思考

周志宏

摘 要：物理课堂教学不只是让学生学习知识，更是要引导学生进行思考，学习用物理方法来分析和解决问题，以此提高学生的物理素养。基于认知心理原理的教学策略，为提高学生思维的品质、提升物理课堂的教学价值奠定了基础。

关键词：中学物理；教学；思考；认知；方法

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）9-0001-3

物理课堂教学与其他学科的教学一样，必须以学生的发展为中心，以关注学生的学习为导向。但是，在新课程的教学实践中，很多教师发现，穷尽很多教学方式（例如，小组合作、科学探究、讨论、自学法等），最终却效果不佳。有时候课堂表面上看起来轰轰烈烈，可是课堂的教学目标却没有达到，实际教学效果并不好，甚至失去了物理课堂教学的价值。究其原因，这样的课堂教学存在共同的问题：教学过程只满足知识的浅层学习，学生缺少有价值的思考，特别是缺少深层次的思考，从而导致学生难以维持学习兴趣，让课堂教学沦于低效。因此，在物理课堂教学中要引导学生进行思考，学习用物理方法分析和解决问题，以此提高学生的物理素养。提高思维的品质成为体现物理课堂教学价值的关键。

1 以激发兴趣，启动学生思考

思考源于人对意向信息的加工，是对信息进行的推演。物理学科的思考就是应用物理知识和方法解释所观察到的现象、解决所面对的问题的思维活动。根据认知心理学的观点，人是愿意思考但又不善于思考，尤其是与人的记忆能力、观察能力和运动能力相比，思考是缓慢、费力的，并具有不确定性。但同时人类又具有很强的好奇心，并乐于为此进行思考。只是好奇心虽然是天生的，可是它是很脆弱的，需要精心的呵护和不断的激励。因此，在物理课堂教学中激发并保持学生的学习兴趣是引导学生进行深层思考的第一步。

在物理课堂教学中可以用生产生活、演示实验甚至是游戏让学生因好奇而产生疑问来激发他们的学习兴趣。只是在激发的过程中要时刻注意从问题的解决出发来引导学生学习物理知识并体验过程与方法，而不能只停留在表面的惊叹，因为表面的惊叹既不能让学生的学习兴趣持久也无助于教学目标的达成。例如，在玻璃瓶吞蛋的演示实验中，如果只是在实验结束后简单地告诉学生这是证明大气压存在的例子，那么这种由惊奇引起的探究热情就不会持续很久，但如果我们能引导学生分析：纸片在瓶内燃烧，热空气膨胀，燃烧结束后，温度降低，空气收缩，瓶内大气压强小于外界大气压，瓶外的大气压将瓶口的熟鸡蛋压入瓶内。这样分析既能将好奇转为探究的动力，又能让学生体验分析问题的过程，感受解决问题的愉悦，这充分体现了新课程的三维课程目标。

既然思考具有缓慢、费力和不确定性三个特点，那么什么时候学生才愿意思考呢？认知心理学和教学实践都告诉我们，只有当学生知道问题的解决能够带来愉悦，他们才喜欢思考。好奇可以让学生追求新的问题和新的观点，但同时他们又会分析这会让他们付出多少代价。在没有外界压力的情况下，如果要付出的代价太多或太少，他们都可能停止努力。这一分析对我们物理教学的启示就是，物理教学目标必须定位在学生的最近发展区，让学生解决的问题的难度要适中，因为对于太难的问题学生会放弃，太容易的问题又会让学生感到无聊，而失去进一步学习的动力。

2 以认知规律，引领学生思考

在物理教学中为了将学生的思考引向深层次，我们应该认识到学生对物理的认知能力是有限的，应尽可能地用学生在以往的学习经历中贮备的知识来解决问题。在确保问题能够得到解决的情况下，设置一些具有挑战性的认知任务。在教学设计中，首先从课堂的教学目标开始，明确课堂的中心问题，将中心问题分解成问题串；其次，要考虑如何提出问题、提出问题的时机，以及学生对问题的思考会不会给他们带来负面影响；最后，要尽量让设计的问题既能吸引学生参与又具有一定难度同时还要顾及学生的认知限制，尽可能地让问题的内容与学生相关，使问题变得有趣，学生这样才有解决问题的意愿。在教学中，应注意留出足够的时间和空间让学生体验解决物理问题的过程，拓展所学的物理知识。如果在教学中只是被动地让学生接受问题的答案对提升学生的物理素养是没有帮助的，甚至对知识的记忆也是事倍功半的。

例如，在“牛顿运动定律”教学中有一道经典的习题：公路上行驶的两汽车之间保持一定的安全距离，当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m，设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度。

这是一道很好的物理习题，因为习题的内容是学生很感兴趣的，虽然对第一次接触此类题目的学生来说难度有点大，但是我们可以用问题串使问题既具有挑战又能被学生解决。

问题1：汽车在这个过程中的运动情况是怎么样的？

答：在反应时间内做匀速直线运动，然后做匀减速直线运动。

问题2：刹车后，汽车在干燥路面做匀变速直线运动的加速度是多少？

3 以物理方法，提升学生思考水平

物理方法既是人们研究科学问题的方法，也是在物理课堂教学中学生学习物理所常用的方法，同时还是提高学生思维品质很好的方法。物理教学中若想培养学生的理解能力、推理能力、分析综合能力，那必须先提高学生的思考水平。课堂教学不应把物理知识、原理当作定论或结果进行传授，而是需要引导学生深入思考，在基于理解的基础上学习，并尝试运用物理方法提升学生的推理能力和分析综合能力。让学生运用各种物理方法学习，既是新课程对提高学生物理素养的要求，也是提高学习效率的必由之路。中学物理教学常用到控制变量法、类比法、理想模型法等物理方法，这些既是一些物理学常用的研究方法，也是一些提高学生思考水平、增进核心素养行之有效的方法。

“类比法”可以启发思路，提供线索，指明学习的方向。认知科学告诉我们，人们对新事物的理解，往往需要原有知识和方法作为支撑。在学习物理新概念时，如果能用运用类比法，可以加深学生对新概念的认识，为后续的拓展应用打好基础。类比法是人们认识客观事物的一种常用的思维方法。它是依据两个研究对象之间存在相似的性质，推测出它们在其他方面也可能具有类似的属性的一种推理方法，是一种从特殊到特殊的推理方法。例如，在学习电压时，用水压类比；在学习磁场的性质时，用电场的性质类比。

“控制变量法”为学生认识事物的变化规律提供了一种方法，那就是如何化繁为简，如何由整体到局部，再由局部回归整体的研究方法。为了研究某个事物的变化规律，由于影响其变化的因素可能很多，我们把其中的一个或几个因素控制起来保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系，这就是大多初中物理实验都用到的控制变量法。例如，探究电流与电压、电阻的关系，压强与压力、受力面积的关系以及影响摩擦力大小的因素等。

“理想模型法”是物理研究中创造性思维的基本方法之一。影响物理现象的因素往往复杂多变，研究时可以根据实际情况采用忽略某些次要因素，引用理想状态的办法，以突出现象的本质因素，便于深入研究，从而取得符合实际情况的近似结果，或者将具体物体用抽象的物理模型表示，这就是理想模型法。它通过设立理想的模型，将客观事实进行抽象，然后通过思维的想象，把研究对象的现实运动过程简化和升华为一种理想化状态，开拓了研究思路和方法。物理规律是从大量的物理现象中抽象、概括、总结出来的，其重要的思维方法就是理想化方法。例如，光滑表面、轻质杆、轻质弹簧、质点、点电荷、理想气体等。

学习物理方法不是为了记住方法的浅层学习，而是对物理知识的理解和物理方法的感悟的深度学习。它是一个将新的物理知识和方法还原为原有的学习经验，再通过理解、体验、探究与反思使学生自己完成对知识的逻辑要素与方法意义的系统转化。为了让物理课堂教学不只是再现简单知识，而应使教学具有发展性，具有教育价值，我们应该把握三个教学策略：一是问题导向，引导学生学习和感悟物理知识所涵含的问题解决的途径；二是理解反思，以理解为教学原点，认识物理知识所表征的物理本质与规律，并通过反思提升学生的推理能力和分析综合能力；三是回归拓展，在理解的基础上将物理学习回归到学生的经验与现实，引导学生体验与思考，并尝试在新情景下实现迁移与拓展，促进学生物理素养的不断提高。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准： 实验[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]教育部考试中心.高考理科试题分析[M].北京：高等教育出版社， 2014.

（栏目编辑 廖伯琴）