方耀喜

1物理學(xué)思想、方法的概述

2011年版《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程性質(zhì)中明確提出：“義務(wù)教育物理課程應(yīng)綜合反映人類在探索物質(zhì)，相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律等過(guò)程中的成果.物理學(xué)不僅含有人類探索大自然的知識(shí)成果，而且含有探索者的科學(xué)思想方法，科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等.”聯(lián)合國(guó)教科文組織總干事納依曼闡述道：“今天教育內(nèi)容的百分之八十以上都應(yīng)該是方法……方法比事實(shí)更重要”.“物理教學(xué)必須從傳統(tǒng)的‘學(xué)科教育’轉(zhuǎn)向‘科學(xué)教育’，應(yīng)該讓學(xué)生掌握必要的科學(xué)知識(shí)，還要為他們的素質(zhì)發(fā)展奠定必需的科學(xué)方法、科學(xué)能力和科學(xué)品質(zhì)的基礎(chǔ)”.

按廣義的知識(shí)觀，物理學(xué)思想、方法屬于知識(shí)的范疇.科學(xué)知識(shí)分為：

事實(shí)性知識(shí).包括自然科學(xué)領(lǐng)域的具體事實(shí)和科學(xué)技術(shù)史中的事實(shí)；

概念性知識(shí).包括自然科學(xué)領(lǐng)域的基本概念、原理、規(guī)律和科學(xué)技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的規(guī)律性知識(shí)；

程序性知識(shí).科學(xué)研究的一般過(guò)程和具體實(shí)驗(yàn)與制作技術(shù).

程序性知識(shí)的本質(zhì)是方法與步驟的運(yùn)用.

物理學(xué)思想、方法是指自然界中探索物質(zhì)，相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律等過(guò)程，反映到人的意識(shí)中，經(jīng)過(guò)思維活動(dòng)而產(chǎn)生的結(jié)果；它是對(duì)物理事實(shí)與物理理論（概念、定理、定律、公式、法則等）的本質(zhì)認(rèn)識(shí).在物理教學(xué)中，是指研究物理現(xiàn)象、描述物理現(xiàn)象、實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)、總結(jié)物理規(guī)律、檢驗(yàn)物理規(guī)律、分析、解決物理問(wèn)題時(shí)所應(yīng)用的各種手段與方法.物理思想比一般說(shuō)的物理學(xué)概念具有更高的抽象和概括水平，物理概念比物理思想更具體、更豐富，物理思想比物理學(xué)概念更本質(zhì)、更深刻.物理學(xué)思想、物理學(xué)方法二者密不可分.中學(xué)物理學(xué)中出現(xiàn)的科學(xué)方法，例如理想模型、理想實(shí)驗(yàn)、控制變量、等效替代和轉(zhuǎn)換法等方法，都體現(xiàn)著一定的物理學(xué)思想.

2初中物理教學(xué)過(guò)程中物理學(xué)思想、方法的梳理

初中物理教學(xué)過(guò)程中蘊(yùn)含的物理學(xué)思想、方法大致有：（1）觀察和實(shí)驗(yàn)方法（包括觀察的方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、過(guò)程中的一些思想方法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的程序與方法，如猜想與假設(shè)法、控制變量法、放大法、等效法、轉(zhuǎn)化法等）；（2）比較和分類方法；（3）理想化方法（構(gòu)建物理模型法、理想實(shí)驗(yàn)法）；（4）分析和綜合方法（包括定性分析、定量分析、因果分析、綜合等）；（5）數(shù)學(xué)方法（包括用比值定義物理量、圖象法、極值思維方法、臨界問(wèn)題分析法、估算法、對(duì)稱法、比例法、數(shù)形結(jié)合法、平均值法等）；（6）分析和解決問(wèn)題的具體方法（如等效替代法、近似處理方法、累積法、審題的方法、整體法、逆向思維法、符號(hào)化或抽象法等）；（7）特殊化方法、非邏輯思維等方法.

初中物理的確蘊(yùn)含了豐富的物理學(xué)思想方法內(nèi)容，不但方法種類多，而且有些物理學(xué)思想方法出現(xiàn)的頻率也相當(dāng)高，這說(shuō)明在初中物理教學(xué)中加強(qiáng)物理學(xué)思想方法教學(xué)不但具有重要意義，而且切實(shí)可行，是一個(gè)頗具開(kāi)發(fā)價(jià)值的研究課題.

3滲透物理學(xué)思想方法的教學(xué)策略

在當(dāng)前物理教學(xué)中，有些教師缺乏物理學(xué)思想、方法教學(xué)的意識(shí)，主要表現(xiàn)在制定教學(xué)目標(biāo)時(shí)對(duì)具體知識(shí)、技能訓(xùn)練的目標(biāo)比較明確，而忽視了物理學(xué)思想、方法的教學(xué)目標(biāo)；在教學(xué)過(guò)程中，往往注重了知識(shí)的結(jié)論，削弱知識(shí)形成過(guò)程中思想、方法的訓(xùn)練；在知識(shí)應(yīng)用過(guò)程中，又偏重于就題論題，忽視了物理學(xué)思想、方法的提煉；在小結(jié)時(shí)，注重了知識(shí)的系統(tǒng)的整理，忽視思想、方法的歸納提高等，致使物理教學(xué)停留在較低的層次上.

物理教學(xué)的目的不僅要求學(xué)生掌握好物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，還要求發(fā)展學(xué)生的智能，培養(yǎng)他們良好的個(gè)性品質(zhì)和學(xué)習(xí)習(xí)慣.從根本上說(shuō)，就是要全面地提高學(xué)生的素質(zhì).在實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的過(guò)程中，物理學(xué)思想、方法的教學(xué)起著極為重要的作用.它是學(xué)生形成良好認(rèn)知結(jié)構(gòu)的紐帶，是由知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的橋梁，是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科意識(shí)（觀念）、形成優(yōu)良思維品質(zhì)的關(guān)鍵.因此，加強(qiáng)物理學(xué)思想、方法的教學(xué)，是深化物理教學(xué)改革的突破口.

3.1在概念、規(guī)律教學(xué)中，有意識(shí)地進(jìn)行物理學(xué)思想、方法的滲透

教師加強(qiáng)物理學(xué)思想、方法的教學(xué)，首先要有意識(shí)地從教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)過(guò)程的實(shí)施、教學(xué)措施的落實(shí)等方面來(lái)體現(xiàn).使每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和教育目的獲得和諧的統(tǒng)一.在備課時(shí)必須把物理學(xué)思想、方法的教學(xué)從鉆研教材內(nèi)涵的層面加以挖掘，從物理學(xué)思想、方法的高度，深入鉆研分析教材.通過(guò)概念、公式、定律、原理等的教學(xué)，滲透物理學(xué)思想方法的內(nèi)容.物理概念作為觀察、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)思維相結(jié)合的產(chǎn)物，在應(yīng)用中具有定性或定量的特性，要求表述科學(xué)準(zhǔn)確；學(xué)習(xí)時(shí)需要層層深入，全面到位，由形象到抽象使認(rèn)識(shí)螺旋上升.通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，引入概念，以生活中具體情境或?qū)嵗秊檩d體，強(qiáng)化對(duì)物理現(xiàn)象的實(shí)際感受.在思維加工的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生抓住本質(zhì)特征，形成概念.鞏固深化，理解應(yīng)用意義，在分析問(wèn)題解決問(wèn)題的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)概念的準(zhǔn)確定位，達(dá)成認(rèn)識(shí)的深度.

在構(gòu)建物理概念的教學(xué)過(guò)程中使用隱性科學(xué)思想、方法，重在讓學(xué)生感受科學(xué)思想、方法，受到科學(xué)思想、方法的啟蒙和熏陶，初步體會(huì)科學(xué)探究涉及的思想、方法和策略.如在學(xué)習(xí)密度概念及密度應(yīng)用等之類概念時(shí)，通過(guò)隱形滲透觀察法及科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、步驟，讓學(xué)生在使用天平測(cè)質(zhì)量、量筒測(cè)體積的同時(shí)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)歸納，得出結(jié)論：同種物質(zhì)的比值是一定的（有前提或控制條件），不同物質(zhì)的比值一般不同的特征.形成密度的概念，突破重難點(diǎn)，達(dá)成教學(xué)目標(biāo).在初中階段由比值法定義的概念貫穿于力、聲、熱、電各個(gè)部分；在學(xué)習(xí)牛頓第一定律等知識(shí)內(nèi)容時(shí)，通過(guò)隱形滲透理想化方法及物理學(xué)家探究的過(guò)程.引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比亞里士多德及伽利略的觀點(diǎn)，引發(fā)學(xué)生積極討論、交流、碰撞，體會(huì)理想實(shí)驗(yàn)、理想模型、科學(xué)推理的思想、方法在建構(gòu)概念形成規(guī)律的過(guò)程中的應(yīng)用.可以實(shí)現(xiàn)傳遞科學(xué)思想、培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和邏輯思維的教學(xué)目標(biāo)；在概念、規(guī)律復(fù)習(xí)過(guò)程中，用顯性比較和分類的方法，通過(guò)明晰的分類，幫助學(xué)生構(gòu)建、形成系統(tǒng)、完整的知識(shí)結(jié)構(gòu).通過(guò)比較，異中求同、同中求異，辨析相似的知識(shí)，加深理解提升能力.

3.2在解決具體問(wèn)題過(guò)程中，有意識(shí)地運(yùn)用物理學(xué)思想、方法

適時(shí)地對(duì)某種物理學(xué)思想、方法的關(guān)鍵點(diǎn)或要素進(jìn)行概括、強(qiáng)化和揭示，對(duì)它的名稱、內(nèi)容、規(guī)律和運(yùn)用等有意識(shí)地適度點(diǎn)撥，不僅可以使學(xué)生從物理學(xué)思想、方法的高度把握知識(shí)的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律，而且可使學(xué)生逐步體會(huì)物理學(xué)思想、方法的精神實(shí)質(zhì).學(xué)生在運(yùn)用方法的過(guò)程中不斷提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.

（1）用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題.根據(jù)問(wèn)題情境，結(jié)合相關(guān)知識(shí)，靈活地運(yùn)用圖象法、極值思維方法、臨界問(wèn)題分析法、估算法、對(duì)稱法、比例法、數(shù)形結(jié)合法和平均值法等解決物理問(wèn)題.

（2）審題的方法.物理習(xí)題教學(xué)歷來(lái)是物理教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié).審題，是解題的第一步；審題是一個(gè)細(xì)致周密的過(guò)程.邁好這一步，就為正確求解開(kāi)辟了道路，就能在卷面測(cè)試中順利解決提出的問(wèn)題.因此審題的有效性是解題的基本前提和保障；審題能力也是分析問(wèn)題能力的重要體現(xiàn)：一是認(rèn)真通讀，明確題意.審題時(shí)應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)，拿到一個(gè)習(xí)題，首先應(yīng)從頭到尾把題目認(rèn)真默讀一遍，有時(shí)甚至要讀上好幾遍.直到能把題目中意思用自己的語(yǔ)言講出來(lái)，在頭腦中烙下一個(gè)深刻的印象為止.對(duì)題目文字和插圖的一些關(guān)鍵之處要細(xì)微考察，有些信息，不但要從題目文字中獲得，還應(yīng)從題目附圖中查找，即要多角度、無(wú)遺漏地收集題目的信息.做到明確研究對(duì)象，明確指出需要設(shè)定或要求的物理量；二是反復(fù)推敲，把握關(guān)鍵詞句.所謂反復(fù)推敲，就是讀題時(shí)對(duì)題目中的關(guān)鍵字句“咬文嚼字”，正確理解其表達(dá)的物理意義，在頭腦中形成一幅清晰的物理圖景，明確一個(gè)完整的物理過(guò)程，形成解題途徑.對(duì)于那些容易誤解的關(guān)鍵詞語(yǔ)，如“變化量”與“變化率”，“增加了多少”與“增加到多少”，表現(xiàn)極端等情況的“剛好”、“恰能”、“至多”、“至少”、“光滑”、“粗糙”、“沒(méi)動(dòng)”、“勻速直線運(yùn)動(dòng)”、“最小”、“最大”、“最大輸出功率”、“漂浮”、“懸浮”等專業(yè)術(shù)語(yǔ)，應(yīng)特別注意，最好在審題時(shí)作上記號(hào)，作出準(zhǔn)確的判斷.關(guān)鍵詞句往往是解題的突破口；三是挖掘隱含條件，排除干擾因素.反復(fù)讀題、審題，從題目的字里行間挖掘出一些隱含的信息.物理試題的某些已知條件，有時(shí)以物理常數(shù)的形式在試卷的卷首列出；常常隱含在題目的文字?jǐn)⑹鲋?；還有的是隱含在物理術(shù)語(yǔ)中.對(duì)隱性的信息進(jìn)行挖掘，一方面對(duì)問(wèn)題中的變化過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的分析；另一方面把涉及到的知識(shí)與自己大腦中的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效對(duì)接；實(shí)現(xiàn)互動(dòng)遷移.利用這些隱含信息，梳理解題思路和建立輔助方程.干擾信息往往與解題的必備條件混雜在一起，若不及時(shí)識(shí)別它們，就容易受騙上當(dāng)誤入歧途，只有大膽地摒棄干擾信息，解題才能順利進(jìn)行；四是清晰物理過(guò)程構(gòu)建物理模型. 認(rèn)真通讀題目及圖表，反復(fù)推敲關(guān)鍵詞句，挖掘隱含條件， 排除干擾因素，全面收集信息.通過(guò)讀、畫(huà)圖（簡(jiǎn)圖、草圖、等效圖、圖象、圖表等）幫助理解題意，清晰物理情境.經(jīng)過(guò)發(fā)散思維，克服思維定勢(shì)，嚴(yán)謹(jǐn)推理，尋找臨界條件，判斷多種可能，構(gòu)建物理模型，列出表達(dá)式，解決物理問(wèn)題.