初中物理教學中進行物理學思想、方法教學的實踐探索

方耀喜

1物理學思想、方法的概述

2011年版《義務教育物理課程標準》在課程性質中明確提出：“義務教育物理課程應綜合反映人類在探索物質，相互作用和運動規律等過程中的成果.物理學不僅含有人類探索大自然的知識成果，而且含有探索者的科學思想方法，科學態度和科學精神等.”聯合國教科文組織總干事納依曼闡述道：“今天教育內容的百分之八十以上都應該是方法……方法比事實更重要”.“物理教學必須從傳統的‘學科教育’轉向‘科學教育’，應該讓學生掌握必要的科學知識，還要為他們的素質發展奠定必需的科學方法、科學能力和科學品質的基礎”.

按廣義的知識觀，物理學思想、方法屬于知識的范疇.科學知識分為：

事實性知識.包括自然科學領域的具體事實和科學技術史中的事實；

概念性知識.包括自然科學領域的基本概念、原理、規律和科學技術與社會關系的規律性知識；

程序性知識.科學研究的一般過程和具體實驗與制作技術.

程序性知識的本質是方法與步驟的運用.

物理學思想、方法是指自然界中探索物質，相互作用和運動規律等過程，反映到人的意識中，經過思維活動而產生的結果；它是對物理事實與物理理論（概念、定理、定律、公式、法則等）的本質認識.在物理教學中，是指研究物理現象、描述物理現象、實施物理實驗、總結物理規律、檢驗物理規律、分析、解決物理問題時所應用的各種手段與方法.物理思想比一般說的物理學概念具有更高的抽象和概括水平，物理概念比物理思想更具體、更豐富，物理思想比物理學概念更本質、更深刻.物理學思想、物理學方法二者密不可分.中學物理學中出現的科學方法，例如理想模型、理想實驗、控制變量、等效替代和轉換法等方法，都體現著一定的物理學思想.

2初中物理教學過程中物理學思想、方法的梳理

初中物理教學過程中蘊含的物理學思想、方法大致有：（1）觀察和實驗方法（包括觀察的方法，實驗設計、過程中的一些思想方法，實驗數據處理的程序與方法，如猜想與假設法、控制變量法、放大法、等效法、轉化法等）；（2）比較和分類方法；（3）理想化方法（構建物理模型法、理想實驗法）；（4）分析和綜合方法（包括定性分析、定量分析、因果分析、綜合等）；（5）數學方法（包括用比值定義物理量、圖象法、極值思維方法、臨界問題分析法、估算法、對稱法、比例法、數形結合法、平均值法等）；（6）分析和解決問題的具體方法（如等效替代法、近似處理方法、累積法、審題的方法、整體法、逆向思維法、符號化或抽象法等）；（7）特殊化方法、非邏輯思維等方法.

初中物理的確蘊含了豐富的物理學思想方法內容，不但方法種類多，而且有些物理學思想方法出現的頻率也相當高，這說明在初中物理教學中加強物理學思想方法教學不但具有重要意義，而且切實可行，是一個頗具開發價值的研究課題.

3滲透物理學思想方法的教學策略

在當前物理教學中，有些教師缺乏物理學思想、方法教學的意識，主要表現在制定教學目標時對具體知識、技能訓練的目標比較明確，而忽視了物理學思想、方法的教學目標；在教學過程中，往往注重了知識的結論，削弱知識形成過程中思想、方法的訓練；在知識應用過程中，又偏重于就題論題，忽視了物理學思想、方法的提煉；在小結時，注重了知識的系統的整理，忽視思想、方法的歸納提高等，致使物理教學停留在較低的層次上.

物理教學的目的不僅要求學生掌握好物理學的基礎知識和基本技能，還要求發展學生的智能，培養他們良好的個性品質和學習習慣.從根本上說，就是要全面地提高學生的素質.在實現教學目的的過程中，物理學思想、方法的教學起著極為重要的作用.它是學生形成良好認知結構的紐帶，是由知識轉化為能力的橋梁，是培養學生物理學科意識（觀念）、形成優良思維品質的關鍵.因此，加強物理學思想、方法的教學，是深化物理教學改革的突破口.

3.1在概念、規律教學中，有意識地進行物理學思想、方法的滲透

教師加強物理學思想、方法的教學，首先要有意識地從教學目標的確定、教學過程的實施、教學措施的落實等方面來體現.使每節課的教學目標和教育目的獲得和諧的統一.在備課時必須把物理學思想、方法的教學從鉆研教材內涵的層面加以挖掘，從物理學思想、方法的高度，深入鉆研分析教材.通過概念、公式、定律、原理等的教學，滲透物理學思想方法的內容.物理概念作為觀察、實驗和科學思維相結合的產物，在應用中具有定性或定量的特性，要求表述科學準確；學習時需要層層深入，全面到位，由形象到抽象使認識螺旋上升.通過創設情境，引入概念，以生活中具體情境或實例為載體，強化對物理現象的實際感受.在思維加工的過程中引導學生抓住本質特征，形成概念.鞏固深化，理解應用意義，在分析問題解決問題的過程中實現對概念的準確定位，達成認識的深度.

在構建物理概念的教學過程中使用隱性科學思想、方法，重在讓學生感受科學思想、方法，受到科學思想、方法的啟蒙和熏陶，初步體會科學探究涉及的思想、方法和策略.如在學習密度概念及密度應用等之類概念時，通過隱形滲透觀察法及科學實驗方法、步驟，讓學生在使用天平測質量、量筒測體積的同時，分析實驗數據，總結歸納，得出結論：同種物質的比值是一定的（有前提或控制條件），不同物質的比值一般不同的特征.形成密度的概念，突破重難點，達成教學目標.在初中階段由比值法定義的概念貫穿于力、聲、熱、電各個部分；在學習牛頓第一定律等知識內容時，通過隱形滲透理想化方法及物理學家探究的過程.引導學生對比亞里士多德及伽利略的觀點，引發學生積極討論、交流、碰撞，體會理想實驗、理想模型、科學推理的思想、方法在建構概念形成規律的過程中的應用.可以實現傳遞科學思想、培養嚴謹的科學態度和邏輯思維的教學目標；在概念、規律復習過程中，用顯性比較和分類的方法，通過明晰的分類，幫助學生構建、形成系統、完整的知識結構.通過比較，異中求同、同中求異，辨析相似的知識，加深理解提升能力.

3.2在解決具體問題過程中，有意識地運用物理學思想、方法

適時地對某種物理學思想、方法的關鍵點或要素進行概括、強化和揭示，對它的名稱、內容、規律和運用等有意識地適度點撥，不僅可以使學生從物理學思想、方法的高度把握知識的本質和內在規律，而且可使學生逐步體會物理學思想、方法的精神實質.學生在運用方法的過程中不斷提高分析問題、解決問題的能力.

（1）用數學方法解決物理問題.根據問題情境，結合相關知識，靈活地運用圖象法、極值思維方法、臨界問題分析法、估算法、對稱法、比例法、數形結合法和平均值法等解決物理問題.

（2）審題的方法.物理習題教學歷來是物理教學的一個重要環節.審題，是解題的第一步；審題是一個細致周密的過程.邁好這一步，就為正確求解開辟了道路，就能在卷面測試中順利解決提出的問題.因此審題的有效性是解題的基本前提和保障；審題能力也是分析問題能力的重要體現：一是認真通讀，明確題意.審題時應認真仔細，拿到一個習題，首先應從頭到尾把題目認真默讀一遍，有時甚至要讀上好幾遍.直到能把題目中意思用自己的語言講出來，在頭腦中烙下一個深刻的印象為止.對題目文字和插圖的一些關鍵之處要細微考察，有些信息，不但要從題目文字中獲得，還應從題目附圖中查找，即要多角度、無遺漏地收集題目的信息.做到明確研究對象，明確指出需要設定或要求的物理量；二是反復推敲，把握關鍵詞句.所謂反復推敲，就是讀題時對題目中的關鍵字句“咬文嚼字”，正確理解其表達的物理意義，在頭腦中形成一幅清晰的物理圖景，明確一個完整的物理過程，形成解題途徑.對于那些容易誤解的關鍵詞語，如“變化量”與“變化率”，“增加了多少”與“增加到多少”，表現極端等情況的“剛好”、“恰能”、“至多”、“至少”、“光滑”、“粗糙”、“沒動”、“勻速直線運動”、“最小”、“最大”、“最大輸出功率”、“漂浮”、“懸浮”等專業術語，應特別注意，最好在審題時作上記號，作出準確的判斷.關鍵詞句往往是解題的突破口；三是挖掘隱含條件，排除干擾因素.反復讀題、審題，從題目的字里行間挖掘出一些隱含的信息.物理試題的某些已知條件，有時以物理常數的形式在試卷的卷首列出；常常隱含在題目的文字敘述中；還有的是隱含在物理術語中.對隱性的信息進行挖掘，一方面對問題中的變化過程進行詳細的分析；另一方面把涉及到的知識與自己大腦中的知識結構進行有效對接；實現互動遷移.利用這些隱含信息，梳理解題思路和建立輔助方程.干擾信息往往與解題的必備條件混雜在一起，若不及時識別它們，就容易受騙上當誤入歧途，只有大膽地摒棄干擾信息，解題才能順利進行；四是清晰物理過程構建物理模型. 認真通讀題目及圖表，反復推敲關鍵詞句，挖掘隱含條件， 排除干擾因素，全面收集信息.通過讀、畫圖（簡圖、草圖、等效圖、圖象、圖表等）幫助理解題意，清晰物理情境.經過發散思維，克服思維定勢，嚴謹推理，尋找臨界條件，判斷多種可能，構建物理模型，列出表達式，解決物理問題.