高中物理教学中的思维科学

浅谈高中物理教学中的思维科学

【摘要】高中生学习物理，最重要的是学习物理的思维方法，教师在教学中要重视对学生物理思维方法的培养。学生思维方法的培养主要包括逻辑思维能力的培养，比较思维方法的培养，归纳与演绎思维方法的培养和联想与发散思维方法的培养。学生物理思维方法的培养是一个长期的艰巨的过程，必须在平时的教学中坚持实施。

【关键词】物理教学;物理学习;思维方法

学习物理，最重要的是学习物理的思维方法，现行高中物理教材的各个章节都渗透了思维方法的培养，教师在教学中注意对学生的物理思维方法的培养，体现了教学目标中的“能力目标”，培养了学生解决物理问题、应用物理知识的能力，教给了学生一把开启物理世界大门的金钥匙。下面，笔者结合本人的教学实践谈谈在高中物理学习中几种常见的思维方法的培养。

一、逻辑思维方法

物理学是在实验的基础上，经过逻辑推理、数学抽象、从现象到本质、从感性到理性最后获得规律性的认识，形成物理理论。因此，物理教师提高逻辑思维能力有着极为重要的意义。

教师的逻辑思维能力的提高，不能单纯靠读懂几本有关逻辑理论的书，而应该在钻研教材的过程中去认真体会。教材中会大量遇到的对物理概念的表述和对物理规律的科学、严密、完整的叙述，只要认真钻研，都能提高物理教师的逻辑思维能力，关键在于教师

本身有没有这种学习意识。

在课堂教学中，如何突出物理教材的逻辑性呢？这主要取决于教师的教学艺术。对教材要反复推敲，对教案要精心设计，这样才能在教学过程中做到由浅入深、由难倒易、由已知到未知、由现象到本质、由定性描述到定量分析。让教材一步一步发展，使学生思维一步一步展开。例如在进行“自由落体运动”这一节内容的教学时，可以引导学生去体会逻辑的力量，关注伽利略巧妙的逻辑推论——归谬法。伽利略对亚里士多德关于重的物体比轻的物体下落的要快这一观点的反驳，最先是由逻辑推论开始的。伽利略的这个推论记载在他的《关于力学和位置运动的两门新科学的对话》中。它设计的这个推论极其简单而又巧妙，却具有无可辩驳的逻辑力量，毫不费力地把亚里士多德的常识性结论置于死地。下面我们就来看看他的这个名为归谬法的推论：如果亚里士多德的观点是正确的，即重的物体比轻的物体下落要快，那么可以设想一个简单的实验：把两个物体连在一起的时候，当然比原来那个重的物体要重一些，下落的速度也应该比原来那个重的要大。而从另一方面看，当两个物体连起来的时候，重的那个物体会被轻的物体拖的下落比原来的速度小。显然，这两个推论是矛盾的，因此说明亚里士多德的观点是错误的。

二、比较思维方法

比较思维方法是指辨别几种同类事物或同一事物不同方面的异同的思维方法，通过事物间相同特征或相异特征的比较，揭示事物

的本质和区别。在物理教学中比较思维过程包括两个方面，既要求学生找出差异性极大的物理现象或物理概念之间本质上的共同点，又要求学生找出表面上极为相似的物理现象和物理概念之间本质上的差异。寻找物理现象之间的相同之处需要用到类比的逻辑推理过程，而辨别它们之间的不同，又需要运用对比的分析方法。所以比较思维过程应该包含类比推理和对比分析两个过程。

学生在物理学习中存在着不善于通过比较来认识物理现象的本质的问题，有的不能理解两种现象的可比性，而又有相当多的学生在实际应用中不能区分相邻、相近的物理概念、物理量，有的不理解比较思维在解题中的特殊作用，不善于比较两种事物的共性和个性，不善于舍同求异或舍异求同等。这些学生中存在的问题都要求老师们在物理教学过程中注重对学生进行比较思维的训练。

例如在关于“电场强度”概念的教学中，可以从点电荷之间的相互作用力出发，启发学生思考，这样的非接触力与力学中的哪一种力相似？在地球周围的引力场中，物体受到重力；在电荷周围，点电荷受到电场力，通过类比去帮助学生去理解电荷周围存在电场。另外关于电场强度的定义：e=f/q，在教学中应运用类比的方法，让学生联系前面学过的其他比值法定义的物理量，比如：密度的定义，密度由物质决定，与质量、体积无关；电阻的定义，电阻由导体本身决定，与电压和通电电流无关等等，通过这些例子的类比，学生很容易理解电场强度的本质：电场中某点的电场强度由电场本身决定，与检验电荷的电量大小、电性正负以及有无检验电荷

无关。

三、联想与发散思维方法

美国心理学家吉尔福特认为：发散思维是创造思维的核心，代表一个人的创造能力。创造思维是创造过程的思维活动，发散思维的培养与训练对学生创新能力的培养起着重要的作用。因此创新教育中应该非常重视发散思维的培养与训练。

发散思维的培养不是一蹴而就的，要在教学活动中抓住一切可能的契机一点一滴地进行，对于物理学科发散思维的训练可结合实验教学、知识教学和习题教学来进行。

例如，学生做完用单摆测重力加速度的实验后，老师提出如下几个发散性的问题：

１、还有没有其他实验方案也能测出本地的重力加速度？

２、如果实验中用形状不规则的小石块代替摆球，还能测g值吗？怎样测？

对于第一个问题，学生们经过讨论后很快想出许多方法：“让重锤拖动打点计时器的纸带自由下落，用逐差法求加速度。”“用滴水法，用自由落体公式”“用圆锥摆周期公式”“先用弹簧秤测某物体的重力g，再用天平测它的质量”等等。

对于第二个问题，学生要解决的关键问题是摆长的测定，因为单摆的摆长应从悬点量到均匀小球的球心处，一般来说，应该是悬点到小物体重心的距离。形状不规则的小石块的重心位置难以确定，所以我们只能通过准确测出两次摆线长度的变化而间接计算重

力加速度。学生们经过课下的深思熟虑后终于想到了办法，由数学计算得出了重力加速度的值。学生在想办法的同时，发散性思维得以训练。

除了实验中要注重培养学生的发散性思维外，在知识教学、习题教学中同样要注意给学生留有思维的空间。

结束语：

当今世界人们迫切需要具有创造性思维的人才，而培养学生的思维能力的历史重任责无旁贷的落在我们每个教师的肩上。虽然思维能力的培养是一项复杂工程，绝非一朝一夕之功，但却可以坚信，只要我们以高度责任感，持之以恒地重视探索培养，必定会见效于学生今日的学习和未来的创造性工作当中。

参考文献

[1]钱学森著．关于思维科学[m]．上海人民出版社

[2]朱龙翔著．物理教学思维方式[m]．首都师范大学出版社