從零開始培養物理思維

俞道永

中學如何把零散的知識系統化，把學生所具備的科學知識和中學物理有機地結合起來？也就是我們應該怎么樣做，才能從一開始學習物理就同時培養學生的物理思維？初二開始學習物理，應該怎么樣做從一開始學習物理，就培養學生正確的物理思維？初中的物理和小學的科學課程有著密切的關系.小學科學教程所涉及的物理內容是非常全面的，基本涵蓋了力、熱、聲、光、電、磁各部分，應該說為初中的物理學習奠定了良好的認知基礎，在小學的過程中孩子們對于現象、物理原理、物理規律等已經有了初步的認識，所以說，初中生的物理學習是帶著好奇心與求知欲開始的.因此在初中的物理教學過程中，我們要非常小心地呵護這種好奇心，維持這種求知欲，畢竟興趣是最好的老師.科學知識都是通過感性的認識向學生展示的，是在日常的生活中看得到或者接觸得到的感性素材，初中階段，課程內容的深度增加了，概念更具體、邏輯更嚴密，小學與初中物理教學的銜接就顯得尤為重要.如何把這些零散的知識系統化，把學生所具備的科學知識和中學物理有機地結合起來？如何從一開始學習物理就同時培養學生的物理思維，這是物理教師關注的熱點話題.

思維是人腦加工信息得出科學結論的心智活動過程，一般說來，它包括若干個環節，形成連貫的思維操作序列或程序.對于簡單的物理思維活動，其智力構成僅對應于一個思維元素；對于復雜的思維活動，其智力構成需要用幾個思維元素的組合來表示.物理教學中思維訓練的任務，就是根據智力結構模型，在學生的大腦中塑造思維元素集合，形成完整的物理信息處理系統.在一定的領域內，思維活動中操作的程度是相對固定的，或者說遵循著某種格式，如同電腦解決問題時遵循軟件規定的運算程序一般.這種程序化的思維格式，即思維模式.思維模式是較具體的東西，它跟知識內容緊密地聯系在一起，屬于最基本的物理思維能力.

1讓學生學會質疑，激發學生思維動機

動機是人們“因需要而產生的一種心理反映”，它是人們行為活動的內動力.因此，激發學生思維的動機，是培養其思維能力的關鍵因素.教師對學生思維動機的激發必須保證自身在教學中的主導作用，根據學生心理特點，教師有意識地挖掘教材中的知識因素，從學生自身生活需要出發，使其明確知識的價值，從而產生思維的動機.

2重視問題設計，培養學生的思維能力

著名科學家亞里斯多德曾經指出：思維從問題和驚訝開始.課堂教學中的物理問題一方面來自教材，另一方面來源于學生，但大部分需要教師的再加工——“問題”的設計.課堂上教師提出問題的角度、層次和要求直接影響著學生思維能力的培養的程度.因此，物理教學，必須根據學生的認知水平、教材內容、課型要求等設計不同問題，從多方面培養學生的思維能力.

2.1設計比較型問題，培養學生的求同思維能力

人類認識事物是從區分事物開始的，而要區分事物，首先要進行比較，有比較才能有鑒別.求同思維就是將已知的各種材料進行比較、歸納、總結，得出規律性的知識，尋求問題的同一答案.從求同思維能力的形成過程及其規律來看，比較型問題對于培養學生的求同思維能力很有幫助.比如，速度表示運動的快慢、功率表示做功的快慢，兩者之間有什么內在的聯系？這樣的題目進行類比可以使學生的思維得到訓練.這是因為解比較型問題的過程正是要求學生從彼此相關的大量具體材料中抽象出規律性結論的過程，從各種材料中尋求共同特點的過程.因此，設計一些比較型的問題，能夠培養學生的求同思維能力.

2.2設計開放型問題，培養學生的求異思維能力

徐利治教授曾指出：“詳細說來，任何一位科學家的創造力，可用如下公式來估計：創造能力=知識量×求異思維能力”.由此可見，在培養學生求同思維能力的同時，不要忽視培養學生的求異思維能力.在物理教學過程中，教師應鼓勵學生敢于設想，追求創新，并且注意引導學生變換思維角度，這樣既能激發學生的思考熱情，又能使他們思路開闊，處于一種主動探索的狀態.比如一個鐵球的質量是81 g，體積為15 m3，用什么樣的方法可以判斷出這個鐵球是實心還是空心的？這樣的題目就可以從鐵球的密度、實心的體積、實心的質量等多個角度去判斷.教學過程中，教師除有計劃有目的地設計一些一題多解、一題多變、一題多用型問題進行全方位多層次探索外，還應注意收集信息，積累資料，以便于設計一些開放型問題，通過尋求問題的結論或條件或某種規律，來開放學生的求異思維，培養學生的創新精神.

2.3設計互逆型問題，培養學生的逆向思維能力

在講解每一節內容時，教師除了讓學生進行一定程度的正向思維訓練外，還應不失時機地設計逆向型問題，培養學生逆向思維能力，教會學生從一個問題的相反思路去思考，或者從一般思路的相反方向去探求解決問題的方法和途徑，使學生的正向思維和逆向思維相互促進，協調發展.比如很多學生總認為拋出去的物體受到重力和拋力兩個力的作用，其原因除受“拋”字的干擾外，更主要的是不善于進行逆向分析或逆向論證，假如拋力存在，這個拋力的施力物體是誰呢？反過來想一想問題就迎刃而解了.

2.4設計迷惑型問題，培養學生的批判思維能力

學生應疑而不惑，不滿足于成法，善于思考正反兩個方面的論據，找出自己與他人的解題錯誤，尋找更合理、更正確的解答.教學中，運用辨異、分析、對比的方法，從而提高學生辨別是非的能力；鼓勵學生質疑問難，發表自己的見解，用批判的態度去分析解題過程；引導學生嚴密地、全面地利用已知條件，在解題關鍵之處能學會調控思維，及時、迅速地進行自我反饋，減少盲目性.這些都有利于培養學生思維的批判性.比如一個氣球在做與水平方向成30°的方向上做勻速直線運動，由此分析它的受力情況.很多學生會認為氣球此時受到的浮力方向與氣球上升的方向是相同的，從而得出錯誤結論.如果學生批判性思維發揮作用，結果則會完全不同.

為了使他們的“批判”思維趨于成熟、全面、正確，教師應巧妙地適時設計一些迷惑型問題，迷惑學生“認認真真地出錯”，誘使學生“上當受騙”，展開爭論.迷惑型問題是活躍學生思維的“催化劑”，其設計素材常常來源于教材中學生易疑、易漏、易錯的內容，也可直接取自學生作業中出現的錯誤.

3優化學生思維品質

心理學家認為，培養學生的物理思維品質是發展物理能力的突破口.思維品質包括思維的深刻性、敏捷性、靈活性、批判性和創造性，它們反映了思維的不同方面的特征，因此在教學過程中應該有不同的培養手段.