开启物理思维的智慧大门

开启物理思维的智慧大门河南省信阳高中张春丽——第六届全国中学物理特级教师学术研讨会交流2012年9月.镇江开启物理思维的智慧大门一、提出物理思维的背景二、对物理思维的有关认识三、培养物理思维的主要对策一、提出物理思维的背景一位教育家说:“思维比知识更重要!教育就是叫人去思维!”。校园里流传着三句话:1.“物理是对学生伤害最大的一门学科”；2.“当初就是物理学不好才无奈学了文科”；3.“某某同学物理学的那么好，太牛气了”。物理，令人“痛”也令人“牛”。1、物理的“痛”痛1:太抽象、难理解痛2：太理想，难应用痛3：能听懂、用不上痛4：综合强、难融合痛5：耗时多、难入门2、物理的“牛”“物理学的好，脑瓜就聪明”匈牙利物理学家乔治.马克斯博士:“物理学的方法经过几个世纪的考验，已经证明了它的有效性，物理学的毕业生已被证明他们有广泛的兴趣，有抽象的逻辑思维能力和重视不同领域现实的能力……也许在每个已问津的领域中都有自己的专家，他们比物理学家更在行，但是，在复杂的、未知的领域中，物理学家应当被认做是最出色的人！”可以说，培养学生的物理思维，无论是眼前还是将来，无论他们将来从事什么职业，都将是他们一生受用的东西。物理，是令人痛还是令人牛，其关键的区分点就是是否擅长思维！这也是本文选题的重要原因。二、对物理思维的有关认识1、我国物理教学大纲对培养物理思维的要求1956年的大纲提出了培养解题能力和实验技能；1963年的大纲又增加了培养思维能力；1978年的大纲对培养能力的提法比较完整，并在执行过程中突出了思维能力的重要性；20世纪八、九十年代，教学大纲对物理思维的重视程度有增无减；进入21世纪，在基础教育课程改革中，新的《物理课程标准》提出通过科学想像与科学推理方法的结合，发展学生的想像力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新。由此可见，物理思维能力的培养也是基础教育改革的重点内容之一。2、关于物理思维的概念物理思维，就是人脑对客观物理事物（包括物理对象、物理过程、物理现象、物理事实等）的本质属性、内部规律及物理事物间的联系和相互关系的间接的、概括的和能动的反映。再通俗一点讲，就是对观察过的物理现象、物理事实、物理过程等在大脑中形成清晰的物理图景，并反复加工、去粗取精，把感性认识概括上升为理性认识，这个过程就是物理思维。3、关于物理思维的品质、方式及方法物理思维品质主要包括物理思维的深刻性、灵活性、批判性、创造性和敏捷性五个方面。根据思维材料的不同，可以将物理思维分为：物理抽象思维、物理形象思维和物理直觉思维；根据思维探索方向的不同，可以将物理思维分为：物理聚合思维和物理发散思维；根据思维创造性的不同,可以将物理思维分为：物理常规性思维和物理创造性思维；根据思维目的的不同,可以将物理思维分为：物理上升性思维、物理求解性思维和物理决策性思维等等。物理思维的基本方法大致包括分析与综合、比较与分类、抽象与概括、科学推理、臻美、等效等方法。三、培养物理思维的主要对策1、要有武器——渗透思维方法例1：渗透过程分析法①分层次：一般说来，复杂的物理过程都是由若干个简单的“子过程”构成的。因此，分析物理过程的最基本方法，就是把复杂的问题层次化，把它化解为多个相互关联的“子过程”来研究。我常常告诉我的学生“分析分析就是分开来析，各个击破”。②抓中间：阶段的划分有时并非易事，还必需探明物理过程的转折的中间状态，或者物理现象从量变到质变的中间状态（有时可能是极短暂的过程）。事实上，中间状态往往就是一个转折点，抓住了它，往往就抓住了解决问题的关键环节。③找关系：从内在联系上把握每一个物理子过程、中间状态的因果关系以及遵从的物理规律，步步为营，在严谨的推理过程解决问题.例2：渗透因果分析法①因果对应：物理学中有许多物理量是通过比值来定义的。如R=U/R、E=F/q等。而这些物理量之间并非都互为因果比例关系。学生常常不理解公式中物理量本身意义，分不清哪些量之间有因果联系，哪些量之间没有因果联系。②因果互求：循因导果，执果索因，在物理习题的训练中，从不同的方向用不同的思维方式去进行因果分析，发展多向性思维。例3：渗透归纳、概括法心理学研究结论显示，学生认知结构是否理想的标尺，往往就是看是否达到了“三化”（概括化、清晰化和系统化）的层次。例4：渗透类比法例5：渗透假设推理法三、培养物理思维的主要对策1、要有武器——渗透思维方法2、要有抓手——锻造思维品质例1：抓细节——锻造思维的深刻性例2：抓变式——锻造思维的灵活性“一题多变”让思维与方法具有敛散的变通性；“一题多解”让思维与方法具有系统的流畅性；“一题多问”让思维与方法具有深透的严密性；“多题归一”让思维与方法具有清晰的概括性;旧题变新点、新题还旧点等等。不断培养学生的发散思维或求异思维，在变换中灵活地进行分析和综合,全面地把握问题,细心地权衡哪些思维是有利的,哪些思维是正确的，选择和优化是思维灵活性的表现,也同时锻造着思维的批判性。三、培养物理思维的主要对策1、要有武器——渗透思维方法2、要有抓手——锻造思维品质例1：抓细节——锻造思维的深刻性例2：抓变式——锻造思维的灵活性例3：抓快准——锻造思维的敏捷性三、培养物理思维的主要对策1、要有武器——渗透思维方法2、要有抓手——锻造思维品质3、要有通道——介入思维诊断一个很浅显的道理：道路只要畅通，目标就容易达到。我理解的思路，就是所有思维品质得以展示、所有思维方法得以应用的一个通道。我的一位优秀学生在回答“解物理大题的经验”时，说了句很朴素的话：“就那样一点一点地推，推着推着就推出来了”。这里体现的就是一种畅通的物理思路。三、培养物理思维的主要对策1、要有武器——渗透思维方法2、要有抓手——锻造思维品质3、要有通道——介入思维诊断4、要有网络——转换思维方式思维方式的转换是物理思维灵活机制的一个鲜明特点，它要求学生能及时地更换自己的思维方向,转换思维的方式,以更简捷、有效的方式进行分析、综合并解决问题。研究方向的转换、研究角度的转换、研究对象的转换、物理模型的转换、物理模型和数学模型的转换等等，学生既能把抽象的问题形象化地表达出来，又能对形象的问题洞察出抽象的本质，还能在这种抽象与形象的逐步渗透中不断孕育着物理的直觉思维，如此不断的训练也同时优化整合着学生的整体思维网络。比如，研究对象选取时隔离法与整体法的交叉使用，研究过程选取时全程法与分段法的交相辉映，电路分析时整体法与局部法的有效融合；再比如，短暂过程怎么来放大研究，复杂过程怎么来细化研究；怎样在动态变化中寻找到静态的特征，解决问题时顺向程序性思路怎样，逆向思路怎样，双向交汇式怎样等等，只有学生的各种思维方式都被激活了，思维网络化的灵动性就会呈现，解决问题时八面玲珑，信息的流畅性、选择性、预见性、批判性甚至创造性都将步入一个更高的境界。恩格斯：“思维是世界上最美丽的花朵”；爱因斯坦：“你能不能看到眼前的现象，不仅仅取决于你的肉眼，还取决于你用什么样的思维，思维决定你到底能观察到什么”。愿我们的物理教学不断散发着思维花朵的芬芳！愿我们的物理教学不断彰显着思维智慧的魅力！祝各位同仁事事如意！开启物理思维的智慧大门一、提出物理思维的背景二、对物理思维的有关认识三、培养物理思维的主要对策