摘 要：物理是一門(mén)與日常生活息息相關(guān)的學(xué)科，學(xué)生從中學(xué)開(kāi)始接觸物理學(xué)科直到大學(xué)。但是大學(xué)物理與中學(xué)物理的學(xué)習(xí)存在很大不同，許多學(xué)生都不能很順利地學(xué)好大學(xué)物理，這主要是由于物理思維方式獨(dú)特，個(gè)體之間存在差異。當(dāng)學(xué)生習(xí)慣了中學(xué)物理的思維方式以后，如何在學(xué)習(xí)大學(xué)物理的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的物理思維是大學(xué)物理課程中很重要的一個(gè)方面。本文就從課堂討論出發(fā)，結(jié)合實(shí)例談?wù)勁囵B(yǎng)學(xué)生大學(xué)物理思維需要注意的幾個(gè)方面。

上新學(xué)期大學(xué)物理第一節(jié)課的時(shí)候，我向?qū)W生提出一個(gè)問(wèn)題：為什么不同高度的汽車(chē)，它的車(chē)前窗玻璃的傾斜度不同？比如小轎車(chē)的車(chē)窗玻璃傾斜度很大，而卡車(chē)和公交車(chē)這類(lèi)車(chē)的車(chē)窗玻璃幾乎和地面是垂直的。學(xué)生聽(tīng)到這個(gè)問(wèn)題，最直接的反應(yīng)就是認(rèn)為這樣可以減少阻力，或者是增加室內(nèi)空間，等等。

我聽(tīng)后并沒(méi)有對(duì)學(xué)生的回答做出評(píng)判，而是繼續(xù)提示學(xué)生這是一道物理題，并且這個(gè)知識(shí)點(diǎn)又是學(xué)生已經(jīng)在中學(xué)時(shí)候?qū)W過(guò)的。這個(gè)時(shí)候，班里的學(xué)生議論紛紛，但仍得不出正確結(jié)論。

這時(shí)，我再給學(xué)生提示：提到車(chē)窗，它跟物理知識(shí)中的哪部分知識(shí)相關(guān)？當(dāng)然是光學(xué)。光學(xué)很重要的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)就是成像。提示到這里，有的學(xué)生已經(jīng)說(shuō)出正確答案了：不同傾斜度的車(chē)窗玻璃，使地面上的人和物體所成的像不會(huì)影響到司機(jī)的視線。這個(gè)時(shí)候?qū)W生才恍然大悟。

從上文中的問(wèn)題不難看出，大學(xué)生在剛接觸大學(xué)物理時(shí)，思考問(wèn)題時(shí)沿用的仍然是中學(xué)物理思維。碰到一個(gè)問(wèn)題，總想直接得到答案，或者是直接采用計(jì)算的方法，而往往忽略了對(duì)問(wèn)題的分析過(guò)程。這樣反而使本來(lái)很簡(jiǎn)單的一個(gè)問(wèn)題變得很復(fù)雜。對(duì)一些大學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們?nèi)狈Φ木褪俏锢硭季S：物理學(xué)中的科學(xué)思維。

卓越的思維能力作為創(chuàng)新人才的重要特征，處于人的智能結(jié)構(gòu)的核心地位。因此培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、完善學(xué)生的思維品質(zhì)始終是物理教育中落實(shí)素質(zhì)教育的最重要的任務(wù)之一。

中學(xué)階段，由于面臨升學(xué)壓力，學(xué)生以做題為主，每天的任務(wù)就是通過(guò)大量習(xí)題練習(xí)掌握知識(shí)點(diǎn)，熟練掌握每個(gè)公式和定理，著眼于掌握傳授的已有知識(shí)，并不會(huì)花更多心思去思考其中的科學(xué)聯(lián)系。

而大學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中，則更多的是將物理與現(xiàn)代科學(xué)、前沿技術(shù)以及生活實(shí)例結(jié)合在一起，要求學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維去思考物理問(wèn)題。

如何行之有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維是擺在所有大學(xué)物理教師面前的一道難題。[1]

一、分析實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生掌握物理思維的過(guò)程

物理思維即物理學(xué)中的科學(xué)思維，物是物質(zhì)；理是道理，即規(guī)律和本質(zhì)。物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)及相互作用的一門(mén)學(xué)科，它的研究對(duì)象具有客觀性，不以人的意志而轉(zhuǎn)移。[2]

所謂物理思維，首先是對(duì)客觀現(xiàn)象或是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀認(rèn)識(shí)，然后透過(guò)現(xiàn)象分析原理，對(duì)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，從而把感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，揭露和還原事物的本質(zhì)。從而形成正確的理論認(rèn)知。

要在平時(shí)的講解過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生掌握物理思維的過(guò)程，即提出問(wèn)題—觀察和實(shí)驗(yàn)—捕獲信息—立論解釋。

比如在學(xué)了靜電感應(yīng)以后，提問(wèn)關(guān)于避雷針的原理。首先提出上述問(wèn)題，其次通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察靜電感應(yīng)現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到，當(dāng)產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，如果導(dǎo)體上某處的曲率半徑很小，那么在該處就會(huì)聚集大量的感應(yīng)電荷，達(dá)到一定程度的時(shí)候就會(huì)擊穿空氣，使空氣電離，變成導(dǎo)體。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的上述信息去分析避雷針的原理就是一個(gè)很簡(jiǎn)單的問(wèn)題：當(dāng)帶電云層靠近建筑物的時(shí)候，感應(yīng)電荷主要集中于避雷針上。達(dá)到一定程度的時(shí)候，避雷針和帶電云層中間的空氣被擊穿，空氣被電離變?yōu)閷?dǎo)體，帶電云層中的大量電荷就通過(guò)避雷針而被導(dǎo)入地下，從而保護(hù)建筑物的安全。

在解決問(wèn)題的過(guò)程中，要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成這樣一個(gè)思維習(xí)慣：學(xué)會(huì)通過(guò)已有的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)來(lái)分析同類(lèi)物理現(xiàn)象，而不再是拿到一個(gè)問(wèn)題就憑直覺(jué)來(lái)判斷；或者解決一個(gè)問(wèn)題只是會(huì)這一個(gè)問(wèn)題而已，要做到能融會(huì)貫通，從而走出應(yīng)試教育的誤區(qū)。

二、因材施教，找到合適的切入點(diǎn)

由于大學(xué)物理是基礎(chǔ)課，每學(xué)期所帶班級(jí)的專業(yè)不同，那么在引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題的過(guò)程中就要做到因材施教，根據(jù)學(xué)生不同的專業(yè)背景，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)課來(lái)舉例和實(shí)驗(yàn)。

比如，面對(duì)工科學(xué)生和農(nóng)科學(xué)生時(shí)就要選擇不同的模型。農(nóng)科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理時(shí)，熱學(xué)中會(huì)涉及干熱風(fēng)等影響到小麥種植的因素，由此知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生建立大氣隔熱模型，分析干熱風(fēng)產(chǎn)生的原因，以及如何有效利用干熱風(fēng)等問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題就同時(shí)涉及物理和氣象學(xué)知識(shí)，而氣象學(xué)恰恰也是學(xué)生的專業(yè)課之一。

通過(guò)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的講解，一方面，使學(xué)生對(duì)物理和自己所學(xué)專業(yè)之間的緊密關(guān)系有新的認(rèn)識(shí)，以加深學(xué)生對(duì)專業(yè)課知識(shí)和物理知識(shí)的理解；另一方面，這本身又是生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，可增強(qiáng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理思維。

三、理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)思維的獨(dú)創(chuàng)性

思維的獨(dú)創(chuàng)性表現(xiàn)為思路開(kāi)闊、靈活、新奇、獨(dú)特，有豐富的想象力，善于聯(lián)想，長(zhǎng)于類(lèi)比；在心理上還表現(xiàn)為有強(qiáng)烈的創(chuàng)造愿望。[3]

關(guān)注當(dāng)前的前沿科技是激發(fā)創(chuàng)造力的一個(gè)有效途徑，比如關(guān)注每年的諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者的最新成果以及最新的一些科學(xué)動(dòng)態(tài)等。

學(xué)生都知道物質(zhì)由分子原子組成，而有沒(méi)有更小的粒子呢？有的學(xué)生知道夸克，有的則答不上來(lái)。事實(shí)上，比分子原子更小的粒子還有很多，其中希格斯-玻色子，它被認(rèn)為是質(zhì)量的起源和物質(zhì)的最小單位，由此使物理學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，解決了物理學(xué)一個(gè)最本質(zhì)的問(wèn)題。而這也正是歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上演微縮版的“宇宙大爆炸”這個(gè)規(guī)模最大的科學(xué)計(jì)劃的本意。

通過(guò)講解該計(jì)劃的目的和讓學(xué)生自己查找資料，能使學(xué)生對(duì)宇宙起源和我們所處的物質(zhì)世界有新的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，還要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注每年的諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)咚龅难芯考捌湟饬x，對(duì)最前沿的技術(shù)有所了解。

另一方面，要引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際生活中，而不只是局限于課本上。用物理原理來(lái)分析解決實(shí)際問(wèn)題，才能夠讓學(xué)生培養(yǎng)真正的物理思維。

比如影視劇中常提到的隱形問(wèn)題，而中學(xué)物理中其實(shí)就提到了光的直線傳播以及光路是可逆的等理論，由此可得出結(jié)論：隱形即意味著“失明”。也就是說(shuō)當(dāng)別人看不到你的時(shí)候，其實(shí)他是看不到光線，從而使學(xué)生對(duì)光學(xué)有更直觀的認(rèn)識(shí)。

又如太陽(yáng)光下我們看到的彩色肥皂泡和油污表面的彩色條紋涉及光的本質(zhì)，即光的波粒二象性。而對(duì)學(xué)生經(jīng)常玩的熒光棒以及常見(jiàn)的霓虹燈發(fā)光機(jī)理的分析，能使學(xué)生更清楚了解發(fā)光機(jī)理的分類(lèi)。[4]

四、加強(qiáng)課堂討論，培養(yǎng)思維的敏捷性和靈活性

很多時(shí)候，由于年齡和閱歷的原因，很多學(xué)生往往有很重的是非觀，并且很容易受到他人想法的左右，對(duì)事物現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)往往停留在表面而忽略其本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。為此，作為物理教師，要在課堂上引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，可以在課堂上設(shè)置一些社會(huì)熱點(diǎn)事件的討論。通過(guò)課堂上同學(xué)之間對(duì)一些社會(huì)事件的討論，聽(tīng)取其他人的看法，吸收更多的見(jiàn)解，能夠改變學(xué)生傳統(tǒng)的思維模式，逐漸形成發(fā)散思維。

對(duì)待同一事件從不同的角度，追根溯源，尋求本質(zhì)和解決問(wèn)題的方法。比如曾引起廣泛爭(zhēng)議的“扶老人”事件。引導(dǎo)學(xué)生分別從求救人者、撞人者和老人的角度出發(fā)，分析各方做法的原因。通過(guò)這個(gè)討論，學(xué)生對(duì)相關(guān)事件的認(rèn)識(shí)都有了根本性的變化，看待問(wèn)題不再是片面的、孤立的，而是會(huì)從多角度和立體去看待問(wèn)題，克服心理定勢(shì)，而不再是本能地從最直觀的角度，或者是單純用對(duì)或錯(cuò)來(lái)思考問(wèn)題。[5]

通過(guò)這樣類(lèi)似的訓(xùn)練和培養(yǎng)，學(xué)生在考慮物理問(wèn)題時(shí)才能學(xué)會(huì)從多角度看待客觀事物和了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，才更有可能發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，才能在生活和科研中運(yùn)用物理原理，以解決實(shí)際問(wèn)題。

五、把握實(shí)質(zhì)，將新問(wèn)題變成老問(wèn)題

培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，很重要的一個(gè)方面就是要讓學(xué)生在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的時(shí)候，要善于抓住問(wèn)題的本質(zhì)，將看似未知的物理知識(shí)和已知的物理知識(shí)相結(jié)合，找到解決問(wèn)題的方法。在學(xué)習(xí)大學(xué)物理的過(guò)程中，很多學(xué)生反映知識(shí)點(diǎn)太碎太多，這就是學(xué)生沒(méi)有找到這些知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系。

教師需要培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)際生活中歸納和總結(jié)問(wèn)題的能力，找出問(wèn)題的本質(zhì)所在，然后根據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行推理，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和生活現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)歸納和總結(jié)，從而得出正確的結(jié)論。即把握問(wèn)題實(shí)質(zhì)，將新問(wèn)題變成老問(wèn)題。

比如現(xiàn)在我們經(jīng)常看到的很多辦公室用的玻璃都是從外面看不到里面，但從里面可以看到外面；與此相類(lèi)似的就是電視電影中經(jīng)常看到的審訊室從里面看不到外面，但從外面可以看到里面。那么實(shí)際上這兩種情況的原理都是一樣的，即光學(xué)部分提到的增反膜和增透膜的原理。

六、結(jié)語(yǔ)

物理思維是在研究和解決物理問(wèn)題以及學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中逐步形成和得到發(fā)展的，并在這個(gè)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)，直接影響工作學(xué)習(xí)效率。大學(xué)物理作為一門(mén)基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)和思維方式的培養(yǎng)有很大影響。在學(xué)習(xí)和生活中，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，不僅對(duì)學(xué)生現(xiàn)在的學(xué)習(xí)有所幫助，更能夠幫助學(xué)生走向社會(huì)以后，在工作和生活中有效地解決實(shí)際問(wèn)題，形成自己的獨(dú)特見(jiàn)解。

參考文獻(xiàn)：

[1]王小萍，韓 寧，杜宏義.物理教學(xué)中應(yīng)用問(wèn)題解決提高學(xué)生物理思維能力的研究[J].北京教育教學(xué)研究，2008，（6）：31-33.

[2]王持坤.提高物理思維有效性的方法研究[J].甘肅科技縱橫，2008， （4）.

[3]陸桂鳳.系統(tǒng)科學(xué)與物理思維創(chuàng)造力的培養(yǎng)[J].南寧師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2008，25（3）：128-129.

[4]王 莉，樊柏村，楊 艷.淺談在大學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理思維——以光的干涉和衍射為例[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，（4）：69-70.

[5]王福新，李 紅.論物理思維的基本方法培養(yǎng)[J].河南教育學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，16（2）：71-74.