论物理教学对学生思维发展的促进作用

在目前中学教学中，各科课程对学生思维发展均有特殊的作用。如数学，常被认为是智力的体操，对思维发展有独特的效用。我认为，物理学科（高中物理课程）同样为发展思维提供了其它学科不可替代的途径。

物理学是由概念、定律、定理等构成的逻辑体系。根据自然现象观测结果和实验结果，概括出概念，概念和概念之间的内在联系形成定律或定理，再由定律、定理构成有机的逻辑体系，即物理学理论体系。在高中物理教材中包含许多物理定律和规律。这些定律和规律构筑成物理体系基本框架。这些物理定律和规律在内容上虽然各不相同，但都是前人经过大量的科学研究和探索而总结出的人类文化的精髓，它们蕴涵着丰富的科学思想和方法。按当代认知心理学家的看法，知识可分为“描述性知识”、“程序性知识”、“策略性知识”等类型。在高中物理教材中，充分包含了以上三种知识类型。物理教材中含有丰富的关于自然界事实性知识，即描述性知识，如什么是力、什么是运动、什么是电、什么是磁等。物理教材中含有丰富的程序性知识（在特定的条件下可以使用的一系列操作步骤或算法）。如力与运动的关系中的牛顿三大定律，功与能的关系，电磁转化的关系等。在物理教材中含有丰富的策略性知识。物理概念的形成，物理规律的发现，它们无不是基于科学家对事物观察的基础上，由感性认识上升为理性认识，进而运用这些规律，在改造世界、创造世界的能动过程中不断深化和完善的。物理学的发展对社会发展起到了积极的推进作用，如今物理学的思想方法，被广泛运用在各项科学研究领域，单就心理学而言，物理学的思想方法，也随处可见。

然而，传统的教学，比较重视描述性知识和程序性知识的教学，高中物理教学也不例外。目前的物理教材中，通常对知识点的逻辑联系采用显处理，而对物理知识的内在联系，特别是物理的思想方法，采用隐处理，即不在课文中写明，而是让学生在学习过程中自己去领悟。这一方面促成了教师注重知识内容的教学，忽视思想方法的教学。另一方面，物理思想方法本身的抽象性、概括性，造成了学生难于掌握，这些都不利于培养学生的思维能力。如果，我们在教学中能注意挖掘教材的内涵，采用适当的教学方法，创造条件使学生亲身经历运用科学方法探索事物规律的过程，从中传授策略性知识，必将有利于学生掌握物理的学习方法和思维方法，促进学生的思维发展。

那么，如何立足教材，采用何种教学方法来促进学生的思维发展呢？我们不妨从教学实践中来考察分析一下。

例如，高中物理教材中有一节内容→《自由落体运动》，从教材安排上看，这节内容排在匀变速直线运动一般规律教学之后，可将“自由落体运动”作为匀变速直线运动规律的 一个应用课或习题课。但是，教材将“自由落体运动”单独立为一节内容，也可以将其视为物理规律的教学。我设计了两种不同的教案。

教案一：教学流程如表1

表1《自由落体运动》教学流程

通过各种落体情况的演示说明落体运动方向→介绍亚里士多德的学说以及伽利略的反驳→通过牛顿管演示验证伽利略学说→说明自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动→给出自由落体加速度的值→从匀变速直线运动公式推出自由落体公式→运用自由落体公式解题1、2、3、→布置作业

这一教案是以教师讲解介绍为主，从教学内容上看，包含教材提供的所有内容。这种做法从行为主义学习心理角度看，似乎是可行的。因为行为主义学习心理学认为，有怎样的刺激就会有怎样反应。通过多次刺激，配以一定的学习动机的“准备”，加上适当的“强化”，对做出正确反应的学生给予奖励。促使学生建立刺激——反应联结，学生掌握了知识，学会了物理规律及具备了应用的能力。我认为这种做法忽略了物理规律的自身特点。在教学实践中，发现这种教学方法对提高学生的物理思维能力尤其创造性方面是极为不利的。

教案二：由于“自由落体运动”的研究，在物理学史上有其重要的意义，伽利略对“自由落体运动”的研究，开创了实验研究物理规律的先河，对物理学的发展起了积极的推进作用。为此我将这节课设计为寻找运动规律的课，在教学安排上，突出规律的科学研究方法的教学，重点将传授物理定律和规律的教学结构转为探索物理规律的教学结构。在此教学思想的指导下，对“自由落体运动”一课教学作如下设计（表2）

表2   “自由落体运动”教学流程

通过各种落体情况的演示，创设研究情景，引入亚里士多德的学说→利用生活中的实验及伽利略和逻辑反驳去伪存真，分清一般落体运动，定义自由落体运动→推断自由落体运动快慢牛顿管→提出自由落体运动质的假设→实验推断假设的正确性并测g定的大小→得出自由落体运动公式→巩固练习

第一种教学设计，以介绍规律的发现过程为主，通过老师的讲解使学生掌握规律，这样的教学设计，是把学生作为接受知识的对象，由教师输入知识，学生被动接受。从教学的知识内容上看，两种教案无多大差别，但是从学习兴趣的激发、物理方法的学习、学生运用已知物理知识探索规律的能力的提高等到方面比较，教案一是不够的，教案二有一定的优势。

教案二在第一阶段通过人们在生活中对落体现象一些错误的直觉，创设了研究情景，激发了学生研究落体运动的兴趣。在此基础上，引导学生对不同质量、不同大小、不同密度物体的落体现象的观察，并穿插伽利略的逻辑反驳，从而使学生自觉地应用科学抽象原理得出“自由落体运动”模型。在此教学过程中，我特意加入了一段有关比萨斜塔落体实验是否由伽利略完成的历史谜案，把学生引入伽利略时代，激以了学生的思维欲望。通过第一阶段的实施，学生一方面对自由落体运动有了科学的定性认识，另一方面课堂教学氛围得到了优化，学生沉浸在探索运动规律的气氛之中，这为第二阶段“自由落体运动”规律的定量研究，建立了良好的情感基础和认识准备。

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