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初中生物理思維能力的培養(yǎng)之探究
摘要：對(duì)中學(xué)生進(jìn)行物理思維能力培養(yǎng)的教學(xué)，是物理教育中落實(shí)基礎(chǔ)課程改革的核心內(nèi)容之一， 可使學(xué)生的整體素質(zhì)得到較大發(fā)展,除物理思維能力及科學(xué)文化素質(zhì)可以得到明顯的提高外，由于知識(shí)的遷移作用，學(xué)生的其他方面也能得到一定的發(fā)展；對(duì)于教師的業(yè)務(wù)水平及教學(xué)能力，受到了挑戰(zhàn)，也得到一定的提升，同時(shí)在教學(xué)研究方面也得到發(fā)展，包括提高撰寫論文等整體水平。
關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)課程改革 物理教學(xué)探究 物理思維能力培養(yǎng)的教育
在當(dāng)今世界各國的基礎(chǔ)教育改革中，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力已成為一個(gè)重要的課題；在中學(xué)的物理教學(xué)中，進(jìn)行物理思維能力培養(yǎng)等的基礎(chǔ)教育改革探究，是落實(shí)素質(zhì)教育，進(jìn)行課程改革的一個(gè)重要手段。
進(jìn)行中學(xué)生物理思維能力培養(yǎng)的教學(xué)，首先，教師必須學(xué)習(xí)“物理思維論”等，關(guān)于物理思維能力培養(yǎng)的相關(guān)教學(xué)資料，提高自身水平；其次，依據(jù)中學(xué)生的年齡特點(diǎn)，制定指導(dǎo)思想和措施，并融入平時(shí)的教學(xué)中；也要通過一些觀摩課及交流實(shí)踐體會(huì)等，不斷改進(jìn)教學(xué)方法和培養(yǎng)措施。
依據(jù)物理思維理論、中學(xué)生物理思維能力的結(jié)構(gòu)模型及對(duì)中學(xué)生物理思維能力發(fā)展的研究，參考了已有的培養(yǎng)方案和有關(guān)的資料，進(jìn)行中學(xué)生物理思維能力培養(yǎng)的一些具體措施的實(shí)施：
一、物理思維能力培養(yǎng)的步驟、措施及其方法
（一）、在物理模型的抽象、物理概念的形成、物理規(guī)律的建立、物理問題的解決中教給學(xué)生物理思維的基本方法。
先從概念、特點(diǎn)、類型、作用、結(jié)構(gòu)等方面，對(duì)物理學(xué)中的分析與綜合、抽象與概括、比較與分類、歸納與演繹、類比、等效、臻美等物理思維的基本方法，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了深入的分析和研究。
研究建立物理模型、物理概念、物理規(guī)律的思維方法。建立物理模型的思維方法主要有抽象、假說、類比、臻美；建立物理概念的思維方法主要有抽象概括、理論推導(dǎo)、類比、等效；建立物理規(guī)律的思維方法主要有實(shí)驗(yàn)歸納、理論分析、提出假說。
其次，研究中學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念、物理規(guī)律中的思維障礙。通過對(duì)國內(nèi)已有的研究成果，結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及對(duì)學(xué)生的測(cè)試，來分析學(xué)生學(xué)習(xí)主要物理概念和物理規(guī)律的思維障礙，并對(duì)其進(jìn)行概括和總結(jié)，把這些障礙歸結(jié)為感性認(rèn)識(shí)不足、思維方法不當(dāng)、思維定勢(shì)的消極影響和相關(guān)知識(shí)的干擾等。
再者，提出指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念和物理規(guī)律的具體措施。
在物理概念教學(xué)中，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)和列舉生活中的典型事例等方法，使學(xué)生獲得必要的感性認(rèn)識(shí)；掌握建立物理概念的思維方法，排除思維障礙；明確物理概念的內(nèi)涵、外延，運(yùn)用物理概念解決實(shí)際問題；掌握物理概念在物理學(xué)科結(jié)構(gòu)中的地位和作用。在物理規(guī)律教學(xué)中，使學(xué)生了解并建立物理規(guī)律的事實(shí)依據(jù)和思維方法，理解物理規(guī)律的物理意義、適用條件和范圍，以及與相關(guān)知識(shí)之間的關(guān)系，加強(qiáng)應(yīng)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的指導(dǎo)和訓(xùn)練。
最后，對(duì)解決物理問題的思維過程、思維方法、思維策略進(jìn)行總結(jié)和概括，并結(jié)合具體問題進(jìn)行指導(dǎo)和訓(xùn)練。學(xué)生在解決物理問題時(shí)一般遵循明確問題、探求解法、實(shí)施計(jì)劃、檢驗(yàn)結(jié)論、進(jìn)行小結(jié)的思維過程；常用的思維方法有歸納法、演繹法、反證法、窮舉法、變量控制法、類比法、等效法、近似處理法、疊加法；常用的思維策略有動(dòng)靜轉(zhuǎn)化、內(nèi)外轉(zhuǎn)化、曲直轉(zhuǎn)化、常量與變量轉(zhuǎn)化、無限與有限轉(zhuǎn)化、順?biāo)寄嫱啤⒁悦绬⒄妗?shù)形結(jié)合等。結(jié)合課程要求，編寫程序訓(xùn)練題，有計(jì)劃、有步驟地讓學(xué)生掌握這些方法和策略。
（二）、訓(xùn)練學(xué)生的思維品質(zhì)
對(duì)物理思維品質(zhì)進(jìn)行理論分析，并尋找中學(xué)生物理思維品質(zhì)差的具體表現(xiàn)，有針對(duì)性地對(duì)每一種思維品質(zhì)進(jìn)行訓(xùn)練。
1.深刻性思維品質(zhì)的訓(xùn)練：
a、加強(qiáng)物理建模和物理概念物理規(guī)律及其理論的理解和教學(xué)。
b、通過具體內(nèi)容的教學(xué)過程，讓學(xué)生掌握物理的思維方法。
c、加強(qiáng)概括與抽象能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。
d、引導(dǎo)學(xué)生挖掘物理題中的隱藏條件和排除干擾因素。
e、訓(xùn)練學(xué)生克服分析問題的片面性及推理的不嚴(yán)密性。
f、注意讓學(xué)生掌握物理學(xué)中力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和能源及現(xiàn)代材料的基本結(jié)構(gòu)。
2.靈活性思維品質(zhì)的訓(xùn)練：
a、在知識(shí)與方法間的遷移和滲透。
b、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散性思考、多面體思維，培養(yǎng)學(xué)生一題多解、一題多變、多題歸一的能力。
c、教給并加以訓(xùn)練學(xué)生靈活選取探究手段和解決問題的方法。
d、幫助學(xué)生正確形成物理事物的情景圖。
e、使學(xué)生掌握物理學(xué)中的辯證關(guān)系。
3.敏捷性思維品質(zhì)的訓(xùn)練：
a、讓學(xué)生掌握物理概念與規(guī)律之間的關(guān)系，了解物理學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，結(jié)合物理問題的解決，在思維中形成合理的知識(shí)模塊。
b、教給學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和解決物理問題，一定的提高速度的方法和技巧；
c、通過做測(cè)驗(yàn)、考試和作業(yè)等方式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行技巧及速度訓(xùn)練。
4.探究性思維品質(zhì)的訓(xùn)練：
a、在課堂教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立提出問題、分析問題和解決問題。在習(xí)題教學(xué)中，主要教給學(xué)生分析問題的方法和思路。
b、鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)課本和教師對(duì)物理世界的描述和解釋提出質(zhì)疑，發(fā)表不同的見解，反復(fù)檢查解決物理問題時(shí)所擬定的假設(shè)和方案，客觀地分析正、反兩方面的論據(jù)，養(yǎng)成不人云亦云、盲目服從的習(xí)慣。
d、通過教學(xué)與訓(xùn)練，有效地排除在復(fù)雜物理情景中的各種干擾。
5.獨(dú)創(chuàng)性思維品質(zhì)的訓(xùn)練：
a、倡導(dǎo)新穎性，包括問題新穎、思路新穎、方法新穎和結(jié)果新穎，指導(dǎo)學(xué)生挖掘解題的各種方法，方法越多越好，越獨(dú)特越好。
b、狠抓學(xué)生自編習(xí)題。讓學(xué)生根據(jù)某一物理規(guī)律和理論自編習(xí)題，這體現(xiàn)了獨(dú)特性、新穎性和發(fā)散性(每個(gè)學(xué)生編的題一般都有差異)的三種獨(dú)創(chuàng)性思維品質(zhì)的特點(diǎn)。
c、改進(jìn)教學(xué)方法。結(jié)合課外活動(dòng)，開設(shè)一些研究性的實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)及小制作；鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、獨(dú)立選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備、獨(dú)立組裝實(shí)驗(yàn)儀器、獨(dú)立讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和獨(dú)立分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
（三）、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)
在教學(xué)過程中，注意培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的能力。根據(jù)有關(guān)學(xué)習(xí)理論和學(xué)習(xí)策略，結(jié)合物理學(xué)科的特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃、聽課、做筆記、記憶、復(fù)習(xí)、總結(jié)、分析問題、解決問題等的指導(dǎo)，這對(duì)提高學(xué)生的思維能力和整體素質(zhì)起到很大的作用。
（四）、加強(qiáng)非智力因素的培養(yǎng)措施
a、注意處理好理想、動(dòng)機(jī)、興趣三者之間的關(guān)系，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。
b、培養(yǎng)師生情感。
c、訓(xùn)練良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
d、培養(yǎng)克服困難的意志。特別加強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣和良好習(xí)慣的培養(yǎng)。中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣有四個(gè)層次：直覺興趣（是對(duì)豐富多彩的物理現(xiàn)象的自發(fā)興趣），操作興趣（通過親手操作獲取物理現(xiàn)象和觀察物理過程的興趣），因果興趣（對(duì)探究物理現(xiàn)象發(fā)生原因的興趣），理論興趣（對(duì)把具體的因果認(rèn)識(shí)上升為能有效地分析物理過程的理論結(jié)構(gòu)，以及運(yùn)用該結(jié)構(gòu)中的概念規(guī)律能動(dòng)地解決物理問題的興趣），這樣概括起來有：直接的對(duì)物理事物本身的興趣以及間接的對(duì)物理事物后果的興趣的兩個(gè)方面。
我們通過演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、利用多媒體等現(xiàn)代化的教學(xué)手段，喚起學(xué)生已有的表象、重視建立物理情景、展現(xiàn)物理現(xiàn)象及其過程等方法，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的直接興趣，通過聯(lián)系生活實(shí)際、社會(huì)實(shí)際、科技發(fā)展實(shí)際，幫助學(xué)生探求因果關(guān)系等方法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的間接興趣。這就要通過提高教師的業(yè)務(wù)水平及教學(xué)藝術(shù)手段來引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
（五）、要培養(yǎng)好學(xué)生的物理思維能力，先要學(xué)生有良好學(xué)習(xí)的習(xí)慣
教師可按不同年齡段的學(xué)生特征，制訂出相適應(yīng)的學(xué)習(xí)要求。
它們是，一要自覺遵守紀(jì)律使學(xué)習(xí)的順利進(jìn)行；二要做好課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)和練習(xí)作業(yè)等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)會(huì)讀書；三要克服不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣。對(duì)于學(xué)生不注意掌握物理概念和物理規(guī)律來龍去脈的習(xí)慣，對(duì)于做題不總結(jié)和反思的習(xí)慣，對(duì)于尚未理解知識(shí)就做題的習(xí)慣，對(duì)于解題不注意選擇研究對(duì)象的習(xí)慣，對(duì)于記的多思的少的習(xí)慣，對(duì)于做題多分析少的習(xí)慣和對(duì)于推理不嚴(yán)密不周全的習(xí)慣等等，都要進(jìn)行克服和矯正。
（六）、在教學(xué)中注意處理好促進(jìn)學(xué)生發(fā)展與適應(yīng)學(xué)生年齡特征之間的關(guān)系
對(duì)學(xué)生的物理思維能力進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)，一般為：中學(xué)生特別是初中生學(xué)習(xí)物理，只有最初淺的物理思維能力，是不完整不成熟；在思維方法方面，邏輯推理比較容易掌握，而抽象概括最差；在思維的品質(zhì)方面，靈活性是優(yōu)于深刻性的。整體來講，中學(xué)生的物理思維能力偏低，特別是深刻性思維品質(zhì)和抽象概括能力。針對(duì)在教學(xué)指導(dǎo)思想、教師的教法、學(xué)生的學(xué)法方面存在的問題，及分析學(xué)生學(xué)習(xí)物理的動(dòng)機(jī)、興趣及一些不良習(xí)慣，以此為依據(jù)，采取切實(shí)可行的、促進(jìn)學(xué)生思維能力發(fā)展的措施。
二、物理思維能力培養(yǎng)測(cè)試題的編制
根據(jù)物理思維理論、中學(xué)生物理思維能力的結(jié)構(gòu)模型及對(duì)物理思維品質(zhì)的分析，遵循三維性和完備性兩個(gè)原則，設(shè)計(jì)物理思維能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在此基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)有大量的物理習(xí)題進(jìn)行篩選、改編和自編，請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的教師對(duì)測(cè)試題進(jìn)行審核。并考慮到測(cè)試目的、對(duì)象和時(shí)間等各種因素，進(jìn)行題目練習(xí)和測(cè)試的制定。
三、物理思維能力培養(yǎng)的教學(xué)效果
學(xué)生方面，有經(jīng)過物理思維能力培養(yǎng)的學(xué)生，對(duì)物理感興趣的人數(shù)明顯提高；不良習(xí)慣有了較大的改變，學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率有了大幅度的提高，對(duì)物理學(xué)中的對(duì)稱美、和諧美、簡潔美、多樣統(tǒng)一美有了較深入的認(rèn)識(shí)，成為推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的又一強(qiáng)大動(dòng)力；學(xué)生較好地樹立了動(dòng)靜轉(zhuǎn)化、內(nèi)外轉(zhuǎn)化、常量與變量轉(zhuǎn)化等辯證唯物主義思想；觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒎治鰡栴}、解決問題的能力也有一定的提高。通過學(xué)生參加全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽，對(duì)比成績明顯的高一個(gè)檔次。
經(jīng)過物理思維能力培養(yǎng)的教學(xué)，可以使學(xué)生的整體素質(zhì)得到較大發(fā)展。除物理思維能力及科學(xué)文化素質(zhì)可以得到明顯的提高外，由于知識(shí)的遷移作用，學(xué)生的其他方面也會(huì)有一定的發(fā)展，即學(xué)生的整體素質(zhì)有了較大的提高。
教師方面，經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐教學(xué)，教師的業(yè)務(wù)水平及教學(xué)能力也會(huì)有一定幅度的提升，教學(xué)研究的能力也到了發(fā)展，包括撰寫論文等整體素質(zhì)水平的提高。
四、寫在最后
對(duì)中學(xué)生物理思維能力培養(yǎng)的教學(xué)，體會(huì)到：一是，提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵在于教師水平的提高。在物理思維能力培養(yǎng)的教學(xué)過程中，教師也得到了學(xué)習(xí)和“培訓(xùn)”，經(jīng)常進(jìn)行問題討論，大力開展教育科學(xué)研究，可以收到良好的效果。二是，物理思維能力的培養(yǎng)教學(xué)，是物理教育中落實(shí)基礎(chǔ)課程改革的核心內(nèi)容之一。以物理思維能力的培養(yǎng)為中心，同時(shí)加大學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)和非智力因素的培養(yǎng)，使學(xué)生的素質(zhì)得到全面的提高。三是，教育教學(xué)必須有科學(xué)的理論作指導(dǎo)。指導(dǎo)我們培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力的理論主要有兩方面，一個(gè)物理思維理論，一個(gè)中學(xué)生物理思維能力的結(jié)構(gòu)模型。四是，只有在了解學(xué)生思維能力發(fā)展?fàn)顩r及存在問題的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)的理論，才能找到行之有效的培養(yǎng)措施。因此，物理思維能力培養(yǎng)的教學(xué)探究必須與物理思維能力發(fā)展研究相結(jié)合。
物理思維能力的培養(yǎng)探究是物理教育的一項(xiàng)有效措施，本探究只是一個(gè)開端，需要進(jìn)一步修改和完善，許多問題有待進(jìn)一步探討。一是，本教學(xué)探究所選擇的只是某部分班級(jí)的學(xué)生，結(jié)論難免具有一定的局限性。二是，本探究主要是在較好的學(xué)生中進(jìn)行的，對(duì)于差生是否適用，有待進(jìn)一步的實(shí)踐檢驗(yàn)。三是，本探究是在對(duì)初三年級(jí)學(xué)生的思維能力發(fā)展研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，至于中學(xué)生思維能力發(fā)展的動(dòng)態(tài)和年齡特征有待進(jìn)一步實(shí)踐探究。
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