借助物理思想与方法，提升学生思维品质

朱海燕

摘 要：培养学生良好的思维品质是高中物理的教学任务之一，通过一些实例具体分析物理思想方法的教育对学生思维品质的提升作用，力图更具体更深入地认识思想方法教育的重要性，以期进一步推进对高中物理思想方法的教学。

关键词：高中物理；物理思想方法；思维品质

培养创造性人才是当前我国教育的重要使命，素质教育、有效教学是当前高中教学教研的主旋律，要实现这些目标都离不开良好思维品质的培养。思维品质是思维活动中智力与能力在个体身上的表现，是人的思维的个性特征。思维品质的高低是思维能力强弱的标志。在传统教育理念的影响下，对物理知识的教学依然占据着高中物理教学的主阵地，思想方法方面的教学未能得到足够的重视。思想是指导行为的观念或意识，方法是思想的具体化反映，二者常统称为思想方法，物理思想方法是物理学中获取知识、解决问题所采取的各种手段或操作的总和，是物理学科的认识方法与思维体系。良好的思维品质不是生长在堆砌的物理公式原理之上，而是茁壮地成长于各个问题提出与解决的思维过程中。笛卡儿说过：“最有价值的知识是关于方法的知识。”与概念、规律相比，思想方法更具智能价值，物理教学中很大程度上决定学生知识储存和能力发挥状况的是思想与方法的教学。本文通过一些高中教学实例探讨物理思想与方法的教育对学生思维品质的提升与影响，以获得对物理思想与方法教育重要性更具体、更深入的认识。

一、诱导学生建构概念，提升思维深刻性

思维深刻性是指思维活动的抽象程度和逻辑水平，集中表现为在智力活动中善于深入地思考问题，透过现象看本质，知其然又知其所以然，抓住事物的规律，预见事物的发展进程。

高一学生刚接触高中物理就遇到质点这个较为费解的理想模型，教师若仅从定义及条件方面照本宣科，泛泛地列举一堆实例介绍，绝大部分学生学完后只是机械地记住了物理中有这样一种概念，但为什么要建立这样的概念不知所以然，对概念的认识只是浮于表面，这样对学生思维水平的提高毫无帮助。倘若我们抓住眼前的实例进行深入探讨，效果会有所不同。在已提供刻度尺等测量工具的条件下请学生定量地测量出黑板擦在黑板上移动的距离，这个问题学生刚听到会觉得很简单，但仔细一想，问题就来了，黑板擦本身有形状、有大小，怎样确定黑板擦的初始位置、终点位置，应如何处理？一件每天都能见到的小事马上给学生带来思维的撞击，用黑板擦的一个点代表黑板擦，可是用什么点呢，用不同的点测量出的数据不同怎么办，在什么情况下这些数据是相同的或这些数据的差异是否可以忽略……这一系列问题串的呈现与处理把理想模型方法中抓住主要因素忽略次要因素的研究思想平易近人地展示在学生面前，这不仅让学生对质点概念的理解得到深入，更对后面点电荷、单摆、理想气体等一系列理想模型的理解与运用点拨了思维，这对训练学生思维的深度无疑是有帮助的。等效法、比值定义法、类比法在建立概念中也很常用，学习这些方法的应用都可以帮助学生深入地理解概念并提升思维深刻性。

二、启发学生探索规律，提升思维敏捷性

思维敏捷性是指人的思维速度和效益，表现为“见微知著”，能迅速觉察出事物在发展中的趋向、端倪和征兆。

物理学的研究对象之一是物质的运动规律，在长期艰辛的探索过程中，科学家们积累了丰富的探究方法，形成物理思想与方法，它不仅揭示了已知规律的发现过程，也揭示了规律的本质与应用条件，并给探索未知的规律提供了方法与手段。在中学教学中，展示历史上物理规律的探索过程及探索方法是训练学生思维敏捷度的重要手段，巧妙的方法、精辟的思想逐渐渗入学生的脑海中生根发芽，培育出敏锐地观察现象、捕捉规律、发现新知的思维能力。伽利略斜面冲淡引力法探索自由落体规律，理想实验法克服实际阻力无法消除的实验障碍揭示运動与力的关系，开普勒归纳法、猜想与假设法发现开普勒三定律，牛顿猜想与假设法、对称法等发现万有引力定律，库仑类比法发现库仑定律，安培类比法提出分子电流假说，法拉第对称法探索磁生电，焦耳控制变量法、猜想与假设法发现焦耳定律；迈尔等科学家守恒的思想发现能量守恒定律等都是中学教材中著名的探索规律的史实，其中思想与方法的运用应做浓墨重彩的介绍，它们一定会对学生的思维带来启发，同时也带来了科学研究的兴趣与信心。还有一系列的探究课，在探究过程中指导学生应用相应的思想与方法敏锐地发现规律，通过真实的训练与体验，也必定能显著地提升学生思维的敏捷性。

三、指点学生设计实验，提升思维独创性

独创性即思维活动的创造性，思维创造性程度高的人在思维活动中不墨守成规，求异，求变，能创造性地提出异于前人或他人的新颖观点或独特创见。

物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验中包含有丰富的物理思想和科学方法，每一个实验都有它独到的设计意图，它是培养学生创造性思维能力的有效途径。物理实验并非只是让学生观察现象、记录数据、得出结论的实践活动，更重要的是让学生感受过程、体验方法。物理思想与方法通常隐身在实验过程中，它需要教师把它点化，引导学生去学习领悟。观察微小形变和卡文迪许扭称实验的放大法，探究滑动摩擦力与什么因素有关的控制变量法，探究弹簧弹力与弹簧形变量关系实验中的平衡法、图象法，验证力的合成遵守平行四边形定则实验中等效替代的思想与对比的实验方法，测量电源电动势与内阻实验中的外推法，双缝干涉测光的波长中测量条纹间距和测量油酸分子直径实验中测量油滴体积的累积法等教材中的实验思想与方法都能够给学生带来很多启示。教材中实验仪器的设计也富含物理思想与方法，适当地给学生讲解也会让学生有很多收获，如，电表设计中电流与安培力的转换法、安培力偶矩与游丝力偶矩的平衡法、游标卡尺的错位放大法、螺旋测微器的螺旋放大法等。

四、引导学生解决问题，提升思维灵活性

思维灵活性是指思维活动的灵活程度，灵活性强的人，智力方向灵活，善于从不同角度与方面全面分析、思考、解决问题。

高中物理新课程标准在课程总目标中指出应让学生能应用所学的物理知识和科学探究方法解决一些生活、生产中的问题，让学生了解物理与技术、经济和社会的互动关系，有将科学服务于社会的责任感。学生学习物理的过程也是一个不断学会解决问题的过程，只有这样才会让学生觉得学习物理是有用的、有意义的，否则只有一堆空洞的理论很难让学生有学习兴趣。在不断地解决问题过程中，人们也逐渐总结积累出很多解决问题的思想与方法，这些都值得借鉴与应用。模型法、整体法与隔离法、合成与分解的方法、守恒的思想、图象法等是高中物理中最重要、最常用的方法，逆向思维法、假设法、转换法、补偿法、微元法等会给解决特定的问题带来惊喜，这些方法的应用与学习有助于提高学生思维的广度，培养发散性思维，在解决新的问题中还可能创造性地催生出新的方法，思维灵活性的提高由此可见一斑。

五、激励学生勇于质疑，提升思维批判性

思维的批判性指思维活动中善于严格地估计信息和精细地检查思维过程的智力品质。思维批判性程度高的人善于独立思考，不容易受他人的影响和暗示，对事物能够从多角度观察、调查、审视，能大胆提出质疑或新观点。

古人云：“学贵有疑，学则须疑，疑是思之源，思是智之本。”只有学生不一味迷信书本、老师、权威，他们才会有自己的思想，才会迸发出创新的思维，铸就创造新知的能力。在教学中培养学生的批判意识和质疑精神是必要且重要的，不同的物理条件下物质运动会呈现出不同的特征与规律，唯有谨慎周全的思维习惯、质疑的眼光审视思路，才能作出客观恰当的分析与判断，可见临界法与极值法的应用可以充分训练分析者的批判性思维，提升思维的批判性品质；科学发展的过程本质就是一个质疑与批判的过程，地心说与日心说的争辩、运动与力的关系的探索、相对论对经典力学的变革、原子模型的猜想等都是教材中著名的史实。猜想与假设法是科学家常用的发现物理规律的思想方法，当传统理论与实验事实发生了冲突，逻辑推理禁锢了思维的脚步，猜想与假设法可以启发分析者批判地审视问题，从一个全新的角度思考问题也许就开辟了新的解决问题的途径。挖掘教材中的历史题材，介绍科学家应用猜想与假设法发现规律的思维过程，一定能促进学生思维批判性的提升，逐步培养学生的创造性思维。

六、指引学生整理专题，提升思维系统性

思维系统性是指思维活动的有序程度，以及整合各类不同信息的能力。系统性思维简单来说就是对事情全面思考，运用一种简化的手段来重新规划我们所掌握的知识和信息，使它们精简有序，并给我们带来整体观。系统性是客观事物的基本属性，思维的系统性是客体系统性的反映，是正确思维的前提。

理论与实践表明对于学过的知识，在没有系统地整理以前往往让人觉得零乱无序，难以记忆，且认识只能停留于粗浅的感性层面，若经过比较、分析、归纳、分类后就会让人觉得条目清楚便于记忆，且易达到较为深层的理性认识，进而快速提取应用。构建物理模型法、守恒的思想、图象法等都是解决物理问题的最常用、最重要的方法，高中物理模型有客体模型、条件模型、过程模型，守恒的思想有能量的、动量的、电荷的、质量的守恒，图象法反映物理规律，力、热、光、电……中比比皆是，抓住点、线、面是不变的法则，以这些思想方法为线索对相关知识问题进行专题归纳、整体把握，对增强学生思维的系统性，提高学生迁移运用知识及方法的能力，必定带来显著的效果。其中整体方法解题的归纳对发展学生思维系统性更具发展功能，将客体或过程的整体视为研究对象，并把相应的问题类型整合为专题，无处不体现着整体与系统的观念。

实际上任何一种思维过程都不仅仅提升了思维的某一方面品质，各方面品质往往是相互依存、相互促进的，但矛盾总有它主要与次要的方面，重点论指出只有抓住矛盾的主要方面才使问题得以解决，眉毛胡子一把抓，最终搞不清问题的真面目。本文通过高中物理各类教学中的一些实例具体分析，虽是借助思想方法的教育对学生思维某一方面品质的提升作用，但综合起来结果是更实际、更全面地认識高中阶段物理思想与方法教育对学生思维品质的影响。物理思想与方法是无数科学家经验的积累、智慧的积淀，是物理教学的精髓和灵魂，是启迪学生思维、提升学生思维品质的金钥匙，高中物理教师应在日常教学中切实加强对思想方法的教育。

参考文献：

[1]张宪魁.物理科学方法教育[M].青岛：青岛海洋大学出版社，2000.

[2]朱龙祥.物理教学思维方式[M].北京：首都师范大学出版社，2000.

[3]叶建柱，蔡志凌.物理教学中的逻辑[M].北京：科学出版社，2013.