中學物理思想方法教育探討

(江蘇省連云港市贛榆區教育局教研室,江蘇 連云港 222100)

從一定層面上看，中學物理課程包括課程標準、教材和教學實踐，這三個方面都蘊含著大量且豐富的對學生終身有益的物理思想方法.在中學物理教學中進行思想方法教育，已經成為落實物理課程功能，體現物理課程文化，提升物理教學品質的必需.愛因斯坦曾指出：“在建立一個物理學理論時，基本觀念起了最主要的作用.物理書上充滿了復雜的數學公式，但是所有的物理學理論都是起源于思維與觀念，而不是公式.”可見，在中學物理課程中進行思想方法教育是多么的重要.

1 基本概念

1.1 物理思想方法

物理思想是指人們對物理理論與內容本質的認識，是學習物理過程而形成的符合物理體系、規律、邏輯和方法的結果.物理思想直接支配著物理實踐活動.而物理方法是指在某一物理活動過程中運用的方式、途徑、程序、手段或辦法.物理方法是溝通物理思想、知識和能力的橋梁，也是物理思想的具體表現.因此，人們把它們統稱為物理思想方法.

物理思想方法是從方法論的角度探索論證所形成的科學發展的物理思想，它對物理思維起到統攝、組織的作用.物理思想是物理方法的靈魂，物理方法是物理思想的表現形式和得以實現的手段；物理思想側重于物理科學的宏觀指導，物理方法側重于解決物理問題的操作過程，而物理思想方法側重于物理科學的哲學論辯.例如，從宏觀上看，有時空觀、物質觀、運動觀與守恒觀等物理思想；從微觀上看，有控制變量、等效替代、理想簡化、假設演繹等物理方法.

1.2 中學物理思想方法教育

在中學物理課程中進行思想方法教育，就是要通過中學物理課程的標準制定、教材編寫以及教學實踐等落實物理思想方法，增進學生的物理知識與技能，提高學生的科學探究能力和科學品德水平.

2 兩個觀點

2.1 物理思想方法教育是中學物理課程的重要內容

2.1.1 物理思想方法教育是課程標準的要求

按照國家基礎教育課程改革綱要(試行)的精神，教育部分別制定了初、高中物理課程標準，其中的《全日制義務教育物理課程標準(2011年版)》的課程目標中提出：“義務教育物理課程旨在提高學生的科學素養，讓學生學習終身發展必須的物理基礎知識和方法，養成良好的思維習慣，在分析問題和解決問題時嘗試運用科學知識和科學研究方法”.《普通高中物理課程標準(實驗)》的課程目標中提出：“通過物理概念和規律的學習過程，了解物理學的研究方法，認識到物理實驗、物理模型和數學工具在物理學發展過程中的作用.”由此可見，中學物理課程的目標和要求是：使學生學會物理知識與技能，領會物理思想和方法，即培養和提高中學生的科學素養.

2.1.2 物理思想方法教育是中學教育的必需

學生在物理學習過程中發現問題、分析問題和解決問題，必將產生一定的體驗和認識.在后續的學習、生活及工作中，他們雖然已經記不清具體的物理概念和規律，但物理思想方法卻仍然能指導他們，使他們善于分析問題、歸納總結、分類評價、綜合比較、概括判斷，自覺地運用內化了的物理思想方法去思考問題和解決問題.

巴甫洛夫曾說過：有了良好的思想方法，即使是沒有多大才干的人也能做出許多成就.如果思想方法不好，即使有天才的人也將一事無成.所以說，在中學物理教學中，要教給學生發現、分析和解決問題的思想方法，這是學生離開學校后學習和工作的最有力的“工具”.這也說明，在物理學習中，掌握具有普遍價值的物理思想方法，要比掌握具體的物理知識更具有長遠的意義.

2.2 物理思想方法教育是中學物理課程文化的體現

有學者指出：物理文化是由歷代物理學家在創造物理學理論的過程中，發現、創造和形成的物理思想、物理方法、物理概念、物理定律、物理語言符號、價值標準、科學精神、物理儀器設備以及約定俗成的工作方法的總和.物理教學的文化品性具體體現在知識產生的社會文化背景，以及蘊含的思想、觀念和方法等.物理學家玻恩指出：每一個現代科學家，特別是理論物理學家都深刻地意識到自己的工作是同哲學思維錯綜地交織在一起的，要是對哲學文獻沒有充分的認識，他的工作就會是無效的.在我自己的一生中，這是一個最重要的思想.

就中學物理學習過程而言，這個過程既是掌握知識和技能、學習物理思想方法、形成情感態度價值觀的過程，也是一種生命活動或文化活動過程.可以說，物理課程文化的終極目標和意義是對人的塑造，是在知識傳承、技能培養的過程中，追求人的全面發展和完善.

3 教育原則

在中學物理課程中進行物理思想方法教育，應遵循下列三個原則.

3.1 以生為本的原則

教學過程是教師和學生共同活動的過程，教師在制訂思想方法教學目標和方案時，應根據學生的實際認識水平、思維水平及理解能力，因材施教，嚴格遵循對應年齡階段學生的認知規律，不能拔苗助長.如解決相互作用的物體間受力或相對運動的物體運動時，常常要用到“隔離”的方法，盡管初中、高中都有這樣內容的習題，但是若在初中介紹這種方法，那就超出了學生的理解水平.

3.2 循序漸進的原則

思想方法的教育，應按層次展開，逐漸遞進.如控制變量方法，在初中教材中多次用到.在進行“探究影響蒸發快慢的因素”時，一般不作介紹和強調；在“探究導體電阻的大小與哪些因素有關”時，可適度介紹這一方法；在學習“歐姆定律”時，應具體講解怎樣應用這一方法；在“探究液體內部壓強與哪些因素有關”時，可讓學生自己運用這一方法來解決問題.再如比值定義法，也可按層次從隱性向顯性過渡.

3.3 內容優化的原則

中學物理課程中包含了豐富的思想方法，在有的教學內容中，各種思想方法交叉在一起，不可能在一種思想方法的教育完成以后再進行另一種，教學實踐中需要優化處理.如在“牛頓第一定律”的教學中就綜合了多種思想方法：讓小球從同一斜面的同一高度由靜止滾下——控制變量方法；平面越光滑，運動距離越大，若無摩擦小球將永遠勻速運動下去——合理外推的思想；平面無摩擦——理想化方法等.進行該定律教學時，就要適時點明理想實驗方法，初步簡介該方法的含義和重要意義，從而使學生體會理想化方法.

4 教育策略

在中學物理課程中進行物理思想方法教育，可采用如下策略.

4.1 以課程標準為基礎，“學史”教育為主

在教學實踐中，進行物理思想方法教育，要以中學物理課程標準的內容或實例為基礎，結合知識介紹一些相關的物理學史.這樣，一可以激發學生的學習興趣、產生學習物理的熱情，二可以了解物理學家發現、提出和解決物理問題的過程，逐步養成良好的物理思維品質.

物理學史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地.在物理學發展進程中，物理思想方法是在物理學各個發展階段中逐漸萌發出來，并成長為這個階段物理學最重要的、對促進和發展以后物理學認識有突出影響的主流思想以及科學的方法.這些思想和方法，既體現在物理學家對他們研究領域和研究工作的思考、理解和認識以及創造性發展的過程中，也體現在與不同學派和不同觀點的比較、切磋和爭論以及逐漸為同行所認可的過程中.因此，以“學史”為主的物理思想方法教育，內容豐富，內涵深邃.

4.2 以課標教材為載體，“顯性”教育為主

現行課標教材中的物理思想方法，大部分是顯性的，即隨著物理學家們對物理新知識的發現和研究，在教材中直接描述.少部分是隱性的，由于思想方法的復雜性而沒有直接編寫在教材中，這需要教師通過自己對教學內容的理解進行再“加工”.當然，無論是顯性的還是隱性的物理思想方法，都需要通過具體的物理學內容去揭示.

由于顯性內容比較直觀、容易理解，在進行思想方法教育時，應以顯性為主，可以在學生已經理解概念和規律的基礎上，以總結物理規律發現過程的方式，指明其中滲透的物理思想方法.也可以要求學生以課外寫作小論文的方式，查找有關文獻，梳理物理學定律中體現的物理思想方法.

4.3 以課堂教學為陣地，“感悟”教育為主

在課堂教學中進行物理思想方法教育，既有助于吸引學生學習的注意力，激發學生的求知欲望，還有助于充分調動學生進行物理學習時的外部感知和內部思維的積極性，促使學生主動學習.

研究表明，中學生在經歷一次學習活動后，往往是在不自覺中獲得一種認識和體驗.但這種認識還是處于淺層、表面的，他們所能體會到的物理思想方法還不具備廣泛的適用性和較強的遷移功能.因此，在教學中，通過知識學習進行物理學思想方法教育，就要讓學生不僅知道完整的結果，而且要追溯到結果的步驟，即引導學生反思、總結自己的學習過程，把握正確的學習方法，進而感悟物理，更要學習做人、做事的道理.

5 教育路徑

在中學物理教學中，落實物理思想方法教育，一般通過以下路徑進行.

5.1 在概念規律學習時，進行物理思想方法教育

在物理概念的建立及物理規律的形成過程中，基本上同步滲透了物理思想方法.如速度、加速度、電場強度及磁感應強度等概念的建立，都運用了比值定義的方法.在這些概念的學習中，學生感受到其中的“同中求異”和“異中求同”，認識和理解比值定義的物理方法.再如，機械能守恒定律和動量守恒定律等規律的形成過程中，都包含了守恒的物理思想.

5.2 在實驗探究時，進行物理思想方法教育

物理學的基本特點是它以實驗探究為基礎，而實驗探究的過程也是讓學生領略物理思想方法的過程.如在探究導體電阻大小與什么因素有關時，先引導學生猜想電阻的大小可能與哪些因素有關，而后通過分析猜測出：導體的電阻可能跟材料、長度、橫截面積等因素有關，再引導學生通過實驗驗證猜想.在驗證猜想時，引導學生分析要驗證電阻的大小是否跟材料有關，應控制長度、橫截面積都相同，進而選取適當器材進行實驗，最后分析實驗數據，得出結論.在這個實驗探究的過程中，體現了物理思想方法教育的兩種功能，一是實驗探究的一般方法：提出問題→猜想假設→實驗驗證→分析數據→得出結論；二是在實驗探究中，研究一個因素可能與多個其他因素有關時，經常用到控制變量的方法.

5.3 在問題解決時，進行物理思想方法教育

在學生初步掌握了某種物理思想方法后，引導學生自主地應用并像物理學家研究物理問題那樣，去“發現”和“研究”物理規律，從而更加深入地掌握這種思想方法.例如，在利用F-s圖像研究變力做功問題時，可以回顧到利用v-t圖像求位移時“無限分割”的極限思想方法.通過類比，學生可以得到F-s圖像中的“面積”可以表示變力做的功.學生在應用所學方法解決實際問題的同時，既提高了思維能力，又鞏固了所學的思想方法.

6 結語

在中學物理教學中進行思想方法教育，既是課程標準的要求，又是課標教材的內容，也符合學生的認知規律.當學生掌握了具有普遍意義的物理思想方法后，不但具有了獨立獲取知識的本領，而且具有了在生活或工作中遇到問題時，能自覺運用物理思想方法分析、解決問題.在教學的規劃和設計中，挖掘整理教學資源，遵循相關原則，按照一定策略，采取合適路徑，將會達到事半功倍的教育效果.

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