例談在哲學(xué)思維培育中實(shí)現(xiàn)高中物理核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)

摘 要：哲學(xué)是一門重要的學(xué)科，哲學(xué)思維是一種重要的思維方法.無論從可能性，還是從必要性的角度出發(fā)，都應(yīng)培養(yǎng)高中學(xué)生的哲學(xué)思維.可以從以下幾個(gè)方面落實(shí)哲學(xué)思維的培養(yǎng)：幫助學(xué)生樹立正確的認(rèn)識(shí)觀，提高學(xué)生處理主要矛盾與次要矛盾關(guān)系的能力，幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)量變與質(zhì)變的關(guān)系，幫助學(xué)生樹立正確的聯(lián)系觀，借助物理學(xué)史滲透立德樹人的價(jià)值取向.

關(guān)鍵詞：哲學(xué)思維；高中物理；核心素養(yǎng)；教學(xué)目標(biāo)

一、問題的提出

哲學(xué)是通過對(duì)一系列關(guān)乎宇宙和人生的一般本質(zhì)和普遍規(guī)律問題的思考而形成的一門學(xué)科[1]3.各門自然學(xué)科均起源于哲學(xué)，物理學(xué)也不例外.哲學(xué)思維是人們認(rèn)識(shí)、改造客觀世界時(shí)所運(yùn)用的具有哲學(xué)特征的思維方法，是辯證性、批判性、實(shí)踐第一、超經(jīng)驗(yàn)的思維方法.哲學(xué)思維是一種理性思維，是一種高級(jí)思維.無論是遺傳素質(zhì)和生理成熟所提供的認(rèn)知發(fā)展可能性，還是對(duì)個(gè)體認(rèn)知發(fā)展起決定作用的環(huán)境和教育[2]285，高中生已經(jīng)初步具備了培育這種思維能力的內(nèi)部可能和外部條件.中學(xué)教育理應(yīng)承擔(dān)起培育學(xué)生哲學(xué)思維的責(zé)任，為學(xué)生的全面發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展、終生發(fā)展提供動(dòng)力源泉.在中學(xué)課程體系中，思想政治學(xué)科承擔(dān)了哲學(xué)思維的顯性教學(xué)，而其他學(xué)科則主要承擔(dān)了隱性教學(xué).筆者根據(jù)對(duì)高中物理和高中思想政治中關(guān)于哲學(xué)思維教學(xué)要求的分析，結(jié)合高中物理教學(xué)的實(shí)踐，探討高中物理如何在哲學(xué)思維培育中實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，以期拋磚引玉.

在高中物理新課標(biāo)所提出的“科學(xué)思維”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”兩個(gè)核心素養(yǎng)中，蘊(yùn)含了豐富的哲學(xué)原理，筆者對(duì)此做了粗淺的分析，具體見表1.

二、培育高中生哲學(xué)思維的理論基礎(chǔ)

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)一般依據(jù)知識(shí)的不同表征方式和作用，將知識(shí)分為陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí).策略性知識(shí)是關(guān)于如何學(xué)習(xí)和如何思維的知識(shí)，即個(gè)體運(yùn)用陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)去學(xué)習(xí)、記憶、解決問題的一般方法和技巧.只有在策略性知識(shí)的指導(dǎo)下，陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)才能被有效地加以應(yīng)用[2]75.按照中學(xué)教學(xué)界“知識(shí)與能力”的分類方法，陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)屬于“知識(shí)”范疇，而策略性知識(shí)則屬于“能力”范疇.哲學(xué)思維屬于策略性知識(shí)，可歸類到能力范疇.

學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)只有在實(shí)現(xiàn)概念化（是什么）、條件化（怎么用）、結(jié)構(gòu)化（網(wǎng)絡(luò)化、非零亂）和自動(dòng)化（近似于條件反射）之后，才能達(dá)到策略化的水平，才能形成解決問題的一般思維策略.所以培育學(xué)生的哲學(xué)思維有其內(nèi)在的規(guī)律性.筆者結(jié)合具體的實(shí)例，談?wù)勗谂嘤龑W(xué)生哲學(xué)思維方面所做的一些嘗試.

三、落實(shí)培養(yǎng)學(xué)生哲學(xué)思維教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)案例

（一）幫助學(xué)生樹立正確的認(rèn)識(shí)觀

雖然世界是客觀的，但人類對(duì)世界認(rèn)識(shí)的過程卻充滿著主觀性；世界是可以被認(rèn)識(shí)的，但這個(gè)認(rèn)識(shí)必然要經(jīng)歷一個(gè)漫長而曲折的過程，是一個(gè)不斷“破”與“立”的過程.樹立正確的認(rèn)識(shí)觀對(duì)學(xué)生質(zhì)疑精神、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)大有裨益，同時(shí)還能提高學(xué)生今后從事科學(xué)研究的耐挫力.

1.在“破”與“立”中，幫助學(xué)生樹立正確的認(rèn)識(shí)觀

【實(shí)例1】人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的“破與立”[3]

從湯姆遜的棗糕模型到盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型，從玻爾的軌道模型到后來的電子云模型，經(jīng)歷了反反復(fù)復(fù)的“破與立”.學(xué)生心中常生疑問：老師為什么要講這么多“錯(cuò)誤”的理論，而不直接講“正確”的理論？其用意不言自明.再如在介紹天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律物理學(xué)史時(shí)，教師不能為了引入新的理論把前一理論全盤否定，而應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生辯證地評(píng)價(jià)相關(guān)理論，分別指出它們的成功之處和不足之處.這樣的內(nèi)容是對(duì)學(xué)生進(jìn)行哲學(xué)認(rèn)識(shí)論教育的“絕佳”素材.

關(guān)于“破與立”的實(shí)例還有不少，如：在受力分析中，關(guān)于怎樣的物體可以視為整體問題的認(rèn)識(shí)；由初中物理中對(duì)電流表、電壓表的認(rèn)識(shí)，到高中物理中各種阻值測量不同方法的比較.這種“破與立”也充滿物理學(xué)的發(fā)展史，如：關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系，力是維持運(yùn)動(dòng)的原因還是改變運(yùn)動(dòng)的原因；落體運(yùn)動(dòng)中速度與質(zhì)量關(guān)系；經(jīng)典力學(xué)與相對(duì)論力學(xué)中，關(guān)于質(zhì)量、時(shí)間與空間三者關(guān)系的認(rèn)識(shí)；量子理論與經(jīng)典理論中，對(duì)能量輻射的認(rèn)識(shí)等.

2.在重溫科學(xué)家探究物理規(guī)律之路的過程中，幫助學(xué)生樹立正確的認(rèn)識(shí)觀

物理學(xué)不少規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都經(jīng)歷了復(fù)雜而曲折的過程，例如：人類在天文學(xué)方面的認(rèn)識(shí)，經(jīng)歷了“地心說→日心說→第谷的天文觀測→開普勒三定律→萬有引力定律”等階段，其中布魯諾為了日心說甚至付出了生命的代價(jià)；人類對(duì)電與磁關(guān)系的認(rèn)識(shí)，經(jīng)歷了“奧斯特對(duì)電流磁效應(yīng)的研究→安培對(duì)安培力的研究→法拉第用10年研究出了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件→麥克斯韋方程組的建立”等階段；人們關(guān)于光的本性認(rèn)識(shí)，經(jīng)歷了“光的粒子說→光的波動(dòng)說→粒子說與波動(dòng)說的爭論階段→光子說→光的波粒二象性”等階段，其過程也是一波三折.類似的教學(xué)素材還有不少，限于篇幅，不再一一列舉.

物理學(xué)的發(fā)展史是一個(gè)由表及里的過程，也是一個(gè)不斷由模糊走向清晰的過程.讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這一規(guī)律，有利于堅(jiān)定其今后從事科學(xué)研究的理想和信念.

（二）提高學(xué)生處理主要矛盾與次要矛盾關(guān)系的能力

我們所處的世界是一個(gè)充滿矛盾的世界，矛盾是發(fā)展的動(dòng)力.認(rèn)識(shí)世界就是認(rèn)識(shí)矛盾，改造世界就是解決矛盾，矛盾分析法，是我們認(rèn)識(shí)世界和改造世界的根本方法[1]67.在事物發(fā)展過程中，主要矛盾處于支配地位、對(duì)事物的發(fā)展起決定作用.在解決問題時(shí)，我們應(yīng)著重把握主要矛盾，突出矛盾的主要方面，會(huì)有利于問題的解決.

1.在解決估算類問題中，提高學(xué)生處理主要矛盾與次要矛盾關(guān)系的能力

【實(shí)例2】用平均速度代替瞬時(shí)速度的問題[2].

一個(gè)小石子從離地某一高度處由靜止自由落下，某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛好者用直尺量出軌跡的長度，如圖1所示.已知曝光時(shí)間為0.001 s，則小石子出發(fā)點(diǎn)離A點(diǎn)約為（ ）

A.6.5 m B.10 m

C.20 m D.45 m

在這個(gè)練習(xí)題中，雖然絕大部分學(xué)生選擇了正確答案C，但筆者在講評(píng)時(shí)，仍不惜“犧牲”不少課堂時(shí)間，組織學(xué)生對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了深入的探討.首先，筆者在黑板上呈現(xiàn)了學(xué)生中幾種常見的解法，如：（1）先求出AB段的平均速度，再求A點(diǎn)的速度，最后求OA的間距；（2）先對(duì)AB段應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式求出A點(diǎn)的速度，再求出OA的間距.這兩種做法的共同缺點(diǎn)是步驟較繁、運(yùn)算量大.然后，筆者直接用AB段的平均速度代替，去求OA的間距，再問學(xué)生這種解法“靠譜”嗎？不少學(xué)生第一感覺這樣的做法有“瑕疵”，但就結(jié)果而言，好像還是可以接受的……

老師不僅要指出，能這樣做的原因——在時(shí)間間隔極短的情況下，可以用平均速度代替瞬時(shí)速度；而且要上升到一定的哲學(xué)高度——把復(fù)雜的問題進(jìn)行必要的簡化，突出問題的主要方面.類似這樣的例子還有不少，如油膜法對(duì)分子直徑的估測、天體質(zhì)量的估算等，在中學(xué)階段，只要數(shù)量級(jí)正確，都是科學(xué)方法“偉大”的勝利.

2.在理想模型建立、條件理想化處理中，提高學(xué)生處理主要矛盾與次要矛盾關(guān)系的能力

【實(shí)例3】在解決微觀粒子相關(guān)問題時(shí)，為什么重力可以忽略.

有些老師可能會(huì)說重力與電場力或洛侖茲力比較非常小，所以可以忽略；但在討論這些粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，明明有重力加速度，為什么還能忽略重力呢？其實(shí)我們可以從重力對(duì)速度影響的角度講，因Δv=gΔt，而微觀粒子的速度一般都比較大（不少問題中都在105m/s數(shù)量級(jí)），則在有限的時(shí)間內(nèi)Δv與v的比值接近零，所以重力加速度對(duì)速度的影響可以忽略不計(jì).在進(jìn)行理想化的處理時(shí)，老師要和學(xué)生講清楚“為什么”，否則學(xué)生會(huì)囫圇吞棗.

主要矛盾與次要矛盾相互依賴、相互影響，并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化[1]72.學(xué)生的認(rèn)知能力在不同階段的發(fā)展重點(diǎn)不同，我們應(yīng)制定不同的教學(xué)目標(biāo)，并確定不同的教學(xué)重點(diǎn).理想模型的建立是一個(gè)典型的抓住主要矛盾、忽略次要矛盾的例證，如：質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、輕質(zhì)球、輕質(zhì)硬桿、純電感器等；條件的理想化亦是如此，如：自由落體、彈性碰撞、光滑、絕熱、炸彈爆炸前后的動(dòng)量守恒等.

（三）在規(guī)律適用條件認(rèn)識(shí)中，幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)量變與質(zhì)變的關(guān)系

【實(shí)例4】關(guān)于光傳播問題的幾個(gè)經(jīng)典模型.

光在經(jīng)過比較大的孔（10-2m級(jí)以上）時(shí)，在光屏上得到與孔形狀相似的光斑；當(dāng)孔的尺寸減小到10-3m級(jí)時(shí)，此時(shí)在光屏上得到光源倒立的實(shí)像；當(dāng)孔的尺寸減小到10-5m級(jí)時(shí)，在屏上則出現(xiàn)了光的衍射圖樣.

關(guān)于從規(guī)律適用條件認(rèn)識(shí)量變與質(zhì)變的關(guān)系，還有不少實(shí)例，如：量子理論對(duì)經(jīng)典物理的突破，相對(duì)論力學(xué)對(duì)經(jīng)典時(shí)空觀的顛覆，光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)的區(qū)別等.

（四）幫助學(xué)生樹立正確的聯(lián)系觀

世界是一個(gè)聯(lián)系的世界，而且聯(lián)系是普遍存在的，聯(lián)系是多種多樣的.有些聯(lián)系是顯現(xiàn)的，也有些是模糊的，有待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去認(rèn)識(shí).我們只有認(rèn)識(shí)了聯(lián)系，才能認(rèn)識(shí)世界.

1.在學(xué)會(huì)應(yīng)用函數(shù)方法分析問題的過程中，幫助學(xué)生樹立正確的聯(lián)系觀

【實(shí)例5】人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為r，線速度為v，周期為T，要使衛(wèi)星的周期變?yōu)?T，可以采取的辦法是（ ）[4]

A.r不變，使線速度變?yōu)閇v2]

B.v不變，使軌道半徑變?yōu)?r

C.使衛(wèi)星的高度增加r

D.使軌道半徑變?yōu)閇43]r

環(huán)繞天體的運(yùn)動(dòng)學(xué)參量（T，v，ω，an）僅是軌道半徑r的函數(shù)，而與其他因素均無關(guān).把r視作為自變量（中心天體質(zhì)量M一定），其他參量視為應(yīng)變量，則有：[T=2πr3GM， v=][GMr，]

ω=[GMr3， ]an=[GMr2].則T[∝r32]，選D.該類問題的關(guān)鍵是關(guān)系式中分子上的物理量與分母上的物理量是獨(dú)立量（一個(gè)物理量的變化不會(huì)引起其他量的連鎖反應(yīng)），還是關(guān)聯(lián)量（與獨(dú)立量相對(duì)）.在說一個(gè)物理量（應(yīng)變量）與其他物理量（自變量）間是什么關(guān)系時(shí)，要保證一個(gè)自變量變化時(shí)，其他自變量能保持不變，即符合控制變量法的要求.

函數(shù)描述了量的制約關(guān)系，反映了一個(gè)事件（或參量）隨著其他若干個(gè)事件（或參量）變化而變化的關(guān)系和規(guī)律，是聯(lián)系的一種表現(xiàn)形式.由于知識(shí)水平和看問題的角度所限，學(xué)生容易犯上述這種類型的錯(cuò)誤.在教學(xué)中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)檢驗(yàn)表達(dá)式中自變量的獨(dú)立性.

2.在物理規(guī)律探究的過程中，幫助學(xué)生樹立正確的聯(lián)系觀

強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，是前一輪課程改革與此前一輪課程改革顯著的特征之一.對(duì)物理量間的定量關(guān)系探究是高中物理的重要教學(xué)內(nèi)容之一.探究的過程中，常用的控制變量法、數(shù)據(jù)處理的方法（如圖像法、代數(shù)平均值法、幾何平均值法等）、誤差的分析處理等，均是幫助學(xué)生樹立正確聯(lián)系觀的機(jī)會(huì).限于篇幅，不再贅述.

3.講清楚重要的因果聯(lián)系，有利于學(xué)生對(duì)問題本質(zhì)的把握

聯(lián)系是普遍的，因果聯(lián)系是聯(lián)系的一種常見形式，若在教學(xué)過程中適當(dāng)?shù)臅r(shí)候能突顯出這種關(guān)系，可以達(dá)到去偽存真、事半功倍的效果.筆者現(xiàn)將高中物理中相關(guān)的實(shí)例列舉如下（見表2）.

（五）借助物理學(xué)史的教學(xué)，滲透新課標(biāo)核心素養(yǎng)立德樹人的價(jià)值取向

“立德樹人”是新一輪課程改革最突出的目標(biāo)之一，中學(xué)階段是學(xué)生世界觀、人生觀和價(jià)值觀形成的重要階段.為了更好地體現(xiàn)新課標(biāo)的這一價(jià)值取向，教育教學(xué)的過程必須“入耳”、“入腦”、“入心”，避免說教，物理學(xué)史中適合的教學(xué)素材比比皆是，不再贅述.

四、結(jié)語

哲學(xué)思維是一種高級(jí)思維，要中學(xué)生達(dá)到應(yīng)用自如是不現(xiàn)實(shí)的.但這并不是說，我們對(duì)學(xué)生思維的培育可以視而不見，課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此已經(jīng)提出了明確要求，中學(xué)教師有義務(wù)為實(shí)現(xiàn)課標(biāo)中的教學(xué)目標(biāo)而付之努力.

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書，思想政治必修4——生活與哲學(xué)[M].北京：人民教育出版社，2014：4.

[2] 莫雷.教育心理學(xué)[M].北京：教育科學(xué)出版社， 2007：1.

[3] 戴大勇.物理教學(xué)應(yīng)處理好認(rèn)知過程中的“破與立”[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2017（5）：63.

[4] 戴大勇.物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生函數(shù)思維能力過程性培養(yǎng)的策略[J].教學(xué)月刊·中學(xué)版（教學(xué)參考），2015（6）：31.