物理規(guī)律、物理方法及物理理論相區(qū)別，它除具有一般智力活動的特點外，還具有以下特征： （1）定量性，物理思維是精確的定量思維，以數(shù)學為語言，以數(shù)學為推理論證的工具。學生通過運用數(shù)學工具掌握數(shù)學方法，在綜合運用物理知識解決物理問題過程中，培養(yǎng)抽象思維和邏輯推理的能力。（2）思維創(chuàng)造性，物理思想方法的形成要經(jīng)過多次抽象與概括，要對物理現(xiàn)象和過程進行創(chuàng)造性的認識。特別是那些重大的物理思想方法，往往要經(jīng)過幾代科學家的思考和創(chuàng)新。我們在教學中要使學生形成一些簡單的物理思想方法或領會一些復雜的物理思想方法，也必須有學生自己的深入思考和頓悟。物理思想也不能由公式推導出來，只能是創(chuàng)造性思維的結(jié)果。（3）內(nèi)容的科學性，物理思想方法雖然是思維創(chuàng)造的結(jié)果，但它是以科學的物理概念、規(guī)律、理論為依據(jù)，并被反復證明具有廣泛的適應性。物理思想方法的科學性并不意味著它是絕對的真理，而是表明它的形成具有科學的依據(jù)。（4）層次性，物理思想方法有簡單與復雜之分，這要取決于它所概括的物理內(nèi)容的深度與廣度。另外，一種物理思想的形成，也有由簡單到復雜，由不成熟到成熟的過程。（5）觀念指導性，物理思想方法的價值在于它能夠從觀念上指導人們把物理知識運用于問題的解決，以及從觀念上指導人們探求新現(xiàn)象，創(chuàng)建新理論。

2. 物理思想方法的分類按照具體的物理思想所概括內(nèi)容的特點可以把物理思想分成概念性物理思想、規(guī)律性物理思想、方法性物理思想及綜合性物理思想。（1）概念性物理思想是對某類物理概念深刻理解，進一步概括而形成的認識。如對各種力的深入認識，可以概括出力的思想；對各種形式的能的深入認識，可以概括出場的思想等。（2）規(guī)律性物理思想是對某個或某類物理規(guī)律的深刻理解，進一步概括而形成的認識。如由牛頓第二定律產(chǎn)生力學因果論思想；由熱力學第二定律產(chǎn)生自然過程不可逆思想；由各種守恒定律產(chǎn)生守恒思想等。（3）方法性物理思想方法是對物理概念、規(guī)律形成過程中的思維方法或?qū)ξ锢砝碚摌嫿ǚ椒ǖ倪M一步概括而成的認識。如理想化思想方法、公理化思想方法、實驗驗證思想方法等。歸納思想方法、類比思想方法、綜合性思想方法及創(chuàng)造性思想方法等也可歸入其中。物理科學方法主要有觀察實驗方法、理想化方法、假說方法、模型方法、科學想象與直覺方法等。（4）綜合性物理思想是對物理理論的深刻理解，進一步概括而形成的，皆具概念性、規(guī)律性或方法性的認識。

3. 物理學思想方法體現(xiàn)出物理學的具體科學方法。科學方法包括三個方面：（1）使用的普通邏輯方法，即比較、概括、抽象、分析、綜合、歸納、演繹等。這些方法對學習物理必不可少。（2）解決個別類型問題的方法，這在物理學中紛繁復雜，如隔離分析法、等效變換法、疊加法、對稱法、極端分析法、近似分析法等。這些方法對解決實際問題十分有用，但沒有反映出物理學方法的主要特點，也不宜將它們歸為物理學方法的范疇。（3）具體的科學方法，物理學方法就屬于這一類。通常認為有觀察法、實驗法、理想化方法、類比方法、假設方法和數(shù)學方法六種。此外物理思想方法的學習還應抓住思維能力的培養(yǎng)，特別是創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)方法是：創(chuàng)設情景、激發(fā)生疑、啟發(fā)思路、鼓勵組合、提出設想、解決問題。

因此對物理思想作如上分類，主要是為了在物理教學中，能夠把物理思想與物理知識和方法聯(lián)系起來，使物理思想容易被理解，使物理學思想方法的教學更具體一些。

二、物理學思想方法在培養(yǎng)創(chuàng)造性人才中的作用

1. 物理學思想方法教學對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，有著其他學科不可替代的作用。物理學思想方法定位就是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維、科學的態(tài)度和價值觀、掌握科學研究的方法、提高解決實際問題的能力，因此它有利于訓練學生的創(chuàng)造性思維能力和開放性思維能力。人才創(chuàng)造性的培養(yǎng)最根本是創(chuàng)新思想的培養(yǎng)，而物理思想方法在創(chuàng)新思想在中具有重要的地位。創(chuàng)新素質(zhì)的一個重要方面就是具有懷疑的精神和提出科學問題的能力。物理學史上大量事例表明，不拘束傳統(tǒng)理論和觀念，不迷信權威和書本，是科學創(chuàng)造的思想前提。在科學本身的矛盾已經(jīng)顯現(xiàn)出來時，誰能首先同束縛科學發(fā)展的傳統(tǒng)觀念決裂，勇于提出新思想、新見解，誰就可能搶占到科學發(fā)展的前沿陣地，作出突破性的發(fā)現(xiàn)。眾所周知，在愛因斯坦之前，洛倫茲和彭加勒已經(jīng)走到相對論的大門口，只是由于未能擺脫絕對時空觀的束縛，才沒有最終邁入相對論的門檻兒，正是由于愛因斯坦拋開了“絕對運動”和“靜止”的觀念，并深刻地審察了“同時性”概念的物理學根據(jù)，才創(chuàng)建了狹義相對論，引起了人類時空觀的巨大變革。批判的頭腦、懷疑的精神，是打開未知科學大門的鑰匙。物理學是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構的學科，因而整個物理學是辯證唯物主義的生動教材，主要可對學生進行“對立統(tǒng)一規(guī)律”的教育；“量變質(zhì)變規(guī)律”的教育，提高學生對“量變是質(zhì)變的基礎，而質(zhì)變是量變的飛躍”的辯證關系的認識；“抓住主要矛盾來研究事物發(fā)展變化”的研究方法等。經(jīng)常結(jié)合教材內(nèi)容向?qū)W生滲透辯證唯物主義思想教育，不僅可以使學生正確地理解物理知識，而且可以使學生思想開闊、方法靈活，逐漸樹立辯證唯物主義觀點，從而提高學生的思想素質(zhì)和分析、認識、解決實際問題的能力。

2. 科技發(fā)展使人類的認知方式發(fā)生了巨大的變化。隨著科學技術的迅猛發(fā)展，新的學科、新的技術不斷涌現(xiàn)，人類知識按指數(shù)增長。不斷更新的計算機與光纖網(wǎng)絡通訊、衛(wèi)星遠程通訊相結(jié)合，將知識的編碼、儲存、傳輸、擴散的速度大大提高，方式極大簡化，使人類從繁重的記憶任務中解脫出來，不用忙于積累知識和計算數(shù)據(jù)，而能把更多的精力和時間用于思考、分析、加工信息，產(chǎn)生新的知識。一個人在校所學知識是極其有限的，實踐中所需更多知識則是在畢業(yè)后學習；新時代的文盲不是不識字的，而是雖占有知識卻不會思考分析、加工處理、綜合應用的人，也就是說缺乏正確有效的思維方法與能力的人。教學方法要一改過去的灌注式，要以啟發(fā)式、探究式為主，注重科學的思想方法傳授。授人以魚不如授之以漁；思想方法是人們認識世界的中介；科學的思想方法是客觀規(guī)律在人腦中的內(nèi)化，它是人們認識世界，特別是理性思維的重要工具，是實踐獲得成功的重要條件；方法具有普遍意義，它比認識結(jié)果更為重要，它不僅具有開發(fā)智力、提高人才素質(zhì)的作用，而且往往能起到事半功倍的效果。李政道教授指出“方法對頭，三流的科學家可以做出一流的工作；方法不對頭，一流的科學家只能夠做出三流的工作”。物理學的思想方法是學生獲取新知識和提出新理論的有效手段，有助于思維過程的完善和思維品質(zhì)的優(yōu)化。物理學的思想方法主要將實踐探索與理論思維相結(jié)合；物理學理論的形成一般要經(jīng)過觀察——實踐——抽象——假說——理論，并且反復循環(huán)的過程，在這個復雜的過程中，理論與實踐相互作用，各種思維方法應運而生。例如，普朗克為解釋黑體輻射實驗結(jié)果提出了量子概念后，愛因斯坦在其啟發(fā)下提出了光子學說，科學地解釋了光電效應，玻爾又在光量子的啟發(fā)下，提出了新的原子結(jié)構模型，解決了盧瑟福原子模型的穩(wěn)定性問題，他們所用的都是移植法；再如盧瑟福的原子理論“恒星——行星”模型、湯川秀樹的介子理論、德布羅意的物質(zhì)波、狄拉克的“正電子”說等，都曾用到類比的方法。另外，模型法、演示法、反問與反證法、定性及半定量法、對稱與和諧法等都可導致重大發(fā)現(xiàn)。巴甫洛夫曾經(jīng)說過：無怪乎人們常說科學是隨著研究法所獲得的成就而前進的，研究法每前進一步，隨之在我們面前也開拓了一個充滿種種新鮮事物的、更遼闊的遠景，人的知識可能會隨著時間的流逝而淡忘，但研究問題的方法卻可以應用于物理學和物理學以外的各個方面而使人終身難忘。我們在傳授知識時結(jié)合這些思想方法，采用體會式教學法，還原物理知識產(chǎn)生的情景，讓學生“像物理學家那樣去思考”，看是否能得出相應結(jié)論，或者是有意想不到的創(chuàng)新；這樣，學生不但可以從發(fā)現(xiàn)中獲得知識，而更重要的是讓學生體驗一下科學家發(fā)現(xiàn)的過程，領略物理學家的物理思想和研究方法，追尋科學家們的足跡和道路，進行一次物理學思想方法的實地應用練習，培養(yǎng)其創(chuàng)造思維能力，增強其從事科學研究的信心。

總之，科學思想方法的是素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的靈魂，在物理教育中加強物理學思想方法的教學有著極其深遠的意義。只有融知識傳授和思想方法熏陶為一體的物理教學，才會取得素質(zhì)教育的豐碩成果。

參考文獻：

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[2] 陳余明.現(xiàn)代物理教育[M].上海：上海教育出版社，1998.

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（1.衡陽師范學院物理與電子信息科學系，2.衡陽幼兒師范學校）