思想啟迪智慧的多維視角

學科知識、思想方法和能力是物理教學的三大要素，而思想方法則是物理教學的精髓和靈魂，誰把握住了這一精髓和靈魂，誰就能舉重若輕地組織教學；否則，就只能被迫陷入物理知識的汪洋大海之中，總有講不完的知識和練不完的習題。而物理教學的根本目的是豐富學生的智慧，使學生變得更聰明、更睿智。

赫拉克利特說過，“智慧只在于一件事，就是認識那善于駕馭一切的思想”。就學習而言，學生的智慧集中體現在對物理思想方法的深刻領悟和自覺運用上，可以說領悟與運用物理思想方法的過程就是學生智慧生長的過程。本文以《勻變速直線運動的位移與時間的關系》的教學為例談談用物理思想啟迪智慧教學的多維視角。

維度1 教學目標——凸顯物理思想方法

“進一步提高學生的科學素養，滿足全體學生的終身發展需求”是高中物理課程的培養目標。科學素養是學生在接受科學知識的過程中所形成的適應社會發展和人類自身完善所需要的基本品質和能力。科學思想是科學素養的內涵，科學素養是科學思想的外在體現。物理中的思想方法不僅是科學素養的要素之一，而且與知識、技能相結合成為培養物理能力、提高科學品質的基礎。

在教學目標設計中要將思想方法置于物理教學的中心地位，以實現教學內容“量”的壓縮和“質”的精選，提升學生的學習質量。通過學生對物理思想方法的學習和掌握，真正理解和把握物理的整體結構與深層結構，提升學生的物理核心能力、問題解決能力和探究性學習能力，最大限度地促進學生創造性思維和物理綜合素養的發展。

基于上述思考，我將這節內容的教學目標設計為：（1）通過數與形的分析、轉化，知道v-t圖象與時間軸所圍的面積表示位移，并能用“面積”推導出勻變速直線運動的位移公式；（2）經歷勻變速直線運動位移規律的探究過程，領悟數形結合、極限與估算等思想方法在物理學習中的作用；（3）通過實例訓練掌握勻變速直線運動位移公式；（4）通過圖形的變化，體驗探究成功的樂趣，在探究中增長智慧。

維度2 教學內容——挖掘物理思想方法

豐富的物理學思想有著眾多的表現形式，蘊含著豐富的方法：分析、綜合、比較是最基本的方法，抽象、歸納、演繹是最重要的方法，類比、等效、守恒、對稱是最常用的方法。這些方法滲透在物理學的每一個具體研究過程中，融合在每一個物理概念、定律、公式的建立過程中，因此在講授物理概念、定律時，要深入挖掘其中蘊含的物理思想方法，講清它們的來源、思路、建立過程、建立方法及物理意義，還要關注各概念、定律、定理之間的內在聯系和面臨的新的問題，有意識地引導學生去研究、思考，提高應用物理思想方法的意識和能力。

本課圍繞著數形轉化這條主線展開教學，從勻速直線運動的位移公式入手，通過其速度圖象中的“面積”表示位移，初步認識數（公式）與形（圖象）結合的思想，并把這種思想（以形助數）遷移到勻變速直線運動中的位移研究中去，師生共同分析、論證得到勻變速直線運動速度圖象的“面積”也表示其位移，進而通過面積的計算導出位移公式，通過對圖形（梯形）的變化推導，訓練學生的思維，開啟學生的智慧。教學流程見圖1。把數形結合思想、估算思想、微分和極限思想等充分挖掘出來，滲透在教學內容之中。通過這種融方法論和物理思想發現于具體物理內容教學之中的講解分析，學生不僅深化了對概念定律的理解，而且自覺地接受了物理思想的熏陶和研究方法的訓練。

維度3 教學情境——蘊含物理思想方法

學生心智的覺醒往往在一剎那間，轉瞬即逝，所以，學生智慧的生成，就需要教師的智慧啟迪。即用一棵樹搖動另一棵樹，用一片云推動另一片云。智慧的教師能夠給學生創設生動的情境和寬松的氛圍，激發興趣，激活學生思維，讓學生敢想、敢問、敢爭論。

物理與生活聯系緊密，物理思想方法是物理學家在探索大自然的過程中千辛萬苦得到的思考精華，它們起源于人類生活方方面面的需要，但是在許多地方又高于生活，因此，生活本身就是重要、最熟悉的物理情境，牛頓從蘋果落地引發了靈感，聯想到地球吸引物體的無形的力量可以推廣到無限廣闊的空間；愛因斯坦從做自由落體的人的感覺出發找到等效原理等等。

教師要充分利用學生周邊的生活資源創設情境，讓學生在生動具體的情境中學習物理，體驗和理解物理，感受到物理思想能夠指導人們解決物理學發展過程中不斷出現的新課題和在生活中遇到的實際物理問題。物理思想形成過程所蘊含的這種創新精神，使它能夠啟發和培養學生的科學素養。調動起每個學生參與學習的活力，達到和諧的思維共振和情感共鳴，激發學生智慧的生長，促進學生的發展。

從表面上看是利用圖形變化的情境求解面積，實則是訓練學生的思維，學生收獲的不僅僅是一組公式，更重要的是智慧得到了提升。

維度4 學習過程——體驗物理思想方法

感悟主要借助感知，感知的形成要依賴于學生的親61b7ce5a931681505fa0870279cb98b1身體驗，依靠平時積累。學生有了一定的感性經驗，就可以通過自己的感受、體會、揣摩而有所感悟，因此，教師在教學過程中要讓學生提問題，讓學生經歷過程，讓學生發現規律，讓學生總結方法。不能過早地將具體的知識抽象化，感性的知識理性化，使學生匆匆跨過感性階段而步入理性的殿堂，有的知識講得越多，學生越不明白，而應主要讓學生自悟自得，悟出其中的道理，悟出其中的思想方法，生成智慧。

對于勻變速直線運動，v-t圖象的圖線與時間軸所圍的面積是否也可以表示相應的位移呢？我們從教材中的“思考與討論”來展開：

現有一小車運動時通過紙帶記錄下的0，1，2，…5幾個位置的速度如下表。請用最簡便的方法估算實驗中小車從位置0到位置5的位移。

引導學生嘗試估算（如何估算？為什么這么估算？），可能會出現的答案：

x=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1=0.438（m）

x′=0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1+1.62×0.1=0.562（m）

兩種估算情況比較抽象，學生難以建立估算的模型，我通過v-t圖象（示意圖）將它們直觀地呈現出來，如圖3所示。

通過對v-t圖象的分析討論，學生將明晰估算的道理：變速運動的時間均分——分割過程，達到化變為恒，即很小的時間間隔內視為勻速直線運動，這樣就可用對應的v-t圖象中的小矩形面積表示，將各個矩形面積加起來就是勻變速運動的位移的估算值，將時間間隔分得越細，估算就越精確。進而悟出當時間間隔無限小時，估算值就是精確值了，即梯形面積表示勻變速直線運動的位移。

高中物理中蘊含的思想方法很多，教學過程中要讓學生經歷：走近方法——物理方法的感知階段，走進方法——學生形成物理方法的過程，走出方法——學生應用物理方法的過程。感知方法的過程是形成方法的基礎，有了反復又深刻的感知才能夠很好地形成方法與應用，再到學生自主生成科學方法，達到走出方法的最高境界。當然，某種物理方法的形成，需要經歷反復感知、不斷的體驗和領悟，在體驗中生長智慧。

維度5 教學方法——歸納物理思想方法

物理思想方法是滲透在物理內容之中的，教學中要結合方法論和物理學史，揭示知識發生的細節，再現知識發生的過程，呈現前人的創新案例，采用知識發現法去教學，要克服將知識“大餐”端上來而不講烹飪方法的傾向，不斷給學生以點點滴滴的啟迪，塑造學生嚴密的思維方法，完成學生思維活動的升華，教師要重視思想方法的實時點撥、歸納總同一個問題往往有不同的解決方法，為確定解題結果是否正確，可用不同方法求解來檢驗。實踐告訴學生用圖象法、平均速度法求解往往比較簡便快捷。學生只有把所學到的物理方法加以具體的應用，去發現問題、研究問題、解決問題，才能加深對物理方法的理解和掌握，同時能對基礎知識進一步深化鞏固，能靈活運用物理規律和會用、活用物理思想方法。在思想方法的應用中領悟，在領悟中升華智慧。

基于物理思想方法的智慧啟迪是實施智慧教學、生長學生智慧的重要內容和有效策略，它更需要用教師的智慧去挖掘，去創造性地應用，去點燃學生智慧的火花，真正為學生的智慧生長而教，實現物理教學的價值追求。

（作者系江蘇省特級教師、教授級高級教師、南京市中華中學教師）