淺議物理認知過程在高職物理教學中的運用

摘要：本文針對高職學生及專業特點，嘗試物理認知的起點出發，系統總結出建立二個有效的物理認知過程，培養學生科學精神和科學方法。培養學生的觀察力和創造性思維，激發學習興趣，使繁多的教學內容，在高效的認知規律下，得以有效的完成，為卓越工程師和大國工匠的培養起到推動的作用。

關鍵詞：物理認知過程；高職物理教學

物理課是高等職業學校重要的必修課，其教學質量的高低，學生學習興趣，學習方法的培養，對后續課程的教學質量有重大影響，對今后工作方法的培養有著重要作用，但由于教學時數的不足和教學方法的陳舊，課堂效果不理想，嚴重阻礙教學方式和教學觀念的改變，為此提高物理課的課堂興趣成為重中之重。

首先物理是一門實驗課，是物理學家采用實驗和理論相結合的方法，對整個自然界的客觀對象進行有效的認知積累。認知具有有效性，客觀性，邏輯性，量化性，對稱性，不確定性與概率相關性。物理的研究對象為自然界中的任何客觀物質，在物理認識的大河中，人們仰望星空，研究過宇宙，星系、天體，在現實生活工作中，研究過可見、可碰、可聞、可感的物質的運動。在信息高速發達的世界中，人們甚至試圖采用先進的設備，例如核磁共振，腦電圖，研究人的意識，但是窮盡研究自然界的萬物是不可想象的，客觀世界是這樣，微觀世界更是如此。現代理論物理學家，對諸如黑洞分子，原子原子核，質子，夸克等許多研究對象進行分析，試圖找到基本粒子，并通過其相互作用，確定其基本結構，用換元的方法將其組裝成宇宙。

第二物理在自然科學中的地位。現代自然學科，包括許多學科，如化學，生命科學等等，笛卡爾曾將自然科學譽為一棵大樹，物理是樹干，其他自然科學是分支。從物理的研究對象我們會發現，物理認知的核心是人們對自然萬物的理解，物理認知的起點，是由人的認知特征和對象的客觀特性來決定，將這一靈感運用高職物理教學，加強對物理以知過程的應用，會使物理教學采用的教學方法，教學手段得以改進，教學效果必將得到更大的提高。物理認知的過程，簡單的說是設計實驗，觀察實驗現象，構建理論體系，再用實驗檢驗理論的正確性，觀察實驗性質和聯系，檢驗理論的正確性，科學性，客觀性，常用的方法是從理論推導出一個預言，通過實驗檢驗，從邏輯上說，如果試驗結果與理論預言不符合，那么理論就有缺陷或者錯誤，試驗結果的與理論預言相符合，那么理論應當為正確的。

第三，在高職物理課中，這一認知過程，應用于機電專業中，例如牛頓力學、電磁學，在化工醫藥專業中的流體力學，熱力學等教學中就有的放矢，充分利用課堂資源，、以學生認知為中心，引導學生完成教學任務。

第四物理過程的應用，宏觀物體形態各異，微觀物體不可目睹，研究其形態，運動結構及相互作用規律，引入一個重要的模型__質點，物體不能當成質點，至少研究對象可能會變得更簡單。這樣對簡單對象的研究會更深刻，更透徹，這一物理思想一旦形成，例如人類在牛頓力學體系中，天體運行理論建立的過程受益無窮。物理的認知過程，以及物理，的研究方法及物理理論規律的應用，在高職物理教學中，為有效利用課堂提高效率，物理研究方法和物理思想有時比傳授物理知識還要重要，它是學生快速掌握知識，提高學習興趣，主動應用于工作生活中的動力。

第五，下面，我簡單講講人類在牛頓力學體系中天體運行理論建立的過程，第一，古人很早就關注天體這個研究對象，早期得到的是定性和半定量的認識，包括亮度，顏色，大小運動，其中行星與人類最為密切，現象奇特有趣。例如順行、逆行，運行規律易測如時間、位置、周期等信息。之后開普勒的出現，將第谷及自己的信息數據加以研究，找出現象與量值的關系，即開普勒三定律，這是實驗物理的成功，而牛頓的出現則在自然哲學的數學原理里，把天體演化成小質點，研究導向理論物理方向，萬有引力的假設和牛頓三定律，天體運行有了完美的理論體系解釋，古人仰望星空充滿了遐象，在牛頓看來，浩瀚的宇宙如時鐘指針一樣，往復有律，有條不紊。后來運用了萬有引力定律，在筆尖上找到了海王星，使人們堅信牛頓的理論的完美，物理學大廈已封頂竣工。牛頓的理論運用于宏觀物體，比如機械運動無不準確，機械的決定論的思想由此而生，直到相對論和量子力學的出現，才打破對牛頓理論的迷信。

綜上所述一個完整的認知流程即一個認知過程，可簡化為實驗物理流程、理論物理流程、應用物理流程三個階段，再簡化一點，可將實驗物理和理論物理對應科學探索，應用物理對應技術應用，這就是科學與技術，理論與實踐的關系。由上過程可知，物理認知的過程，實驗探索是理論構建的靈感來源。是檢驗理論的標準。理論則預言實驗，指導實驗遵循這一物理認知過程，在高職物理教學中要重視實驗教學，及實驗手段的使用更新。同樣科學探索為技術應用提供靈感和理論支撐，技術應用的進步，反過來拓展了科學探索的認知條件，、應知能力，在高職物理教學過程中，考慮到物理涉及面寬，教學時數少，立足于物理認識的過程，研究教學方法，教學手段，從實驗探索入手，采用直觀，形象的教學方法，在觀察中、分析中學習知識，激發學習興趣，培養科學創新精神，采用科學的方法，提高分析和處理問題的能力，學以致用，在高新技術新產品，新產業日新月異時代，爭當大國工匠。

結語：

從物理的定義中，我們能看到，物理是自然科學的基礎，其代表的就是自然科學，在了解了物理的認知過程之后，我們就能理解科學精神和科學方法，正是在物理認知過程中逐步培養起來的如果只注重數學，邏輯訓練，應試訓練，實際上只訓練了認知過程中的最后一步，即認知應用，這顯然是不利于國民的科學教育的，一個健全的國民教育體系應包括完整的物理認知過程訓練。如果能在物理教學和研究中回到物理定義的本質，從認知的起點出發，有意識的遵循認知過程的規律，相信在高職院校中會培養更多的棟梁之才。

參考文獻：

[1]笛卡爾，哲學原理，北京，商務印書館，1959

作者簡介：周廣路（1965）山東榮成，大學，講師，威海技師學院，研究方向：物理認知過程。