優化物理教學結構六要素與思維能力訓練

曾 戎

（福州交通職專 福建 福州 350009）

優化物理教學結構六要素與思維能力訓練

曾 戎

（福州交通職專 福建 福州 350009）

思維能力是統領其他物理學習能力的能力。訓練與培養思維能力是物理教學的重要目標。文章從優化物理教學結構這個角度，闡述如何去實現這個目標，提出了使教學結構最優化的六個基本要素。

物理；教學結構；培養；思維能力

職專學生要學好物理需具備各種能力，如實驗能力、閱讀能力及計算能力。但最關鍵的，在于他們有沒有思維能力，思維能力是統領其他能力的能力。“真正的學校應當是一個思考的王國”（蘇霍姆林斯基語）。因此，訓練、培養職專學生的思維能力是課堂教學的命脈。教師在課堂教學中必須激發職專學生的思維，使他們的思維逐漸流暢、靈活、求異、深刻，并能最終形成創新性思維。

思維是人腦對客觀事物的一般特性和規律的一種概括的、間接的反映過程。物理教學中常涉及的思維分兩個層次：一是基礎性的邏輯思維，如歸納與演繹思維、分析與綜合思維、比較與鑒別思維、形象與抽象思維等；其二是高層次的具有創新性的思維，即非邏輯思維，如發散與集中思維、逆向思維、想象與直覺思維等。

職專學生的思維能力的提升，可以在課堂、實訓以及實習環境下訓練培養，但課堂教學是訓練與培養職專學生思維能力的重要過程。本文談的是如何從優化物理教學結構這個角度來訓練與培養職專學生的思維能力。

在教學系統中，一定的教學目標、任務、師生共同參與的教學活動等，形成一定的結構，即教學結構。蘇霍姆林斯基主張：“要使教學是優化，就必須以辯證的系統觀點來對待教學過程的所有成分，師生活動的內部和外部條件，都看成是相互聯系的東西，仔細考慮各種可能的解決辦法，并自覺地從中選擇出在當前條件下，有關教學任務、內容、形式和方法的最好方案。”

具體來說，課堂教學結構不必拘束于傳統的幾個環節。課堂教學是職專學生學習、思維的過程，不能由教師只按自己意愿設定的幾個教學環節一步一步地講下去，不能把職專學生當成只接收信號的執行器。而應根據教材內容和職專學生的學習特點，制定出相應的教學結構方案。構成教學結構的基本要素為：自學（課前或課內有教師指導的學生學習）；精講（教師答疑、解疑、講解重點和難點）；質疑（師生交替地提出問題，創設學習情境）；應用（學生運用知識去實踐、解題、實驗、創造）；探究（教師組織、點撥，學生創造性地學習）；總結（師生共同參與概括、歸納、深化、升華）。

自學要有尺度

自學是體現職專學生主體性的基本要素。通常，無論是課前、課中、課后，自學都要有一個自學提綱，按照教學大綱的要求，掌握教材知識尺度，使學生進入“最近發展區”。自學提綱反映教材知識掌握的程度，總結規律，并引出新認識。這就是說，對學生的物理思維訓練也應有一個尺度，自學提綱才能成為學生主動積極思維的橋梁。

例如，在 “單擺”一節教學中，就單擺的周期公式：T=2π，提出如下自學提綱：影響周期T的變化有哪些實際情況？學生圍繞自學提綱，應用發散、集中、分析、歸納等思維，分別羅列擺長變化或重力加速度變化對周期影響的多種情況。如當g一定時，T∝L，那么擺長變化有哪些具體情況？通常，溫度變化會使金屬擺長變化；擺長的人為變化；砂筒擺漏沙過程中擺長先增后減的變化；還有雙線擺的等效擺長。這樣的思維過程使學生對周期公式的理解自然地變活了。

精講要有梯度

根據認知結構，教師需要有層次地精講，抓住重點少而精地剖析，扣住難點、對癥下藥地點撥，幫助學生的思維朝著課題目標的方向前進。

分清主次 教材有其系統性和規律性，教師必須首先通覽教材，整節、整章甚至整本地通覽，從中找出教材的重點內容。例如，在力的分析中，牛頓運動定律、物體的平衡條件都是重點。要知道這些重點內容中，哪些只是某一節的重點，而哪些是整章的重點。教材中每一節的重點圍繞著章的重點而構成全章教材的系統。例如，“功和能”一章，功、功率、動能和重力勢能的概念及其定量計算都是各節的重點，而功能關系、動能定理是全章的重點，是重點中的重點。教材中，除了重點內容，還有為重點內容學習起橋梁和鋪路石作用的一般知識，這一部分內容是次要的。對教材中主要內容和次要內容，應區別對待，絕不平均使用力量。只有抓往了主要的重點內容，才能實現“精講”有梯度的要求。

突出重點，攻克難點 教材的重點應明確地加以突出。例如，動能和重力勢能都要突出它的物理意義，并畫龍點睛地點出：“動能看速度，勢能看高度。”教材中那些學起來困難的部分，是掌握重點的絆腳石，是難點。有些重點同時就是難點，需要想辦法幫助學生攻克它。例如，在處理一般物體的平衡條件問題時，學生往往感到困難的是轉軸的選擇及力矩的計量。故教師在課上除了有圖示外還可準備幾個實驗，用于配合講解。比如，先用硬紙板與木條粘合成一個活動籃球架模型，上課時用電風扇吹風，分別從籃球板前后兩個不同方向吹，再請學生觀察球架的平衡變動情況。一個或幾個簡單的實驗就能說明問題，學生學起來覺得顯而易懂，這就達到了突出重點、攻克難點的目的。

質疑要有力度

質疑是雙向互動的，學生質疑的質量反映學生思維程度，這又與教師質疑的力度成正比。教師的質疑應當恰到好處、發人深思。

質疑能否激起學生的思維呢？這就要看質疑是否有恰當的力度。

在“閉合電路歐姆定律”的教學中，教師提出質疑：如何導出定律的表達式I=ε/R+r?

該質疑有一定的跨度，需要學生展開分析思維，解決下面兩個問題：（1）使電荷Q從電源負極經內部到正極、非靜電力做的功W是多少？（2）使電荷Q從電源正極經外部電路到負極，又從內電路回到正極，流動一周，電流做的功W′是多少？然后需要進行綜合思維，應用能量守恒定律導出公式。整個指導過程是從能量守恒定律一般規律出發，推導出閉合電路的特殊結論，這就是演繹思維。表面上是公式推導，而實質上已經進行了各種思維的訓練，這就是質疑的力度所在。

應用要有廣度

在教學過程中只講不練，學生的積極性和主動性調動不起來，教學效果不可能良好。而所謂的“練”也絕不僅僅在某個環節做幾道習題，而是貫穿于教學始終，講中有練，練中有講，有機地把講練結合在一起。

例如，“受共點力作用的物體的平衡條件”是“物體的平衡條件”一節中三種平衡的一種。新課一開始，教師逐一搬出4個實驗裝置（圖略），引導學生應用前面已學過的“力的合成和分解”等知識，并通過提問和討論逐一分析各裝置的受力情況，使學生投入“練”的過程。而后教師指出前三種情況，物體A是靜止的；后一種情況，物體A是處于勻速直線運動狀態，也屬于平衡狀態。

緊接著提出，上述幾種情況，物體A受的力有什么共同點？通過師生的共同討論得出結論：幾個力同時作用在物體上的一點，或幾個力雖然不直接作用在物體上的一點，可是力的延長線相交一點，這兩種情況，物體都叫受共點力作用。

此時，“共點力”的概念已經建立，解決其平衡條件這一重點問題的時機已經成熟，于是教師通過共點力的平衡演示裝置，邊演示邊討論，最后得到結論。

探究要有深度

例如，在曲線運動教學中，提出如下問題：一個處于平衡狀態的小球，當撤去其中豎直向上的分力，小球將可能做何運動？讓學生帶著問題探究，學生創造性思維的變通程度就決定著探究的深度，探究的結果來自不同層次的思維，各種結果概括如下：（1）小球向下做勻加速直線運動，表現為單向思維；（2）小球向下或向上做勻變速直線運動，表現為線性思維；（3）小球向下做類似平拋的運動，表現為平面思維；（4）小球向各個方面做曲線運動，表現為立體思維。

運用發散、觸類旁通等創新性思維要素，深度加大探究，教學結構也就會自然優化。

總結要有高度

教材的知識結構，是由微觀的單元而組成宏觀的章節，有縱向聯系到其他章節；也有橫向溝通到其他相關學科，這就意味著當教學進入總結要素時，應該運用多角度、多層次的總結，然后由發散思維轉向集中思維，建立模型，產生新的認識。

例如，“勻變速直線運動”一節，按勻變速運動的規律，可以導出十幾個公式。教師抓住了位移、速度等四個公式，把學生的精力引導到正確理解勻加速直線運動的概念、特征及規律上，結果學生運用合運動的觀點，很快弄懂并熟記了這四個公式。在此基礎上教師只需向學生點撥自由落體運動、勻減速直線運動及先前學過的勻速運動，只不過是勻加速直線運動的幾種特殊情況。于是學生自己就可以推出有關公式。無論是教師總結還是學生自己總結，或者是師生共同討論總結，掌握四個代表性的公式，就理解了十幾個公式。這種觸類旁通式的創造性思維的總結，才會有高度。

由于教材內容不同，教學對象不同，在實施教學時，這些要素的搭配程序也隨之不同，每一要素的具體運作也不同，采用的物理教學結構必然是千姿百態、千變萬化的。然而，唯一不應變的就是，對學生思維的訓練與培養要貫穿于教學之中。

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[3]王溢然.形象·抽象·直覺[M].鄭州：大眾出版社，1999．

[4]查有梁.物理教學論[M].南寧：廣西教育出版社，1998．

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1672-5727（2012）08-0121-02

曾戎，教育專業碩士，福州交通職專講師，研究方向為物理教學。