◎代創(chuàng)偉

如何運(yùn)用原始物理問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生的物理能力

◎代創(chuàng)偉

本論文以《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》中提出“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”為依據(jù)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，提出物理教學(xué)對(duì)學(xué)生的物理物力培養(yǎng)的方法：在教學(xué)中引入原始物理問(wèn)題。指出了原始物理問(wèn)題和物理習(xí)題的概念,以及原始物理問(wèn)題與物理習(xí)題的關(guān)系, 通過(guò)分析,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力、想象能力、運(yùn)算能力、運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)方法的能力可以通過(guò)運(yùn)用原始物理問(wèn)題來(lái)培養(yǎng)。

創(chuàng)新是加速國(guó)家發(fā)展、提高人民生活水平的根本。社會(huì)的發(fā)展必須要有創(chuàng)新人才,我國(guó)目前正處于高速發(fā)展時(shí)期,對(duì)創(chuàng)新人才有很大的需求,并且在《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》中提出“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”。創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要階段是高等職業(yè)院校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng),做好關(guān)鍵時(shí)期有助于我國(guó)“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”的實(shí)施。培養(yǎng)高等職業(yè)院校學(xué)生的創(chuàng)新思維,無(wú)論是對(duì)于學(xué)生個(gè)人以后的生活還是對(duì)于我國(guó)未來(lái)的發(fā)展都是大有好處的。但就我國(guó)物理教學(xué)現(xiàn)狀而言,仍然執(zhí)行題海戰(zhàn)術(shù),雖然可以使學(xué)生有效地掌握一些物理知識(shí),但在一定程度上限制了學(xué)生的發(fā)展,對(duì)學(xué)生以后的成長(zhǎng)不利。所以,在教學(xué)中引入原始物理問(wèn)題,既肯定了習(xí)題教學(xué)的重要性又彌補(bǔ)了習(xí)題教學(xué)的缺憾。

所謂原始物理問(wèn)題,泛指自然界及社會(huì)生活、生產(chǎn)中未被抽象加工的涉及物理的問(wèn)題。它來(lái)源于客觀現(xiàn)實(shí)中的物理現(xiàn)象,只是對(duì)自然或社會(huì)現(xiàn)象客觀樸素的描述。物理習(xí)題則是從實(shí)際問(wèn)題中經(jīng)過(guò)分解、簡(jiǎn)化、抽象，經(jīng)人為加工出來(lái)的練習(xí)作業(yè)。原始物理問(wèn)題、物理習(xí)題二者之間的關(guān)系如圖所示：

楊振寧教授認(rèn)為：“很多學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成一種印象，認(rèn)為物理學(xué)就是一些演算。演算是物理學(xué)的一部分，但不是最重要的部分，物理學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的。絕大部分物理學(xué)是從現(xiàn)象中來(lái)的，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源川?！?/p>

從楊振寧的基本思想出發(fā)，我們認(rèn)為：在物理教學(xué)中，與演算對(duì)應(yīng)的具有可操作性的教學(xué)是習(xí)題教學(xué)，而與物理現(xiàn)象、原始問(wèn)題對(duì)應(yīng)的具有可操作性的教學(xué)則是原始物理問(wèn)題教學(xué)．因此，在物理教學(xué)中打破單一習(xí)題教學(xué)的局面是培養(yǎng)學(xué)生物理能力的一個(gè)較好途徑，通過(guò)對(duì)學(xué)生進(jìn)行原始物理問(wèn)題的訓(xùn)練，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生物理能力的目的。

運(yùn)用原始物理問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h2>

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科．物理學(xué)研究的基本方法是觀察和實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是獲得感性材料、探索物理規(guī)律、認(rèn)識(shí)物理世界的基本手段，也是檢驗(yàn)物理理論真理性的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)象是物理學(xué)的根源，敏銳的觀察力是學(xué)好物理的條件之一。原始物理問(wèn)題和習(xí)題在培養(yǎng)學(xué)生觀察能力上的效果是明顯不同的。由于物理現(xiàn)象是物理學(xué)的根源，是物理教學(xué)的依據(jù)和本質(zhì)，而傳統(tǒng)的習(xí)題教學(xué)切斷了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的源頭——現(xiàn)實(shí)生活，而偏離了生活，學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)就無(wú)從做起，很難做到。而學(xué)生解決原始物理問(wèn)題時(shí)，則必須從單純的物理知識(shí)回到現(xiàn)實(shí)生活中來(lái)，這樣就使得學(xué)生頭腦中有了觀察的意識(shí)，就會(huì)逐漸養(yǎng)成觀察的習(xí)慣。

運(yùn)用原始物理問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力

原始物理問(wèn)題和習(xí)題教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力上的主要區(qū)別在于二者把物理思維方法施用于物理內(nèi)容方式上的不同。原始物理問(wèn)題只是給出了一個(gè)要解決的研究對(duì)象，而且這個(gè)研究對(duì)象的許多情況要學(xué)生自己的明確；習(xí)題則給出了明確的已知條件，按已知條件和物理規(guī)律就可以解答。比如，大家都比較熟悉的“兩小兒辯日”，故事是這樣描述的：“日初出大如車蓋，及日中則如盤盂”。這就是一道原汁原味的原始物理問(wèn)題。題目中只給出了現(xiàn)實(shí)生活中的一個(gè)現(xiàn)象，至于這種現(xiàn)象究竟要用到什么知識(shí)并沒(méi)有明確。在解決這類問(wèn)題時(shí)，學(xué)生必須把光的折射相關(guān)知識(shí)和實(shí)際的物理現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，這就要求學(xué)生根據(jù)自己已掌握的相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用分析、比較、抽象、概括、推理、判斷等方法，明確自己要解決的是一個(gè)什么樣的物理問(wèn)題，要用到哪些物理知識(shí)和數(shù)學(xué)知識(shí)．從而可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。

運(yùn)用原始物理問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生的物理想象能力

所謂想象，是在外界的刺激下，人腦已有的現(xiàn)象經(jīng)過(guò)重組和更改而產(chǎn)生新形象的心理過(guò)程。根據(jù)物理學(xué)習(xí)的需求以及想象活動(dòng)的心理特征，可以把物理想象能力分為三個(gè)要素：①建立空間位置關(guān)系的能力；②形成物理情景的能力；③構(gòu)成理想化情景的能力。因此，我們把能力理論中的想象力與物理學(xué)科特點(diǎn)互相聯(lián)系，互相交差，從而就可以形成物理想象能力。

一切物理現(xiàn)象都是在空間中發(fā)生的，研究物理問(wèn)題首先要明確物體的空間位置及變化關(guān)系．在解決原始物理問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)該明確空間位置關(guān)系，即明確是在什么空間下表現(xiàn)的物理問(wèn)題。以前面說(shuō)到的“兩小兒辯日”為例，首先應(yīng)該考慮的是物理情景在什么空間范圍內(nèi)發(fā)生，當(dāng)確定是從太陽(yáng)到地球這樣一個(gè)空間范圍時(shí)，就要進(jìn)一步去明確在這樣的空間范圍中存在的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程，想象其中存在著什么樣的物理情景，再把頭腦中形成的物理情景抽象概括成一種反映原始物理問(wèn)題的新情況，然后把新情況轉(zhuǎn)化為典型的物理模型。太陽(yáng)光照射到地球表面就是一個(gè)光線折射的物理情景，再把這種情景構(gòu)想成理想化的物理模型，問(wèn)題就解決了。這樣學(xué)生的物理想象能力就會(huì)被逐步培養(yǎng)出來(lái)。

運(yùn)用原始物理問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生的物理運(yùn)算能力

原始物理問(wèn)題表現(xiàn)的形式是對(duì)物理情景的描述，沒(méi)有相關(guān)的物理量，在運(yùn)算時(shí)需要學(xué)生自己去明確，自己去設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)的物理量必須符合物理事實(shí)。需要學(xué)生通過(guò)合理的猜測(cè)，大膽地根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)提出一些合理的情景和設(shè)想。原始物理問(wèn)題中的運(yùn)算并不是單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算，它要求，在運(yùn)算的過(guò)程中始終要考慮過(guò)程是否符合物理現(xiàn)象，結(jié)果是否符合物理現(xiàn)象，是否與現(xiàn)實(shí)生活相一致，是否對(duì)現(xiàn)實(shí)生活有意義。因此，原始物理問(wèn)題的訓(xùn)練對(duì)提高學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際物理問(wèn)題的能力大有好處。

綜上所述，原始物理問(wèn)題在培養(yǎng)學(xué)生物理能力上有著習(xí)題無(wú)法彌補(bǔ)的作用。當(dāng)然，我們并不提倡完全拋棄習(xí)題教學(xué)，因?yàn)榱?xí)題教學(xué)也有很多可取之處。我們希望通過(guò)對(duì)原始物理問(wèn)題的探討，加深對(duì)物理教學(xué)的認(rèn)識(shí)，打破物理教學(xué)中習(xí)題教學(xué)占主要陣地的局面，通過(guò)引進(jìn)原始物理問(wèn)題來(lái)逐步使物理習(xí)題教學(xué)與原始物理問(wèn)題教學(xué)緊密結(jié)合，從而提高學(xué)生的物理能力。

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