國中生物理思維能力的培養之探究

摘要：對中學生進行物理思維能力培養的教學，是物理教育中落實基礎課程改革的核心內容之一， 可使學生的整體素質得到較大發展,除物理思維能力及科學文化素質可以得到明顯的提高外，由於知識的遷移作用，學生的其他方面也能得到一定的發展；對於教師的業務水平及教學能力，受到了挑戰，也得到一定的提升，同時在教學研究方面也得到發展，包括提高撰寫論文等整體水平。

關鍵詞：基礎課程改革 物理教學探究 物理思維能力培養的教育

在當今世界各國的基礎教育改革中，培養學生的物理思維能力已成為一個重要的??；在中學的物理教學中，進行物理思維能力培養等的基礎教育改革探究，是落實素質教育，進行課程改革的一個重要手段。

進行中學生物理思維能力培養的教學，首先，教師必須學習“物理思維論”等，關於物理思維能力培養的相關教學資料，提高自身水平；其次，依據中學生的年齡特點，制定指導思想和措施，並融入平時的教學中；也要通過一些觀摩課及交流實踐體會等，不斷改進教學方法和培養措施。

依據物理思維理論、中學生物理思維能力的結構模型及對中學生物理思維能力發展的研究，參考了已有的培養方案和有關的資料，進行中學生物理思維能力培養的一些具體措施的實施：

一、物理思維能力培養的步驟、措施及其方法

（一）、在物理模型的抽象、物理概念的形成、物理規律的建立、物理問題的解決中教給學生物理思維的基本方法。

先從概念、特點、型別、作用、結構等方面，對物理學中的分析與綜合、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，結合例項進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、類比、等效；建立物理規律的思維方法主要有實驗歸納、理論分析、提出假說。

其次，研究中學生學習物理概念、物理規律中的思維障礙。通過對國內已有的研究成果，結合自己的教學經驗及對學生的測試，來分析學生學習主要物理概念和物理規律的思維障礙，並對其進行概括和總結，把這些障礙歸結為感性認識不足、思維方法不當、思維定勢的消極影響和相關知識的干擾等。

再者，提出指導學生學習物理概念和物理規律的具體措施。

在物理概念教學中，運用實驗和列舉生活中的典型事例等方法，使學生獲得必要的感性認識；掌握建立物理概念的思維方法，排除思維障礙；明確物理概念的內涵、外延，運用物理概念解決實際問題；掌握物理概念在物理學科結構中的地位和作用。在物理規律教學中，使學生了解並建立物理規律的事實依據和思維方法，理解物理規律的物理意義、適用條件和範圍，以及與相關知識之間的關係，加強應用物理規律解決實際問題的指導和訓練。

最後，對解決物理問題的思維過程、思維方法、思維策略進行總結和概括，並結合具體問題進行指導和訓練。學生在解決物理問題時一般遵循明確問題、探求解法、實施計劃、檢驗結論、進行小結的思維過程；常用的思維方法有歸納法、演繹法、反證法、窮舉法、變數控制法、類比法、等效法、近似處理法、疊加法；常用的思維策略有動靜轉化、內外轉化、曲直轉化、常量與變數轉化、無限與有限轉化、順思逆推、以美啟真、數形結合等。結合課程要求，編寫程式訓練題，有計劃、有步驟地讓學生掌握這些方法和策略。

（二）、訓練學生的思維品質

對物理思維品質進行理論分析，並尋找中學生物理思維品質差的具體表現，有針對性地對每一種思維品質進行訓練。

1.深刻性思維品質的訓練：

a、加強物理建模和物理概念物理規律及其理論的理解和教學。

b、通過具體內容的教學過程，讓學生掌握物理的思維方法。

c、加強概括與抽象能力的培養和訓練。

d、引導學生挖掘物理題中的隱藏條件和排除干擾因素。

e、訓練學生克服分析問題的片面性及推理的不嚴密性。

f、注意讓學生掌握物理學中力學、熱學、聲學、光學、電學和能源及現代材料的基本結構。

2.靈活性思維品質的訓練：

a、在知識與方法間的遷移和滲透。

b、引導學生髮散性思考、多面體思維，培養學生一題多解、一題多變、多題歸一的能力。

c、教給並加以訓練學生靈活選取探究手段和解決問題的方法。

d、幫助學生正確形成物理事物的情景圖。

e、使學生掌握物理學中的辯證關係。

3.敏捷性思維品質的訓練：

a、讓學生掌握物理概念與規律之間的關係，瞭解物理學科的基本結構，結合物理問題的解決，在思維中形成合理的知識模組。

b、教給學生學習物理知識和解決物理問題，一定的提高速度的方法和技巧；

c、通過做測驗、考試和作業等方式，對學生進行技巧及速度訓練。

4.探究性思維品質的訓練：

a、在課堂教學中，教師引導學生獨立提出問題、分析問題和解決問題。在習題教學中，主要教給學生分析問題的.方法和思路。

b、鼓勵學生對課本和教師對物理世界的描述和解釋提出質疑，發表不同的見解，反覆檢查解決物理問題時所擬定的假設和方案，客觀地分析正、反兩方面的論據，養成不人云亦云、盲目服從的習慣。

d、通過教學與訓練，有效地排除在複雜物理情景中的各種干擾。

5.獨創性思維品質的訓練：

a、倡導新穎性，包括問題新穎、思路新穎、方法新穎和結果新穎，指導學生挖掘解題的各種方法，方法越多越好，越獨特越好。

b、狠抓學生自編習題。讓學生根據某一物理規律和理論自編習題，這體現了獨特性、新穎性和發散性(每個學生編的題一般都有差異)的三種獨創性思維品質的特點。

c、改進教學方法。結合課外活動，開設一些研究性的實驗、設計性的實驗及小製作；鼓勵學生獨立設計實驗方案、獨立選擇實驗裝置、獨立組裝實驗儀器、獨立讀取實驗資料和獨立分析實驗結果。

（三）、指導學生學習

在教學過程中，注意培養學生學會學習的能力。根據有關學習理論和學習策略，結合物理學科的特點和學生實際，加強對學生制訂學習計劃、聽課、做筆記、記憶、複習、總結、分析問題、解決問題等的指導，這對提高學生的思維能力和整體素質起到很大的作用。

（四）、加強非智力因素的培養措施

a、注意處理好理想、動機、興趣三者之間的關係，激發學習動機，培養學習興趣。

b、培養師生情感。

c、訓練良好的學習習慣。

d、培養克服困難的意志。特別加強學習興趣和良好習慣的培養。中學生學習物理的興趣有四個層次：直覺興趣（是對豐富多彩的物理現象的自發興趣），操作興趣（通過親手操作獲取物理現象和觀察物理過程的興趣），因果興趣（對探究物理現象發生原因的興趣），理論興趣（對把具體的因果認識上升為能有效地分析物理過程的理論結構，以及運用該結構中的概念規律能動地解決物理問題的興趣），這樣概括起來有：直接的對物理事物本身的興趣以及間接的對物理事物後果的興趣的兩個方面。

我們通過演示實驗、分組實驗、利用多媒體等現代化的教學手段，喚起學生已有的表象、重視建立物理情景、展現物理現象及其過程等方法，培養學生學習物理的直接興趣，通過聯絡生活實際、社會實際、科技發展實際，幫助學生探求因果關係等方法激發學生學習物理的間接興趣。這就要通過提高教師的業務水平及教學藝術手段來引發學生學習物理的興趣。

（五）、要培養好學生的物理思維能力，先要學生有良好學習的習慣

教師可按不同年齡段的學生特徵，制訂出相適應的學習要求。

它們是，一要自覺遵守紀律使學習的順利進行；二要做好課前預習、課堂學習、課後複習和練習作業等學習環節，學會讀書；三要克服不良的學習習慣。對於學生不注意掌握物理概念和物理規律來龍去脈的習慣，對於做題不總結和反思的習慣，對於尚未理解知識就做題的習慣，對於解題不注意選擇研究物件的習慣，對於記的多思的少的習慣，對於做題多分析少的習慣和對於推理不嚴密不周全的習慣等等，都要進行克服和矯正。

（六）、在教學中注意處理好促進學生髮展與適應學生年齡特徵之間的關係

對學生的物理思維能力進行測試和評價，一般為：中學生特別是國中生學習物理，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；在思維的品質方面，靈活性是優於深刻性的。整體來講，中學生的物理思維能力偏低，特別是深刻性思維品質和抽象概括能力。針對在教學指導思想、教師的教法、學生的學法方面存在的問題，及分析學生學習物理的動機、興趣及一些不良習慣，以此為依據，採取切實可行的、促進學生思維能力發展的措施。

二、物理思維能力培養測試題的編制

根據物理思維理論、中學生物理思維能力的結構模型及對物理思維品質的分析，遵循三維性和完備性兩個原則，設計物理思維能力評價指標體系。在此基礎上對現有大量的物理習題進行篩選、改編和自編，請有經驗的教師對測試題進行稽核。並考慮到測試目的、物件和時間等各種因素，進行題目練習和測試的制定。

三、物理思維能力培養的教學效果

學生方面，有經過物理思維能力培養的學生，對物理感興趣的人數明顯提高；不良習慣有了較大的改變，學習能力和學習效率有了大幅度的提高，對物理學中的對稱美、和諧美、簡潔美、多樣統一美有了較深入的認識，成為推動學生學習物理的又一強大動力；學生較好地樹立了動靜轉化、內外轉化、常量與變數轉化等辯證唯物主義思想；觀察實驗能力、分析問題、解決問題的能力也有一定的提高。通過學生參加全國國中應用物理知識競賽，對比成績明顯的高一個檔次。

經過物理思維能力培養的教學，可以使學生的整體素質得到較大發展。除物理思維能力及科學文化素質可以得到明顯的提高外，由於知識的遷移作用，學生的其他方面也會有一定的發展，即學生的整體素質有了較大的提高。

教師方面，經過一段時間的實踐教學，教師的業務水平及教學能力也會有一定幅度的提升，教學研究的能力也到了發展，包括撰寫論文等整體素質水平的提高。

四、寫在最後

對中學生物理思維能力培養的教學，體會到：一是，提高教學質量的關鍵在於教師水平的提高。在物理思維能力培養的教學過程中，教師也得到了學習和“培訓”，經常進行問題討論，大力開展教育科學研究，可以收到良好的效果。二是，物理思維能力的培養教學，是物理教育中落實基礎課程改革的核心內容之一。以物理思維能力的培養為中心，同時加大學習方法指導和非智力因素的培養，使學生的素質得到全面的提高。三是，教育教學必須有科學的理論作指導。指導我們培養學生物理思維能力的理論主要有兩方面，一個物理思維理論，一箇中學生物理思維能力的結構模型。四是，只有在瞭解學生思維能力發展狀況及存在問題的基礎上，依據科學的理論，才能找到行之有效的培養措施。因此，物理思維能力培養的教學探究必須與物理思維能力發展研究相結合。

物理思維能力的培養探究是物理教育的一項有效措施，本探究只是一個開端，需要進一步修改和完善，許多問題有待進一步探討。一是，本教學探究所選擇的只是某部分班級的學生，結論難免具有一定的侷限性。二是，本探究主要是在較好的學生中進行的，對於差生是否適用，有待進一步的實踐檢驗。三是，本探究是在對九年級年級學生的思維能力發展研究的基礎上進行的，至於中學生思維能力發展的動態和年齡特徵有待進一步實踐探究。