思考

周志宏

摘 要：物理課堂教學(xué)不只是讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，更是要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，學(xué)習(xí)用物理方法來(lái)分析和解決問(wèn)題，以此提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。基于認(rèn)知心理原理的教學(xué)策略，為提高學(xué)生思維的品質(zhì)、提升物理課堂的教學(xué)價(jià)值奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；教學(xué)；思考；認(rèn)知；方法

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）9-0001-3

物理課堂教學(xué)與其他學(xué)科的教學(xué)一樣，必須以學(xué)生的發(fā)展為中心，以關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)為導(dǎo)向。但是，在新課程的教學(xué)實(shí)踐中，很多教師發(fā)現(xiàn)，窮盡很多教學(xué)方式（例如，小組合作、科學(xué)探究、討論、自學(xué)法等），最終卻效果不佳。有時(shí)候課堂表面上看起來(lái)轟轟烈烈，可是課堂的教學(xué)目標(biāo)卻沒(méi)有達(dá)到，實(shí)際教學(xué)效果并不好，甚至失去了物理課堂教學(xué)的價(jià)值。究其原因，這樣的課堂教學(xué)存在共同的問(wèn)題：教學(xué)過(guò)程只滿足知識(shí)的淺層學(xué)習(xí)，學(xué)生缺少有價(jià)值的思考，特別是缺少深層次的思考，從而導(dǎo)致學(xué)生難以維持學(xué)習(xí)興趣，讓課堂教學(xué)淪于低效。因此，在物理課堂教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，學(xué)習(xí)用物理方法分析和解決問(wèn)題，以此提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。提高思維的品質(zhì)成為體現(xiàn)物理課堂教學(xué)價(jià)值的關(guān)鍵。

1 以激發(fā)興趣，啟動(dòng)學(xué)生思考

思考源于人對(duì)意向信息的加工，是對(duì)信息進(jìn)行的推演。物理學(xué)科的思考就是應(yīng)用物理知識(shí)和方法解釋所觀察到的現(xiàn)象、解決所面對(duì)的問(wèn)題的思維活動(dòng)。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)的觀點(diǎn)，人是愿意思考但又不善于思考，尤其是與人的記憶能力、觀察能力和運(yùn)動(dòng)能力相比，思考是緩慢、費(fèi)力的，并具有不確定性。但同時(shí)人類又具有很強(qiáng)的好奇心，并樂(lè)于為此進(jìn)行思考。只是好奇心雖然是天生的，可是它是很脆弱的，需要精心的呵護(hù)和不斷的激勵(lì)。因此，在物理課堂教學(xué)中激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深層思考的第一步。

在物理課堂教學(xué)中可以用生產(chǎn)生活、演示實(shí)驗(yàn)甚至是游戲讓學(xué)生因好奇而產(chǎn)生疑問(wèn)來(lái)激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。只是在激發(fā)的過(guò)程中要時(shí)刻注意從問(wèn)題的解決出發(fā)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)并體驗(yàn)過(guò)程與方法，而不能只停留在表面的驚嘆，因?yàn)楸砻娴捏@嘆既不能讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣持久也無(wú)助于教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。例如，在玻璃瓶吞蛋的演示實(shí)驗(yàn)中，如果只是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生這是證明大氣壓存在的例子，那么這種由驚奇引起的探究熱情就不會(huì)持續(xù)很久，但如果我們能引導(dǎo)學(xué)生分析：紙片在瓶?jī)?nèi)燃燒，熱空氣膨脹，燃燒結(jié)束后，溫度降低，空氣收縮，瓶?jī)?nèi)大氣壓強(qiáng)小于外界大氣壓，瓶外的大氣壓將瓶口的熟雞蛋壓入瓶?jī)?nèi)。這樣分析既能將好奇轉(zhuǎn)為探究的動(dòng)力，又能讓學(xué)生體驗(yàn)分析問(wèn)題的過(guò)程，感受解決問(wèn)題的愉悅，這充分體現(xiàn)了新課程的三維課程目標(biāo)。

既然思考具有緩慢、費(fèi)力和不確定性三個(gè)特點(diǎn)，那么什么時(shí)候?qū)W生才愿意思考呢？認(rèn)知心理學(xué)和教學(xué)實(shí)踐都告訴我們，只有當(dāng)學(xué)生知道問(wèn)題的解決能夠帶來(lái)愉悅，他們才喜歡思考。好奇可以讓學(xué)生追求新的問(wèn)題和新的觀點(diǎn)，但同時(shí)他們又會(huì)分析這會(huì)讓他們付出多少代價(jià)。在沒(méi)有外界壓力的情況下，如果要付出的代價(jià)太多或太少，他們都可能停止努力。這一分析對(duì)我們物理教學(xué)的啟示就是，物理教學(xué)目標(biāo)必須定位在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，讓學(xué)生解決的問(wèn)題的難度要適中，因?yàn)閷?duì)于太難的問(wèn)題學(xué)生會(huì)放棄，太容易的問(wèn)題又會(huì)讓學(xué)生感到無(wú)聊，而失去進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

2 以認(rèn)知規(guī)律，引領(lǐng)學(xué)生思考

在物理教學(xué)中為了將學(xué)生的思考引向深層次，我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到學(xué)生對(duì)物理的認(rèn)知能力是有限的，應(yīng)盡可能地用學(xué)生在以往的學(xué)習(xí)經(jīng)歷中貯備的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。在確保問(wèn)題能夠得到解決的情況下，設(shè)置一些具有挑戰(zhàn)性的認(rèn)知任務(wù)。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，首先從課堂的教學(xué)目標(biāo)開(kāi)始，明確課堂的中心問(wèn)題，將中心問(wèn)題分解成問(wèn)題串；其次，要考慮如何提出問(wèn)題、提出問(wèn)題的時(shí)機(jī)，以及學(xué)生對(duì)問(wèn)題的思考會(huì)不會(huì)給他們帶來(lái)負(fù)面影響；最后，要盡量讓設(shè)計(jì)的問(wèn)題既能吸引學(xué)生參與又具有一定難度同時(shí)還要顧及學(xué)生的認(rèn)知限制，盡可能地讓問(wèn)題的內(nèi)容與學(xué)生相關(guān)，使問(wèn)題變得有趣，學(xué)生這樣才有解決問(wèn)題的意愿。在教學(xué)中，應(yīng)注意留出足夠的時(shí)間和空間讓學(xué)生體驗(yàn)解決物理問(wèn)題的過(guò)程，拓展所學(xué)的物理知識(shí)。如果在教學(xué)中只是被動(dòng)地讓學(xué)生接受問(wèn)題的答案對(duì)提升學(xué)生的物理素養(yǎng)是沒(méi)有幫助的，甚至對(duì)知識(shí)的記憶也是事倍功半的。

例如，在“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”教學(xué)中有一道經(jīng)典的習(xí)題：公路上行駛的兩汽車之間保持一定的安全距離，當(dāng)前車突然停止時(shí)，后車司機(jī)可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會(huì)與前車相碰。通常情況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1 s。當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時(shí)，安全距離為120 m，設(shè)雨天時(shí)汽車輪胎與瀝青路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為晴天時(shí)的2/5，若要求安全距離仍為120 m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度。

這是一道很好的物理習(xí)題，因?yàn)榱?xí)題的內(nèi)容是學(xué)生很感興趣的，雖然對(duì)第一次接觸此類題目的學(xué)生來(lái)說(shuō)難度有點(diǎn)大，但是我們可以用問(wèn)題串使問(wèn)題既具有挑戰(zhàn)又能被學(xué)生解決。

問(wèn)題1：汽車在這個(gè)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況是怎么樣的？

答：在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。

問(wèn)題2：剎車后，汽車在干燥路面做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度是多少？

3 以物理方法，提升學(xué)生思考水平

物理方法既是人們研究科學(xué)問(wèn)題的方法，也是在物理課堂教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)物理所常用的方法，同時(shí)還是提高學(xué)生思維品質(zhì)很好的方法。物理教學(xué)中若想培養(yǎng)學(xué)生的理解能力、推理能力、分析綜合能力，那必須先提高學(xué)生的思考水平。課堂教學(xué)不應(yīng)把物理知識(shí)、原理當(dāng)作定論或結(jié)果進(jìn)行傳授，而是需要引導(dǎo)學(xué)生深入思考，在基于理解的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)，并嘗試運(yùn)用物理方法提升學(xué)生的推理能力和分析綜合能力。讓學(xué)生運(yùn)用各種物理方法學(xué)習(xí)，既是新課程對(duì)提高學(xué)生物理素養(yǎng)的要求，也是提高學(xué)習(xí)效率的必由之路。中學(xué)物理教學(xué)常用到控制變量法、類比法、理想模型法等物理方法，這些既是一些物理學(xué)常用的研究方法，也是一些提高學(xué)生思考水平、增進(jìn)核心素養(yǎng)行之有效的方法。

“類比法”可以啟發(fā)思路，提供線索，指明學(xué)習(xí)的方向。認(rèn)知科學(xué)告訴我們，人們對(duì)新事物的理解，往往需要原有知識(shí)和方法作為支撐。在學(xué)習(xí)物理新概念時(shí)，如果能用運(yùn)用類比法，可以加深學(xué)生對(duì)新概念的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)的拓展應(yīng)用打好基礎(chǔ)。類比法是人們認(rèn)識(shí)客觀事物的一種常用的思維方法。它是依據(jù)兩個(gè)研究對(duì)象之間存在相似的性質(zhì)，推測(cè)出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芫哂蓄愃频膶傩缘囊环N推理方法，是一種從特殊到特殊的推理方法。例如，在學(xué)習(xí)電壓時(shí)，用水壓類比；在學(xué)習(xí)磁場(chǎng)的性質(zhì)時(shí)，用電場(chǎng)的性質(zhì)類比。

“控制變量法”為學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的變化規(guī)律提供了一種方法，那就是如何化繁為簡(jiǎn)，如何由整體到局部，再由局部回歸整體的研究方法。為了研究某個(gè)事物的變化規(guī)律，由于影響其變化的因素可能很多，我們把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素控制起來(lái)保持不變，然后來(lái)比較、研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系，這就是大多初中物理實(shí)驗(yàn)都用到的控制變量法。例如，探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，壓強(qiáng)與壓力、受力面積的關(guān)系以及影響摩擦力大小的因素等。

“理想模型法”是物理研究中創(chuàng)造性思維的基本方法之一。影響物理現(xiàn)象的因素往往復(fù)雜多變，研究時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況采用忽略某些次要因素，引用理想狀態(tài)的辦法，以突出現(xiàn)象的本質(zhì)因素，便于深入研究，從而取得符合實(shí)際情況的近似結(jié)果，或者將具體物體用抽象的物理模型表示，這就是理想模型法。它通過(guò)設(shè)立理想的模型，將客觀事實(shí)進(jìn)行抽象，然后通過(guò)思維的想象，把研究對(duì)象的現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)化和升華為一種理想化狀態(tài)，開(kāi)拓了研究思路和方法。物理規(guī)律是從大量的物理現(xiàn)象中抽象、概括、總結(jié)出來(lái)的，其重要的思維方法就是理想化方法。例如，光滑表面、輕質(zhì)桿、輕質(zhì)彈簧、質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、理想氣體等。

學(xué)習(xí)物理方法不是為了記住方法的淺層學(xué)習(xí)，而是對(duì)物理知識(shí)的理解和物理方法的感悟的深度學(xué)習(xí)。它是一個(gè)將新的物理知識(shí)和方法還原為原有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，再通過(guò)理解、體驗(yàn)、探究與反思使學(xué)生自己完成對(duì)知識(shí)的邏輯要素與方法意義的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化。為了讓物理課堂教學(xué)不只是再現(xiàn)簡(jiǎn)單知識(shí)，而應(yīng)使教學(xué)具有發(fā)展性，具有教育價(jià)值，我們應(yīng)該把握三個(gè)教學(xué)策略：一是問(wèn)題導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和感悟物理知識(shí)所涵含的問(wèn)題解決的途徑；二是理解反思，以理解為教學(xué)原點(diǎn)，認(rèn)識(shí)物理知識(shí)所表征的物理本質(zhì)與規(guī)律，并通過(guò)反思提升學(xué)生的推理能力和分析綜合能力；三是回歸拓展，在理解的基礎(chǔ)上將物理學(xué)習(xí)回歸到學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)與思考，并嘗試在新情景下實(shí)現(xiàn)遷移與拓展，促進(jìn)學(xué)生物理素養(yǎng)的不斷提高。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 廖伯琴）