开启物理思维的智慧大门
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开启物理思维的智慧大门. —— 第六届全国中学物理特级教师学术研讨会交流. 河南省信阳高中. 张春丽. 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”

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开启物理思维的智慧大门

——第六届全国中学物理特级教师学术研讨会交流

河南省信阳高中

张春丽

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.


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。


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!


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

祝各位同仁事事如意!


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