理論與實踐相結合的教學對學生思維和實踐能力的培養

摘要：縱觀初高中物理可知，力、熱、光、聲、電、原子物理在初高中教材中均有提到，但是在初中物理中這些知識都是停留在感知的層面上，初中的物理知識致力于讓學生感知物理的現象，至于這些物理現象和定理、定律是怎么發現的以及整個研究過程是無法在初中教材中獲得的，學生思維能力、實踐能力的培養更是捉襟見肘了。那要如何在物理教學中培養學生思維能力和實踐能力呢？高中物理信息量明顯多于初中，其能力目標也有明顯的區分，高中物理不僅要知其然更要知其所以然，更加重視物理現象、定律和定理的過程研究。因此，在高中物理教學中不僅要教好學生學好知識的同時還要讓學生學好怎么學，把教學重點放在學生思維能力和實踐能力的培養上，教學相長與實踐是檢驗和發展真理的理念放在教育教學的重要位置上，這是我們的工作重點。

關鍵詞：思維能力 實踐能力 知行合一 模型化教學

縱觀初高中物理可知，力、熱、光、聲、電、原子物理在初高中教材中均有提到，但是在初中物理中這些知識都是停留在感知的層面上，初中的物理知識致力于讓學生感知物理的現象，教材以大量的圖形和跟生活很貼近的文字，讓學生形成對物理的感性認知，至于這些物理現象和定理、定律是怎么發現的，以及整個研究過程是無法在初中教材中獲得的，學生的思維能力、實踐能力的培養更是捉襟見肘了。那要如何在物理教學中培養學生思維能力和實踐能力呢？我們首先來看看高中物理教材，高中物理信息量明顯多于初中，其能力目標也有明顯的區分，高中物理不僅要知其然更要知其所以然，更加重視物理現象、定律和定理的過程研究。因此在高中物理教學中不僅要教好學生學好知識的同時還要讓學生學好怎么學，把教學重點放在學生思維能力和實踐能力的培養上，教學相長與實踐是檢驗和發展真理的理念放在教育教學的重要位置上是我們的工作重點。

教育學提出，知行合一是教育學的重心，知乃傳授學生予課本物理的理論知識，形成學生的感性認知。行乃培養學生將知識理論應用于解決問題，使學生形成分析問題解決問題的能力，更進一步能提出問題的能力。在知行合一中的教學重點又趨向于能力的培養。能力是又主要體現在實踐中解決問題，實踐不能盲目地，毫無依據地行動，古語說的好三思而后，思要有理有據，行要有方式方法。因此在物理教學中我們不僅要著力培養學生的智，更要發展學生的能，智能的有機結合形成智力。智力的核心是思維能力，而思維的核心形態是抽象邏輯思維，行是體現學生的實踐能力以及在實踐中培養創新能力。

物理學科的研究，以自然界物質的形態、結構和最普遍的運動形式為內容。對于那些紛繁復雜事物發展的研究，首先，需要抓住其主要特征及個性，而舍去那些次要因素影響，形成一種經過抽象概括的理想化的“典型”，在此基礎上去研究“典型”，以發現其中的規律性，建立新的物理概念。這種以模型概括復雜事物的方法，是對復雜事物的合理簡化。其次，是將物理過程模型化。其一，是創設合理的簡化的物理情景模型；其二，是將描述物理的參量關系數學圖像化、再次培養學生對物理問題的敏感度。

在物理教學中，充分把握好物理模型的思維，是學生學習物理的有效方法之一。然而，在物理教學中，模型占有重要的地位，模型的構建依賴于物理情景的建立。物理教師應引導學生先是物理情景的設想而后步入模型思維的大門，再進入事物的發展分析（物理過程分析），適應并掌握這種思維形式是提高學生對物理模型的思維能力比較好的途徑。

提高學生的思維能力和實踐能力是高中物理教師教學過程中的重點和難點。如何提高學生的這些能力呢？

一、構建物理模型

回顧物理學發展史，我們可以發現物理概念和規律，都是由于科學家們根據前人的理論基礎經過大膽的猜想構思，構建出科學的、合理的理想化的物理模型，并通過一定的實驗檢驗或實踐論證，物理模型與事實基礎很好吻合的前堤下獲得的，而我們的教學能盡最大可能的再現前人的猜想和實驗。

比如，可以在課堂中構建伽里略讓小球從彎曲的斜槽上自由下落，提出問題讓學生思考：小球將要上升的高度？實踐證明無法上升到原來的高度；讓學生分析為什么？引導學生要讓小球達到原有的高度該怎么辦？提出假設當斜槽理想光滑時，這個問題就解決了，小球就可沿另端斜槽上升到初始高度。再提出將另一端斜槽傾角減小會出現什么現象？如果另端斜槽末端趨向于水平，小球無法達到初始高度將會出現什么樣的情況？如果末端光滑水平了，小球將會是咋樣的狀況呢？學生會自然而然猜到小球要一直運動下去，永不停止。這樣的物理情景再現，學生能從理想的模型中自然而然形成牛頓第一運動定律的理解，才能更好地理解慣性和慣性定律。進一步從物體的所處的狀態引申物體的受力情況，不難得出物體等效不受力的作用。然而，課堂中設置的實驗并未能達到真正的理想光滑的物理場景，從中引導學生分析原因順其思路得到力與運動的本質性的關系。又如，構建用鐵粉放在磁體周圍的物理模型研究磁體周圍空間性質，實驗現象形象化了磁體周圍的客觀物質的分布狀況，鐵粉的分布顯示了磁棒周圍的磁力線形狀，從而建立了磁感線的概念。因此，合理的、理想化的物理模型的教學，是有利于學生從直觀的物理現象中形成感性認識，教師加以合理的引導和分析，可以使學生從感性認識上升到理性的認識，從形象的思維上升的理性的邏輯思維。

在高中教材中，我們熟悉的理想化模型還有如質點、彈簧振子、單擺、點電荷、點光源、薄透鏡、狹縫、薄膜，等等。正是引入了這些忽略次要因素的理想化物理模型，才使許多復雜的現實問題，通過模型化處理能夠比較順利地解決抽象的物理問題。物理模型教學不僅培養學生的感性認識而且增加了學生學習物理的樂趣，如果離開了物理模型，不僅增大了物理研究過程的難度，而且對物理學科的深入發展必然會障礙重重。

二、構建數學圖像

將物理參量巧妙運用數學圖象，采用數形結合的途徑，能更好直觀地描述物理量之間的關系、形象展示物理規律，更有利將復雜的物理過程形象化。結合圖象，學生也能夠較容易地理解物理過程，發現物理規律，找到解決問題的捷徑，解決繁雜物理問題。比如在物理教學中，v-t圖是常用的數學圖象。但一般，我們往往是將它應用在勻速或者勻變速直線運動中，利用斜率求加速度大小，利用“面積”求位移大小，還可以利用v-t圖象解決追及、相遇等問題。然而，拓展v-t圖的應用范圍，還可以應用于非勻變速運動過程，利用圖線說明加速度不斷變化的運動規律。又如力做功的教學中也能巧妙利用F-S圖像理解功的問題，F-S圖像中的圖線與坐標軸構成的面積即力的做功，F-S數學圖像不僅可以解決恒力做功而且可以解決變力做功。因此，數學圖像在物理教學中的重點在于分析清楚坐標軸、坐標點、圖線、坐標軸與圖線構成的面、截距、斜率的物理意義。

利用圖象法不僅可以培養學生數學綜合能力，還可以挖掘學生的探究能力以及物理現象的外延結論等，提高了學生的思維能力和實際解決問題的能力。同時還可以激發學生的探究欲望和創新精神，也可以使學生體驗成功的快樂，增強學習物理積極性和應用物理的能力。

在物理教學中，教師通過物理參量的數學圖像化將抽象的物理問題簡單化、模型化，盡量用學生可以直觀觀察和想象的事例和圖標來說明問題，重視物理模型和圖象教學，教會學生化繁為簡，充分利用物理模型畫出物理圖形和物理數學圖像。因此，物理教師要深入研究教材，擬定教法，以適合學生心理水平和現有的知識水平，有效應用物理模型和物理數學圖像促使學生積極思考和主動思維，從而創造條件，促進學生從感性思維上升至抽象的邏輯思維，進一步發展學生的實踐能力。

三、實踐能力的培養

思維能力的培養和創新精神的培養，其共同目的都在于使學生有一定的實踐能力，否則我們培養的學生就是“高分低能”。蘇霍姆林斯基說過：“兒童的智慧在他們的手指尖上”。中學生也不例外。因此，在物理教學中要注重對學生實踐能力的培養。學生通過動手操作實踐，獲得感性經驗，既能幫助學生理解知識，又可以調動積極情感，培養自主創新學習能力。

學生實踐能力的培養，首先應調動學生主動參與教學活動的積極性。學習是一個動力轉化的過程，特別是物理課的教學，絕不是單純的學生聽老師講，學生只有在教師正確的領導下主動參與教學過程并且親自實踐，才能在理解的基礎上建構起自己的知識體系，并發揮自己的聰明才智，從而逐步形成自己的實踐能力，如通過《恒定電流》和《傳感器》的學習后，我讓學生親自動手組裝由電池構成的簡單照明，和玩具電動機的組裝、開關控制電路，實踐開關怎么連接可以在不同地點控制同一盞小燈泡（家里臥室的雙向控制開關）。使他們掌握了電路設計、電路討論、認識簡單的家用電路設計；認識日常生活中的傳感器的應用，如手機屏幕傳感器、電子秤、機器人，等等。這不僅增加了學生的學習興趣，更是達到了學以致用的目的。

實踐能力的培養，除了要讓學生主動參與以外，更主要的是指導并幫助學生養成科學的實踐方法，既不能隨心所欲，又不能簡單應付。對于一些實驗和實習，要求學生要像科學家一樣，自行設計方案進行實驗或實習，對于實驗、實習的過程，要細致的觀察，認真的記錄，仔細的研究、積極思考進而得出自己的結論。這樣，才能逐步培養學生的科學態度、方法和實踐的能力。

實踐能力的培養，還應鼓勵學生走出課堂，在生活實際中來觀察、研究、思考，并以此來鞏固加深對原本知識的理解。注意用課本上的知識來解決生活中的問題。比如，用反射原理制作潛望鏡、小孔成像制作簡易照相機、電磁理論制作金屬探測器、萊頓瓶、自制閃關燈等等。這些活動對于學生熟練操作技能，發揮創造個性和培養實踐能力都具有重要的意義

總之，物理教學，必須從本學科的特點出發，以辯證和唯物觀點為指導，以心理學理論為依據，理論與實踐相結合教學，對學生的思維能力和實踐能力培養是教學的重要途徑，也是物理教師教學的重中之重。

參考文獻：

[1]馮源.素質、教育目的與素質教育.教育探索，2000，（09）.

[2]高中物理教材教法.