思想啟迪智慧的多維視角

學(xué)科知識(shí)、思想方法和能力是物理教學(xué)的三大要素，而思想方法則是物理教學(xué)的精髓和靈魂，誰把握住了這一精髓和靈魂，誰就能舉重若輕地組織教學(xué)；否則，就只能被迫陷入物理知識(shí)的汪洋大海之中，總有講不完的知識(shí)和練不完的習(xí)題。而物理教學(xué)的根本目的是豐富學(xué)生的智慧，使學(xué)生變得更聰明、更睿智。

赫拉克利特說過，“智慧只在于一件事，就是認(rèn)識(shí)那善于駕馭一切的思想”。就學(xué)習(xí)而言，學(xué)生的智慧集中體現(xiàn)在對(duì)物理思想方法的深刻領(lǐng)悟和自覺運(yùn)用上，可以說領(lǐng)悟與運(yùn)用物理思想方法的過程就是學(xué)生智慧生長(zhǎng)的過程。本文以《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系》的教學(xué)為例談?wù)動(dòng)梦锢硭枷雴⒌现腔劢虒W(xué)的多維視角。

維度1 教學(xué)目標(biāo)——凸顯物理思想方法

“進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，滿足全體學(xué)生的終身發(fā)展需求”是高中物理課程的培養(yǎng)目標(biāo)。科學(xué)素養(yǎng)是學(xué)生在接受科學(xué)知識(shí)的過程中所形成的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和人類自身完善所需要的基本品質(zhì)和能力。科學(xué)思想是科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵，科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)思想的外在體現(xiàn)。物理中的思想方法不僅是科學(xué)素養(yǎng)的要素之一，而且與知識(shí)、技能相結(jié)合成為培養(yǎng)物理能力、提高科學(xué)品質(zhì)的基礎(chǔ)。

在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)中要將思想方法置于物理教學(xué)的中心地位，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容“量”的壓縮和“質(zhì)”的精選，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。通過學(xué)生對(duì)物理思想方法的學(xué)習(xí)和掌握，真正理解和把握物理的整體結(jié)構(gòu)與深層結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生的物理核心能力、問題解決能力和探究性學(xué)習(xí)能力，最大限度地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維和物理綜合素養(yǎng)的發(fā)展。

基于上述思考，我將這節(jié)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)為：（1）通過數(shù)與形的分析、轉(zhuǎn)化，知道v-t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示位移，并能用“面積”推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式；（2）經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移規(guī)律的探究過程，領(lǐng)悟數(shù)形結(jié)合、極限與估算等思想方法在物理學(xué)習(xí)中的作用；（3）通過實(shí)例訓(xùn)練掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式；（4）通過圖形的變化，體驗(yàn)探究成功的樂趣，在探究中增長(zhǎng)智慧。

維度2 教學(xué)內(nèi)容——挖掘物理思想方法

豐富的物理學(xué)思想有著眾多的表現(xiàn)形式，蘊(yùn)含著豐富的方法：分析、綜合、比較是最基本的方法，抽象、歸納、演繹是最重要的方法，類比、等效、守恒、對(duì)稱是最常用的方法。這些方法滲透在物理學(xué)的每一個(gè)具體研究過程中，融合在每一個(gè)物理概念、定律、公式的建立過程中，因此在講授物理概念、定律時(shí)，要深入挖掘其中蘊(yùn)含的物理思想方法，講清它們的來源、思路、建立過程、建立方法及物理意義，還要關(guān)注各概念、定律、定理之間的內(nèi)在聯(lián)系和面臨的新的問題，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生去研究、思考，提高應(yīng)用物理思想方法的意識(shí)和能力。

本課圍繞著數(shù)形轉(zhuǎn)化這條主線展開教學(xué)，從勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式入手，通過其速度圖象中的“面積”表示位移，初步認(rèn)識(shí)數(shù)（公式）與形（圖象）結(jié)合的思想，并把這種思想（以形助數(shù)）遷移到勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的位移研究中去，師生共同分析、論證得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度圖象的“面積”也表示其位移，進(jìn)而通過面積的計(jì)算導(dǎo)出位移公式，通過對(duì)圖形（梯形）的變化推導(dǎo)，訓(xùn)練學(xué)生的思維，開啟學(xué)生的智慧。教學(xué)流程見圖1。把數(shù)形結(jié)合思想、估算思想、微分和極限思想等充分挖掘出來，滲透在教學(xué)內(nèi)容之中。通過這種融方法論和物理思想發(fā)現(xiàn)于具體物理內(nèi)容教學(xué)之中的講解分析，學(xué)生不僅深化了對(duì)概念定律的理解，而且自覺地接受了物理思想的熏陶和研究方法的訓(xùn)練。

維度3 教學(xué)情境——蘊(yùn)含物理思想方法

學(xué)生心智的覺醒往往在一剎那間，轉(zhuǎn)瞬即逝，所以，學(xué)生智慧的生成，就需要教師的智慧啟迪。即用一棵樹搖動(dòng)另一棵樹，用一片云推動(dòng)另一片云。智慧的教師能夠給學(xué)生創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的情境和寬松的氛圍，激發(fā)興趣，激活學(xué)生思維，讓學(xué)生敢想、敢問、敢爭(zhēng)論。

物理與生活聯(lián)系緊密，物理思想方法是物理學(xué)家在探索大自然的過程中千辛萬苦得到的思考精華，它們起源于人類生活方方面面的需要，但是在許多地方又高于生活，因此，生活本身就是重要、最熟悉的物理情境，牛頓從蘋果落地引發(fā)了靈感，聯(lián)想到地球吸引物體的無形的力量可以推廣到無限廣闊的空間；愛因斯坦從做自由落體的人的感覺出發(fā)找到等效原理等等。

教師要充分利用學(xué)生周邊的生活資源創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生在生動(dòng)具體的情境中學(xué)習(xí)物理，體驗(yàn)和理解物理，感受到物理思想能夠指導(dǎo)人們解決物理學(xué)發(fā)展過程中不斷出現(xiàn)的新課題和在生活中遇到的實(shí)際物理問題。物理思想形成過程所蘊(yùn)含的這種創(chuàng)新精神，使它能夠啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。調(diào)動(dòng)起每個(gè)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的活力，達(dá)到和諧的思維共振和情感共鳴，激發(fā)學(xué)生智慧的生長(zhǎng)，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

從表面上看是利用圖形變化的情境求解面積，實(shí)則是訓(xùn)練學(xué)生的思維，學(xué)生收獲的不僅僅是一組公式，更重要的是智慧得到了提升。

維度4 學(xué)習(xí)過程——體驗(yàn)物理思想方法

感悟主要借助感知，感知的形成要依賴于學(xué)生的親61b7ce5a931681505fa0870279cb98b1身體驗(yàn)，依靠平時(shí)積累。學(xué)生有了一定的感性經(jīng)驗(yàn)，就可以通過自己的感受、體會(huì)、揣摩而有所感悟，因此，教師在教學(xué)過程中要讓學(xué)生提問題，讓學(xué)生經(jīng)歷過程，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，讓學(xué)生總結(jié)方法。不能過早地將具體的知識(shí)抽象化，感性的知識(shí)理性化，使學(xué)生匆匆跨過感性階段而步入理性的殿堂，有的知識(shí)講得越多，學(xué)生越不明白，而應(yīng)主要讓學(xué)生自悟自得，悟出其中的道理，悟出其中的思想方法，生成智慧。

對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，v-t圖象的圖線與時(shí)間軸所圍的面積是否也可以表示相應(yīng)的位移呢？我們從教材中的“思考與討論”來展開：

現(xiàn)有一小車運(yùn)動(dòng)時(shí)通過紙帶記錄下的0，1，2，…5幾個(gè)位置的速度如下表。請(qǐng)用最簡(jiǎn)便的方法估算實(shí)驗(yàn)中小車從位置0到位置5的位移。

引導(dǎo)學(xué)生嘗試估算（如何估算？為什么這么估算？），可能會(huì)出現(xiàn)的答案：

x=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1=0.438（m）

x′=0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1+1.62×0.1=0.562（m）

兩種估算情況比較抽象，學(xué)生難以建立估算的模型，我通過v-t圖象（示意圖）將它們直觀地呈現(xiàn)出來，如圖3所示。

通過對(duì)v-t圖象的分析討論，學(xué)生將明晰估算的道理：變速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均分——分割過程，達(dá)到化變?yōu)楹悖春苄〉臅r(shí)間間隔內(nèi)視為勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣就可用對(duì)應(yīng)的v-t圖象中的小矩形面積表示，將各個(gè)矩形面積加起來就是勻變速運(yùn)動(dòng)的位移的估算值，將時(shí)間間隔分得越細(xì)，估算就越精確。進(jìn)而悟出當(dāng)時(shí)間間隔無限小時(shí)，估算值就是精確值了，即梯形面積表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移。

高中物理中蘊(yùn)含的思想方法很多，教學(xué)過程中要讓學(xué)生經(jīng)歷：走近方法——物理方法的感知階段，走進(jìn)方法——學(xué)生形成物理方法的過程，走出方法——學(xué)生應(yīng)用物理方法的過程。感知方法的過程是形成方法的基礎(chǔ)，有了反復(fù)又深刻的感知才能夠很好地形成方法與應(yīng)用，再到學(xué)生自主生成科學(xué)方法，達(dá)到走出方法的最高境界。當(dāng)然，某種物理方法的形成，需要經(jīng)歷反復(fù)感知、不斷的體驗(yàn)和領(lǐng)悟，在體驗(yàn)中生長(zhǎng)智慧。

維度5 教學(xué)方法——?dú)w納物理思想方法

物理思想方法是滲透在物理內(nèi)容之中的，教學(xué)中要結(jié)合方法論和物理學(xué)史，揭示知識(shí)發(fā)生的細(xì)節(jié)，再現(xiàn)知識(shí)發(fā)生的過程，呈現(xiàn)前人的創(chuàng)新案例，采用知識(shí)發(fā)現(xiàn)法去教學(xué)，要克服將知識(shí)“大餐”端上來而不講烹飪方法的傾向，不斷給學(xué)生以點(diǎn)點(diǎn)滴滴的啟迪，塑造學(xué)生嚴(yán)密的思維方法，完成學(xué)生思維活動(dòng)的升華，教師要重視思想方法的實(shí)時(shí)點(diǎn)撥、歸納總同一個(gè)問題往往有不同的解決方法，為確定解題結(jié)果是否正確，可用不同方法求解來檢驗(yàn)。實(shí)踐告訴學(xué)生用圖象法、平均速度法求解往往比較簡(jiǎn)便快捷。學(xué)生只有把所學(xué)到的物理方法加以具體的應(yīng)用，去發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題，才能加深對(duì)物理方法的理解和掌握，同時(shí)能對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)一步深化鞏固，能靈活運(yùn)用物理規(guī)律和會(huì)用、活用物理思想方法。在思想方法的應(yīng)用中領(lǐng)悟，在領(lǐng)悟中升華智慧。

基于物理思想方法的智慧啟迪是實(shí)施智慧教學(xué)、生長(zhǎng)學(xué)生智慧的重要內(nèi)容和有效策略，它更需要用教師的智慧去挖掘，去創(chuàng)造性地應(yīng)用，去點(diǎn)燃學(xué)生智慧的火花，真正為學(xué)生的智慧生長(zhǎng)而教，實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)的價(jià)值追求。

（作者系江蘇省特級(jí)教師、教授級(jí)高級(jí)教師、南京市中華中學(xué)教師）