物理思维在教学中的渗透

陈基

摘要：物理思维是建立物理理论的重要途径，它在物理科学研究中起着重要的作用，但在实际教学中往往被忽略。学生在学习物理原理的过程中以及运用物理知识解释实际问题时，经常是凭着自己的经验分析问题，物理思维在教学中不被重视，在教学过程中缺少系统、科学的培养，这是目前教学存在的一个重要问题。本文笔者深入浅出的分析了物理思维的内涵及其在科研中的重要性，并结合实际教学探讨了如何在教学中培养学生的思维能力。

关键词：物理思维；物理教学；物理科研传统的物理教学以知识为本位，注重知识的传授，片面的追求物理知识体系的完整，忽视了学生创造能力的培养和学生个性的发展，忽略了物理思维方法在学习过程中的渗透。虽然学生“学”会了一些物理基本概念和基本规律，但仍然不会用物理学的思维方法去研究解决实际问题。新的教育理念以建构主义和多元智力理论为理论基础，强调物理教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构的对象，教学情景是建构的基础，教师是学生建构过程的组织者、指导者、帮助者和促进者。学习注重过程体验，注重方法，注重物理思维能力的培养。在教师的引导下学生要由“学会”变为“会学”，要掌握探索未知客观世界的物理思维方法。那么在物理教学中如何渗透物理思维方法，这是每一个物理教育工作者所关心的问题。

一、物理思维的概念及内涵

在哲学上思维是人的大脑对客观世界的研究过程。从物理学的研究和发展来看，物理思维就是“具有意识的人脑对客观物理事物的本质属性、内部规律性及物理事物间的联系和相互关系的间接的、概括的和能动的所映。”物理事物包括物理对象，物理过程，物理现象和物理事实等。物理思维简单的理解就是由物理事物到物理概念、物理规律、物理理论的研究思考过程和物理问题的分析解决过程及对物理概念、规律的进一步抽象过程。不同的物理概念的建立采用了不同的思维形式，任何物理知识的获得它都要经过一个科学的思维过程，因为物理概念、物理事物是认知的表象，由表象到规律这就是一个思维的过程。例如，力的概念和加速度的概念的建立，由牛顿第二定律推导动量守恒定律的过程，刚体、质点、点电荷、简谐运动、理想气体等物理模型的建立，都是思维的过程。思维形式即思维的种类，按不同的分类标准，思维分为不同的形式，如果按思维的材料来分，可将物理思维分为物理抽象思维，物理形象思维和物理直觉思维三种形式。所谓思维方法是人脑对事物理性研究的具体操作过程，思维方法一般有分析与综合、归纳与演绎及类比与分类等。相同的思维形式可以是不同的思维方法。例如重力概念的建立采用的是抽象思维形式，但可采用不同的方法，可以是归纳的方法，也可以从电场力的概念进行类比而得到。

二、物理思维在物理研究中的重要性

1.科学的物理思维是建立物理理论的重要途径没有科学的思维方法，就挖掘不出客观事物的本质规律，物理学是一门理论学科，以物理概念为基石，以物理定律为核心，它是系统化了的物理知识。我们对客观事物的研究，不能停留在观察和实验的表象上，我们要更进一步揭示出在表象的背后它的本质规律是什么，揭示事物本质规律的关键就是看是否进行了科学的思维。所以没有科学的物理思维过程，就产生不出物理理论。例如，由亚里士多德的力与运动关系的质疑到伽利略理想斜面实验的提出再到牛顿定律的建立，由开普勒三定律的提出到万有引力定律的建立，以及由变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场两条假设的提出到麦克斯韦方程组的建立都经过了物理学家严密的思维过程。诺贝尔物理学奖获得者杨振宁在一次演讲中尖锐地指出：“我最近这些年常常到中国访问，发现中国大学所教的课程往往是非常之深。有所谓‘四大力学。每一个大学物理系的学生都要花很长的时间去念这4门艰深的理论课。‘四大力学是不是重要的呢？当然是重要的。没有人能否认‘四大力学是物理学的骨干。不过，物理学不单只是骨干。只有骨干的物理学是一个骷髅，不是话的。物理学需要有骨头，还需要有血、有肉，这才是活的物理。”除了知识以外，思维和方法同样重要，没有知识我们可以重新获得，沒有思维我们只能停止不前。

2.物理思维是分析和解决物理问题的重要思维方式研究物理的最终目的不是建立一些人难懂的物理理论，而是要解决实际问题，揭示自然界各种具体物质的结构，相互作用及运动规律，所以，我们还必须将物理认识进一步从抽象上升到具体，实现认识的第二次飞跃。不同的物理问题运用不同的物理规律和不同的思维方法。思维的重要性是不容忽视的，例如，爱因斯坦质能方程对裂变产生巨大核能的解释，麦克斯韦方程组对电磁波的解释，这都反映了思维颁演了重要的角色。在解决实际问题中，思维方法不当，不科学、就影响到研究结果。

3.物理思维在教学中的渗透“科技是第一生产力”，“科技的发展改变着世界”，“物理通过提供理论方法，实验手段和新型材料，推动着科学技术的进步和社会的发展。”在过去的两个世纪中，物理学的发展推动着社会的巨大变革。“几乎所有的科学技术体系中理论依据和技术手段都离不开物理学的研究成果。”物理学与人类的生产和生活息息相关，那里有科技，那里就有物理。物理研究要有科学的方法，而科学的研究方法要在科学的思维形式指导下进行。物理思维要靠物理教育来培养，物理教育不能只注重知识的传授，更应注重培养学生的科学素养。可见物理思维在物理研究中的重要性体现就要靠物理教育来实现，也就是怎样很好的将物理思维渗透于物理教学之中，重要的还是思想问题和认识问题，要认识到物理教育和物理教学有质的区别，作为一名物理教师，要用新的理念指导自己实践，在教学中要为学生创设情景，让学生在情景中学习。情景是广泛的，它包括自然现象，实际问题，物理实验，物理学史等，情景是直观的，是可感知的东西，是客观存在的。同时在教师的引导下还应确定目标，目标相当于科学研究中的猜想与假设一样，物理学习的过程相当于在情景与目标之间建一座桥，这是必需的，建怎样的桥最经济最牢固，要有方案，以及怎么去建，要有盘算的过程，这个过程就是思维。背着木板的人就材取简，借助于几块石头建了一座独木桥，扛着铁链的人他建了一座铁索桥，拉着水泥和钢材的人建了一座混凝土桥。不同的人思维方式不同，建构的资源不同，因而在教学中培养学生的思维要考虑到分层教学的思想，不能一锅煮。思维是学生在学习和解决实际问题中体验、感受出来的，而不是教师讲授出来的。以上这样的学习和思维培养过程大家并不莫生，就是建构主义学习理论指导下的探究学习，所以探究学习能实现学生物理思维能力的培养。教学中不能因培养思维而教学，物理思维的培养要渗透于教学之中，在培养学生的物理思维时要注意从以下几个方面做起。

（1）将科学的思维过程渗透于教学之中就物理学的发展来看，物理思维主要遵循：提出问题、猜想假设，搜寻证据、立论解释的程序。对一个物理理论的学习，教师首先要通过一切手段给学生创设真实的情景，在情景中提出问题，对问题进行分析，提出合理假设，而后再用逻辑或物理实验再进行证实。

（2）培养学生求实的学习态度和独立思考的学习习惯科学要有求实的态度，要有为真理而献身的精神，科研的过程就是寻找证据的过程。当提出问题以后，教师要引导学生寻找解决问题的思路，当遇到困难时，要鼓励学生认真思考，从多个角度，多种方法去攻破难关，且不可投机取巧。

（3）培养学生从复杂情景中获取信息和物理建模的能力来自于自然界的问题是复杂的，而且影响问题的因素也是多方面的，但有些是主要的，有些是次要的，教师要引导学生对影响问提的因素进行认真分析、归纳，从中提取有用的因素进行简化和纯化，建立物理模型，进行研究。

（4）鼓励学生大胆想象，提倡学生敢于发表见解，相互争辩在教学中，依据学生已有的材料和知识对要解决的问题做出符合一定物理理论的推测性想象，鼓励学生发表自己的见解，这样能培养学生的创新思维，提倡学生争辩，能培养学生思维敏捷，快速决策。

总之，学生思维的培养是一个长期的过程，同一个物理问题的解决可能采用不同的思维方法，思维的培养要在具体的问题解决过程中进行渗秀，让学生进行体会，且不可在课堂上“讲思维”，让学生课后“背思维”，因为思维是内在的东西。参考文献：

[1] 田世民、胡平著：《物理思维论》，广西教育出版社，1996

[2] 孙可平、邓小丽著：《理科教育展望》，华东师范大学出版社，2002

[3] 朱宏雄：《物理教育展望》，华东师范大学出版社，2002

[4] 朱慕菊：《走进新课程》，北京师范大学出版社，2003（作者单位：甘肃庆城县陇东中学745100）endprint