中学物理教学中科学思维的培养

张彦博

【摘要】中学物理教学中教师如何发掘教材内涵，将科学思维创新意识贯穿于教学活动之中是教学难点。本文根据多年教学实践，结合物理学科特点和相关内容，从三个方面物理规律的普遍性和特殊性，量变到质变思维的转换和明辨规律内部的对立和统一的思考进行阐述，以期对培养学生的科学思维，形成科学方法提供参考作用。与常规教育有机地、和谐地融为一体，反过来再用这种思维方法指导物理的研究和学习。

【关键词】中学 物理教学 科学思维 培养

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）06-0083-01

加强素质教育和创新教育，是当今教育的重点，也是世界教育改革的关键所在，其核心是对思维方法的培养[1]。各学科应结合本学科特点、内容，把创新意识、思维方法的培养有机的寓于具体的教学过程当中，而如何将其与常规教育有机地、和谐地融为一体是教学难点。本文结合教学实践，对中学物理教学中教师如何发掘教材内涵，将创新意识、思维方法贯穿于教学活动中，谈点自己的认识，以对中学物理教学提供参考意见[2]。

一、掌握规律的普遍性，抓住规律的特殊性

在研究物体运动的规律时，其规律与表征运动规律的物理量存在普遍性和特殊性规律。例如在振动和简谐运动规律教学中，由于它是机械运动的一种形式，可以指导学生掌握用描述一般运动的几个物理量像位移、速度、加速度、受力等分析简谐运动的规律，但仅这样描述还不够，由于它表现出来周期性新的特征，根据新特征，及时引导学生理解回复力、周期、频率和振幅等特殊物理量来描述，这样更加恰当、全面、简便；又如学习交流电时，可以把直流电中的一些概念和规律用于描述交流电，但由于交流电有自己的特征，为此在描述时引出周期、频率、相位、有效值等新的物理量，交流电路中的元件除电阻外，还有电感和电容等新元件，其电路也有新的规律性东西。这样在学习物理过程的许多地方，都可以从认识规律的共同特征方面入手，再进一步认识它的不同特征。

从思维方法论看，由于规律的普遍性原理揭示了事物发展的普遍原因和根据，它给我们指出了科学地观察事物和解决问题的总方向，由于规律特殊性在解决某一问题时要抓它的主要方面，以解决某一问题多样性的特征，这给出了研究和解决物理问题的基本方法；例如，翻开物理书，就有质点、点电荷、简谐运动等模型，这些模型就是将实际物体、实际过程等在某种条件下的近似和抽象，这是规律的主要方面，是认识上的飞跃，是一种基本方法。这里重要的是通过这种方法，使学生自觉的想象、推理、抽象，潜移默化地培养普遍性的思维方法。

二、应用量变到质变规律的思维，找准质变点

物态变化、物质运动中的临界状态就是物理现象的质变点。教学中，找准这些质变点，就能进一步理解其规律。如力学中，竖直上抛运动、自由落体运动的过程。（最高点为质变点），弹簧在外力作用下发生永久形态的过程（弹性限度为质变点），物态变化过程（熔点、凝固点、沸点就是质变点）；地球表面附近发射人造卫星，速度变化与轨道变化中（第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度是质变点）。光学中，光的直线传播与衍射（l≤λ，l为障碍物大小，λ为波长，就是质变点）；反射、折射到全反射（i=C，C为临界角，是质变点，）；透镜成像时从缩小到放大，从倒立到正立，从实像到虚像（u=2f，u=f是质变点）。电学中，相距一定距离的两个带有相反电荷的物体间电势差达到一定值时引起放电现象的过程（击穿电压为质变点）等；找质变点的过程是科学思维也是创新思维的过程，就是认识事物时，量变到质变的过程，是认识物理现象和学习物理的过程。通过发掘教材中的例证，指导学生找准临界状态，找准质变点，并进一步认识到任何事物变化总是从量变开始，量变到一定程度自然会引起质变，出现新的规律，从而使学生更加明白，知识积累与科学创造理应如此，人的点滴行为与正确的人生观的形成也是如此，从而悟出做人的道理。

从思维方法论看：量变到质变、演绎法是创造性思维方法。譬如在较短时间里，“以恒代变”，像瞬时速度的定义法；在较小范围内，“以直代曲”，像曲线运动时重力做功的求法；从真实现象到无限逼近的方法，像伽利略的理想实验，像牛顿发射卫星的思路等都采用这种思维方法。这是研究和解决物理问题，学习物理知识及处理物理问题的一种方法，也是科学发明的一种有效途径。

三、理解对立统一规律，分析规律内部的对立性

自然界中运动的发展是基于其内部固有的矛盾性。同样创新思维也是规律斗争的结果。在每一个物理现象中，找出其物理过程的内部规律，分析矛盾双方的地位、作用和变化，就可以清楚的认识该过程的发展变化。例如，用细绳系一小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，小球具有一定的速度，小球力图沿其速度方向（切线方向）做匀速直线运动，这是内因和根据，而小球受到绳子拉力是外因和条件，某一瞬间如果绳子断裂，则这种平衡被破坏，作离心运动最后在新的速度和轨道上达到新的平衡。在分子引力和斥力，物态变化，电磁场理论，电磁感应现象，楞次定律，能量转化与守恒等许多重要内容上，都发现和印证了规律的双方互相依存，并在一定条件下各自向自己相反的方向转化。众所周知的牛顿第一定律和第二定律的核心，是深刻阐明了惯性（质量）、力和加速度三者间的辩证关系：一方面，由于物体间的相互作用迫使物体的运动状态改变，另一方面，由于物体的惯性要保持原有运动状态不变，这对矛盾规律既相互对立又相互依存，斗争结果共同决定了物体运动状态的改变，及决定了物体产生的加速度。教学中应该有意识地通过这些具体事例，解释有关物理现象和过程中各个对立面的相互作用，从而使学生认识水平不断地提高；认识到事物内部的矛盾的对立性是事物运动、变化、发展的源泉。物理创新思维正是这种现象和过程的发展与变化的对立面相互作用的结果[3]。

中学物理教学中就应不断发掘教材内涵，不失时机培养创新意识思维方法，从而使学生形成正确世界观，建立正确的方法论，反过来促使新的物理知识的学习，达到一石二鸟的目的。

参考文献：

[1]费建光.浅谈高中物理教学如何培养创新能力[J].黑龙江科技信息，2009，22：139.

[2]陈晓军.浅谈高中物理实验教学与创新能力培养[J].物理教学探讨，2013，7：4-6.

[3]毛澤东著《矛盾论》《实践论》.

[4]蔡卫东著《原因与结果》。2011年中国华侨出版社.