物理思維在教學中的滲透

陳基

摘要：物理思維是建立物理理論的重要途徑，它在物理科學研究中起著重要的作用，但在實際教學中往往被忽略。學生在學習物理原理的過程中以及運用物理知識解釋實際問題時，經常是憑著自己的經驗分析問題，物理思維在教學中不被重視，在教學過程中缺少系統、科學的培養，這是目前教學存在的一個重要問題。本文筆者深入淺出的分析了物理思維的內涵及其在科研中的重要性，并結合實際教學探討了如何在教學中培養學生的思維能力。

關鍵詞：物理思維；物理教學；物理科研傳統的物理教學以知識為本位，注重知識的傳授，片面的追求物理知識體系的完整，忽視了學生創造能力的培養和學生個性的發展，忽略了物理思維方法在學習過程中的滲透。雖然學生“學”會了一些物理基本概念和基本規律，但仍然不會用物理學的思維方法去研究解決實際問題。新的教育理念以建構主義和多元智力理論為理論基礎，強調物理教材所提供的知識不再是教師傳授的內容，而是學生主動建構的對象，教學情景是建構的基礎，教師是學生建構過程的組織者、指導者、幫助者和促進者。學習注重過程體驗，注重方法，注重物理思維能力的培養。在教師的引導下學生要由“學會”變為“會學”，要掌握探索未知客觀世界的物理思維方法。那么在物理教學中如何滲透物理思維方法，這是每一個物理教育工作者所關心的問題。

一、物理思維的概念及內涵

在哲學上思維是人的大腦對客觀世界的研究過程。從物理學的研究和發展來看，物理思維就是“具有意識的人腦對客觀物理事物的本質屬性、內部規律性及物理事物間的聯系和相互關系的間接的、概括的和能動的所映。”物理事物包括物理對象，物理過程，物理現象和物理事實等。物理思維簡單的理解就是由物理事物到物理概念、物理規律、物理理論的研究思考過程和物理問題的分析解決過程及對物理概念、規律的進一步抽象過程。不同的物理概念的建立采用了不同的思維形式，任何物理知識的獲得它都要經過一個科學的思維過程，因為物理概念、物理事物是認知的表象，由表象到規律這就是一個思維的過程。例如，力的概念和加速度的概念的建立，由牛頓第二定律推導動量守恒定律的過程，剛體、質點、點電荷、簡諧運動、理想氣體等物理模型的建立，都是思維的過程。思維形式即思維的種類，按不同的分類標準，思維分為不同的形式，如果按思維的材料來分，可將物理思維分為物理抽象思維，物理形象思維和物理直覺思維三種形式。所謂思維方法是人腦對事物理性研究的具體操作過程，思維方法一般有分析與綜合、歸納與演繹及類比與分類等。相同的思維形式可以是不同的思維方法。例如重力概念的建立采用的是抽象思維形式，但可采用不同的方法，可以是歸納的方法，也可以從電場力的概念進行類比而得到。

二、物理思維在物理研究中的重要性

1.科學的物理思維是建立物理理論的重要途徑沒有科學的思維方法，就挖掘不出客觀事物的本質規律，物理學是一門理論學科，以物理概念為基石，以物理定律為核心，它是系統化了的物理知識。我們對客觀事物的研究，不能停留在觀察和實驗的表象上，我們要更進一步揭示出在表象的背后它的本質規律是什么，揭示事物本質規律的關鍵就是看是否進行了科學的思維。所以沒有科學的物理思維過程，就產生不出物理理論。例如，由亞里士多德的力與運動關系的質疑到伽利略理想斜面實驗的提出再到牛頓定律的建立，由開普勒三定律的提出到萬有引力定律的建立，以及由變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場兩條假設的提出到麥克斯韋方程組的建立都經過了物理學家嚴密的思維過程。諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧在一次演講中尖銳地指出：“我最近這些年常常到中國訪問，發現中國大學所教的課程往往是非常之深。有所謂‘四大力學。每一個大學物理系的學生都要花很長的時間去念這4門艱深的理論課。‘四大力學是不是重要的呢？當然是重要的。沒有人能否認‘四大力學是物理學的骨干。不過，物理學不單只是骨干。只有骨干的物理學是一個骷髏，不是話的。物理學需要有骨頭，還需要有血、有肉，這才是活的物理。”除了知識以外，思維和方法同樣重要，沒有知識我們可以重新獲得，沒有思維我們只能停止不前。

2.物理思維是分析和解決物理問題的重要思維方式研究物理的最終目的不是建立一些人難懂的物理理論，而是要解決實際問題，揭示自然界各種具體物質的結構，相互作用及運動規律，所以，我們還必須將物理認識進一步從抽象上升到具體，實現認識的第二次飛躍。不同的物理問題運用不同的物理規律和不同的思維方法。思維的重要性是不容忽視的，例如，愛因斯坦質能方程對裂變產生巨大核能的解釋，麥克斯韋方程組對電磁波的解釋，這都反映了思維頒演了重要的角色。在解決實際問題中，思維方法不當，不科學、就影響到研究結果。

3.物理思維在教學中的滲透“科技是第一生產力”，“科技的發展改變著世界”，“物理通過提供理論方法，實驗手段和新型材料，推動著科學技術的進步和社會的發展。”在過去的兩個世紀中，物理學的發展推動著社會的巨大變革。“幾乎所有的科學技術體系中理論依據和技術手段都離不開物理學的研究成果。”物理學與人類的生產和生活息息相關，那里有科技，那里就有物理。物理研究要有科學的方法，而科學的研究方法要在科學的思維形式指導下進行。物理思維要靠物理教育來培養，物理教育不能只注重知識的傳授，更應注重培養學生的科學素養。可見物理思維在物理研究中的重要性體現就要靠物理教育來實現，也就是怎樣很好的將物理思維滲透于物理教學之中，重要的還是思想問題和認識問題，要認識到物理教育和物理教學有質的區別，作為一名物理教師，要用新的理念指導自己實踐，在教學中要為學生創設情景，讓學生在情景中學習。情景是廣泛的，它包括自然現象，實際問題，物理實驗，物理學史等，情景是直觀的，是可感知的東西，是客觀存在的。同時在教師的引導下還應確定目標，目標相當于科學研究中的猜想與假設一樣，物理學習的過程相當于在情景與目標之間建一座橋，這是必需的，建怎樣的橋最經濟最牢固，要有方案，以及怎么去建，要有盤算的過程，這個過程就是思維。背著木板的人就材取簡，借助于幾塊石頭建了一座獨木橋，扛著鐵鏈的人他建了一座鐵索橋，拉著水泥和鋼材的人建了一座混凝土橋。不同的人思維方式不同，建構的資源不同，因而在教學中培養學生的思維要考慮到分層教學的思想，不能一鍋煮。思維是學生在學習和解決實際問題中體驗、感受出來的，而不是教師講授出來的。以上這樣的學習和思維培養過程大家并不莫生，就是建構主義學習理論指導下的探究學習，所以探究學習能實現學生物理思維能力的培養。教學中不能因培養思維而教學，物理思維的培養要滲透于教學之中，在培養學生的物理思維時要注意從以下幾個方面做起。

（1）將科學的思維過程滲透于教學之中就物理學的發展來看，物理思維主要遵循：提出問題、猜想假設，搜尋證據、立論解釋的程序。對一個物理理論的學習，教師首先要通過一切手段給學生創設真實的情景，在情景中提出問題，對問題進行分析，提出合理假設，而后再用邏輯或物理實驗再進行證實。

（2）培養學生求實的學習態度和獨立思考的學習習慣科學要有求實的態度，要有為真理而獻身的精神，科研的過程就是尋找證據的過程。當提出問題以后，教師要引導學生尋找解決問題的思路，當遇到困難時，要鼓勵學生認真思考，從多個角度，多種方法去攻破難關，且不可投機取巧。

（3）培養學生從復雜情景中獲取信息和物理建模的能力來自于自然界的問題是復雜的，而且影響問題的因素也是多方面的，但有些是主要的，有些是次要的，教師要引導學生對影響問提的因素進行認真分析、歸納，從中提取有用的因素進行簡化和純化，建立物理模型，進行研究。

（4）鼓勵學生大膽想象，提倡學生敢于發表見解，相互爭辯在教學中，依據學生已有的材料和知識對要解決的問題做出符合一定物理理論的推測性想象，鼓勵學生發表自己的見解，這樣能培養學生的創新思維，提倡學生爭辯，能培養學生思維敏捷，快速決策。

總之，學生思維的培養是一個長期的過程，同一個物理問題的解決可能采用不同的思維方法，思維的培養要在具體的問題解決過程中進行滲秀，讓學生進行體會，且不可在課堂上“講思維”，讓學生課后“背思維”，因為思維是內在的東西。參考文獻：

[1] 田世民、胡平著：《物理思維論》，廣西教育出版社，1996

[2] 孫可平、鄧小麗著：《理科教育展望》，華東師范大學出版社，2002

[3] 朱宏雄：《物理教育展望》，華東師范大學出版社，2002

[4] 朱慕菊：《走進新課程》，北京師范大學出版社，2003（作者單位：甘肅慶城縣隴東中學745100）endprint