物理學科應如何培養學生的思維能力

崔志剛

摘要： 物理學科的研究，以自然界物質的結構和最普遍的運動形式為內容。把握好物理模型的思維是學生學習物理的難點之一。在教學中必須注意不斷地引導并培養學生發現新問題、解決新問題的敏銳能力，以及勤于鉆研、善于探究的思維品質。要求學生及時地轉變自己的思維方向，轉換思維的方式。

關鍵詞： 物理模型發散思維求異思維品質思維的轉換思維方式

物理概念的建立，以及規律的發現、概括，都需要學生思維的加工。與一般的思維過程相比較，其思維又有獨特性。對這種獨特性的準確了解和把握，對提高物理教學的針對性和靈活性有很大的幫助。

1.建立典型的模型

首先需要抓住其主要的特征，而舍去那些次要的因素，形成一種經過抽象概括了的理想化的“典型”，在此基礎上去研究“典型”，以發現其中的規律性，建立新的概念。模型化物理學科的研究，以自然界物質的結構和最普遍的運動形式為內容。這種以模型概括復雜事物的方法是對復雜事物的合理簡化。而抽象概括和簡化的過程，也正是人腦對事物的思維加工過程。

物理學科的研究，模型就是一種概括的反映，就是概念，亦即是一種思維的形式。把握好物理模型的思維，是學生學習物理的困難所在之一。所謂物理模型，就是人們為了研究物理問題的方便和探討事物的本質而對研究對象所作的一種簡化的描述或模型。由于物理學研究自然界中物質最基本、最普遍的規律，以及物質和結構的相互作用，幾乎每一個具體問題都要涉及許多因素。因此，在中學物理教學中，模型占有重要的地位。在物理教學中，首先要引導學生步入模型這個思維的大門，適應并掌握這種思維形式，具備掌握物理模型的思維能力。

2.培養學生的發散思維

任何一門學科，其內容都不會是孤立的存在，不可避免地會與其他學科有或多或少的聯系。在本學科內，一個物理問題的提出、解決，其后所牽涉的問題，可能有許多個環節，問題的解決所經歷的思維過程，往往需要分為幾個過程、階段或幾個方面、步驟。須經歷分析、綜合的相互轉換，往復循環，逐級上升。本文稱此特點為物理思維的多級性。

一般說，物理思維的特性，亦包括了模型的轉換。無疑，這種思維的多級性，要求更高的思維能力，這是對于思維能力培養的一次推進。而對于步入新階段學習的學生來說，是一個新的水平，也是對思維惰性的一個沖擊。從開設物理課開始，必須注意不斷地引導并培養學生發現新問題、解決新問題的敏銳能力，以及勤于鉆研、深于追究的思維品質。

3.注重學生的求異思維品質

多向性許多物理問題的解決，并不只有一種辦法。同一個問題，從不同的方面出發，用不同的方法，都可以得到同一個結果。還有一些問題則不同，并不只有一個結果存在，需要作全面分析。而解決這類問題所經歷的思維過程必須是開放性的，而且在思考中必須靈活地進行分析和綜合的轉換，全面地把握問題，細心地權衡哪些思維是有利的，哪些思維是正確的。這種特點，被稱為發散思維或求異思維。

4.培養學生在物理方面思維的轉換

物理研究對象的轉換、物理模型的轉換、物理模型和數學模型的轉換等是常見的。思維的轉換是物理思維的又一個特點。它要求個體及時地更換自己的思維方向，轉換思維的方式，改變語言表達方式，以更簡捷、有效的方式進行分析、綜合。

思維的轉換，既是物理思維的特點，又是學生學習物理甚覺困難的又一所在。

思維的轉換，是思維靈活性的體現，在物理教學中，需要有意識地培養這種品質。

物理問題的表達方式也是多種多樣的。例如表述物理規律，可以用文字敘述，也可以用公式表示，還可以借助于畫圖像。有些問題還可以用各種圖示。概念的表述，亦有類似的方式。物理教學，就需培養學生選擇表述方式的意識，使學生學會并掌握物理語言，形成準確地運用適當的語言思考、論述物理問題的習慣和能力。

５.在物理研究中幾種常見的思維方式

（１）假設與驗證。物理研究對象的轉換、物理模型的轉換、物理模型和數學模型的轉換等是常見的為著解決某一問題的思維。所必須經歷的步驟，一般分如下四步，即發現問題、認清問題、提出假設、驗證假設、得出結論。而其中的假設與驗證是思維過程的中心環節或關鍵環節。在解決有多種可能的問題時，結論與假設有關的，必須加以驗證。驗證假設的思維是人的認識深化的過程。驗證的方法，可以是間接的方法，即推理的方法，也可以是直接的檢查，即知覺的方法。但無論以怎樣的方法來進行驗證，都能直接地培養學生思維的廣闊性和深刻性。

（２）等效思維。等效方法的運用，是物理思維的又一個特點。所謂等效，即效果相同。例如矢量的合成分解、等效電路等屬之，都是簡化復雜問題的方法。把復雜的對象等效作為一個模型，以便能夠應用已有的知識去處理。這種等效處理的方法本身就是一種思維。

（３）實踐性。物理知識的另一個特點是它與實踐緊密聯系。許多知識是實踐觀察的總結。就其來源于實踐而又應用于實踐這一點講，物理知識是非常具體的、通俗的。而就其概括實踐來講，無論是初級經驗的概括，還是高級科學的概括，都很抽象。既具體又抽象的特點，要求解決物理問題的思維，必須具有相應的特點。

因而，在物理教學中，必須時刻注意聯系實際，以期培養學生具有既能作抽象的概括，又能具體地應用、聯系實際的思維品質。一些論述需要作抽象的概括，而另一些論述則必須考慮到現實狀況，作聯系實際的思考。脫離實際必然導致思維的謬誤。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.全日制義務教育物理課程標準.

［2］義務教育課程標準實驗教科書（滬科版）.

［3］張大昌.從物理課程看科學探究.