培养学生的理性思维 人教版

培养学生的理性思维

城北高级中学物理救研组于锋

大自然具有一种质朴性，因而非常优美．

——理查得·费恩曼

假如你得到的只是质朴的美，

你得到的就近乎上帝发明的最美的东西．

——伊丽莎白·布朗宁

理学是一门研究自然界中万物运动之理的学科。而万物的存在及运动之理又是很复杂的，它融合了数学、哲学、美学、逻辑学等一系列的学科。所以物理学的研究，无论是概念的建立还是规律的发现、概括，都需要严密的思维的加工，但是与一般的思维过程相比较，在共性之中，物理学科的思维又有其独特的个性。对这种个性的准确了解和把握，有助于加强物理教学中的针对性和灵活性。

在生活和教学中，人们常常会碰到这样的观点：科学的理论都是近似真正的实在，随着我们的知识进步，理论与现实也会更加吻合。的确，尤其是在物理学中研究的许多物理规律，它埋藏在观察和实验的数据之中，只有带着灵感进行坚持不懈的研究，才能把规律发掘出来；所以我们可以期望，到了将来的某一天，正确的规律将会被揭示出来，我们今日的教科书上的规律只是这些真正规律的可信然而却有缺陷的摹本。

规律是很显然的，而规律的发现和应用却需要一个繁杂的思维过程，所以在物理学科平时的教学中我们应该尽可能的从以下几个方面去引导和培养学生的理性思维能力：

一、物理问题的“模型化”

物理学科的研究，以自然界物质的结构和最普遍的运动形式为内容。对于那些纷繁复杂事物的研究，首先就需要抓住其主要的特征，而舍去那些次要的因素，也就是抓住事物的主要矛盾，而不必在乎它的次要矛盾，形成一种经过抽象概括了的理想化的“典型”，再在此基础上去研究“典型”，以发现其中的规律性，建立新的概念。这种以模型概括复杂事物的方法，是对复杂事物的合理的简化。而抽象概括和简化的过程，也正是人脑对事物的思维加工过程。物理模型就是一种概括的反映，就是概念，亦即是一种思维的形式。如何把握好物理模型的思维，是学生学习物理的困难所在之一。物理教学，首先是引导学生步入模型这个思维的大门，适应并掌握这种思维形式，具备掌握物理模型的思维能力。

二、分析问题的“多级性”

任何一门学科，其内容都不会是孤立的存在，不可避免地会与其他学科有或多或少的联系。在本学科内，一个物理问题的提出、解决，其后所牵涉到的问题，可能有许多个环节，问题的解决所经历的思维过程，往往需要分作几个过程、阶段或几个方面、几步。须经历分析、综合的相互转换，往复循环，逐级上升。

一般说来，物理思维的多级性，亦包括了模型的转换。很显然，这种思维的多级性，要求更高的思维能力，这是对于思维能力培养的一次推进。而对于步入新阶段学习的学生来说，是一个新的水平，也是对思维惰性的一个冲击。从开设物理课开始，便须注意不断地引导并培养学生发现新问题、解决新问题的敏锐能力，鼓励学生勤于钻研、深于追究的思维品质。

三、解决问题的“多向性”

许多物理问题的解决，并不只有一种办法。同一个问题，从不同的方面出发，用不同的方法，都可以得到同一个结果。但是还有一些问题则不同，并不只有一个结果存在，它需要作全面的分析。而解决这类问题所需要的思维过程，必须是开放性的。即依据一定的知识或事实，灵活而全面地寻求对问趣的各种可能的答案。这种情况在平时的教学过程中经常会遇到。这种特点被称做发散思维或求异思维。

求异、发散是思维的灵活性、广阔性的体现，要求个体具有能从常规、呆板或带有偏见的思维方式中解脱出来，把思维从曾经历过的路上转移开来，以探求新的解决办法，又能从不同的角度、方向、方面去思考问题，用多种方法去解决问题。而且，在思考中能灵活地进行分析和综合的转换，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。以期望达到效果的最佳状态。

四、物理问题表述的“多样性”

物理问题的表达方式也是多种多样的。例如，表述物理规律，可以用文字叙述，也可以用公式表示，还可以借助于画图像(应用图象进行表述有时对解决问题会很方便)；有些问题还可以用各种图示。概念的表述，亦有类似的方式。每一种表述，都是一种语言，同样是一种思维。这种表述的多样性，在解决问题的过程中，要求首先对思维的方法要加以选择、优化。选择和优化是对思维的批判性品质的表现，也是思维灵活性品质的表现。物理教学，就需要培养学

生选择表述方式的意识，学会并掌握物理语言，准确地运用适当的语言思考、论述物理问题的习惯和能力。只有当他用最精练的语言、最简单的方式阐明了一个深刻的道理，解决了一个复杂的物理问题，他才真正的说是理解了这个问题。

五、物理思维的“转换”

思维的转换是物理思维的又一个特点。它要求个体及时地更换自己的思维方向，转换思维的方式，改变语言表达方式，以更简捷、有效的方式进行分析、综合。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是常见的。思维的转换，既是物理思维的特点，也是学生学习物理甚觉困难的又一所在。思维的转换，是思维的灵活性品质的体现，在物理教学中，需要有意识地对学生培植这种优秀的品质。

六、假设与验证

为了解决某一问题的思维，所必须经历的步骤，一般说有如下四步，即发现问题、认清问题、提出假设、验证假设得出结论。而其中的假设与验证是思维过程的中心环节或关键环节。在解决有多种可能的问题时，结论与假设有关的，必须加以验证。验证假设的思维是人的认识深化的过程。验证的方法，可以是间接的方法，即推理的方法。也可以是直接的检查，即知觉的方法。但无论以怎样的方法来作验证，都直接地培养了学生思维的广阔性和深刻性。

七、应用“等效思维”

物理思想的等效方法的运用，是物理思维的又一个特点．所谓等效，即效果相同。例如“矢量的合成分解”，“等效电路”等，都是简化复杂问题的方法。把复杂的对象等效作一个简单的“物理模型”，以便能够应用已有的知识去处理。这种等效处理的方法本身，就是一种思维。

八、物理知识的“实践性”

物理知识的另一个特点是它与实践的紧密联系。许多知识是实践观察的总结。就其来源于实践而又应用于技术这一点讲，物理知识是非常具体的、通俗的。而就其概括实践来讲，无论是初级经验的概括，还是高级科学的概括，它又是那么抽象，既具体又抽象的特点，要求解决物理问题的思维，必须具有相应的特点。一些论述需要作抽象的概括，而另一些论述则必须考虑到现实状况，作联系实际的思考。脱离实际必然导致思维的谬误。因而，在物理教学中，必须时刻注意联系实际，以期培养学生具有既能概括，又能具体地应用、联系实际的思维品质。

九、物理学史的教学

任何一门学科的教学．都担负着对学生进行德育和美育方面的教育。所以，除了学科理论的教学，还应该注意物理学史的教学，这有助于对学生进行爱国主义教育。譬如：我国是世界四大文明古国之一，在物理学的理论和实践有着辉煌的成就。在理论著作方面，《墨经》中对力学、光学的论述：〈〈天工开物〉中关于简单机械的记述；〈〈梦溪笔谈〉对磁角的论述，《考工记》中关于工程技术，声音传播的记载等在当时都是遥遥领先于世界各国。就是在今天仍有参考价值。在实用技术方法，更是举不胜举。指南针、地球仪、浑天仪、船闸、石拱桥、火箭等，都是我国最早发明的．教学中结合教材内容，介绍我国在物理学方面对世界的杰出贡献，可以使学生了解祖国古代灿烂文化，激发他们的民族自尊心和自豪感。

十，注意兴趣的激发、思维的正向迁移

在物理教学中，物理实验的教学有助于激发学生学习物理的兴趣，有助于对物理知识的理解和把握。另外，根据教材编排特点，分单元讲解、分析发展史不仅有助于学生了解各概念、定理、定律的来龙去脉和科学知识的运动过程，而且有助于学生按规定的形式和体系来理解和把握物理知识，从而逐步掌握正确的科学思维方法。教师在教学过程中，还可以发挥思维定势的积极作用，去实现思维的正向迁移。所谓思维定势，即人们在做同一类工作，解决同一类问题时，形成习惯的思维方向。学生在学习中容易形成思维定势。思维定势对学习的影响存在正、负两个方面。对认识，解决同一类问题时是有利的(即正面影响)，而解决不同类的问题时，则容易产生强烈干扰，引起负面效应．教师在教学过程中应注意发挥思维定势的积极作用，帮助学生克服思维定势的干扰，实现正迁移。我们在乎时的物理教学中如果真正都从以上个方面出发，它将非常有助于学生树立辩证唯物主义观点。因为中学物理教学内容中，概念、定理、定律充满了辩证唯物主义观点．在教学中，有意识地用辩证唯物主义观点去分析物理学发展历史，阐明概念、规律．结合物理学特点，进行物质第一性、物质的运动性和对立统一、量变与质变、否定之否定规律的教育．可以使学生从中领会其中所包含的辩证唯物主义观点。