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1、初中生物理思维能力培养之探究漳州三中分校物理组 洪清山摘要：对中学生进行物理思维能力培养的教学，是物理教育中落实基础课程改革的核心内容之一，可使学生的整体素质得到较大发展 , 除物理思维能力及科学文化素质可以得到明显的提高外， 由于知识的迁移作用， 学生的其他方面也能得到一定的发展； 对于教师的业务水平及教学能力， 受到了挑战， 也得到一定的提升，同时在教学研究方面也得到发展，包括提高撰写论文等整体水平。关键词： 基础课程改革物理教学探究物理思维能力培养的教育在当今世界各国的基础教育改革中， 培养学生的物理思维能力已成为一个重要的課題；在中学的物理教学中， 进行物理思维能力培养等的基础教育改革
2、探究，是落实素质教育，进行课程改革的一个重要手段。进行中学生物理思维能力培养的教学，首先，教师必须学习“物理思维论”等，关于物理思维能力培养的相关教学资料，提高自身水平；其次，依据中学生的年龄特点， 制定指导思想和措施， 并融入平时的教学中； 也要通过一些观摩课及交流实践体会等，不断改进教学方法和培养措施。依据物理思维理论、 中学生物理思维能力的结构模型及对中学生物理思维能力发展的研究， 参考了已有的培养方案和有关的资料， 进行中学生物理思维能力培养的一些具体措施的实施：【一】物理思维能力培养的步骤、措施及其方法一、在物理模型的抽象、物理概念的形成、物理规律的建立、物理问题的解决中教给学生物理
3、思维的基本方法。先从概念、特点、类型、作用、结构等方面，对物理学中的分析与综合、抽象与概括、比较与分类、归纳与演绎、 类比、等效、臻美等物理思维的基本方法，结合实例进行了深入的分析和研究。研究建立物理模型、 物理概念、物理规律的思维方法。 建立物理模型的思维方法主要有抽象、 假说、类比、臻美；建立物理概念的思维方法主要有抽象概括、理论推导、类比、等效；建立物理规律的思维方法主要有实验归纳、理论分析、提出假说。其次，研究中学生学习物理概念、 物理规律中的思维障碍。 通过对国内已有的研究成果，结合自己的教学经验及对学生的测试， 来分析学生学习主要物理概念和物理规律的思维障碍， 并对其进行概括和总结
4、， 把这些障碍归结为感性认识不足、思维方法不当、思维定势的消极影响和相关知识的干扰等。再者，提出指导学生学习物理概念和物理规律的具体措施。在物理概念教学中， 运用实验和列举生活中的典型事例等方法， 使学生获得必要的感性认识； 掌握建立物理概念的思维方法， 排除思维障碍； 明确物理概念的内涵、外延，运用物理概念解决实际问题； 掌握物理概念在物理学科结构中的地位和作用。在物理规律教学中， 使学生了解并建立物理规律的事实依据和思维方法，理解物理规律的物理意义、 适用条件和范围，以及与相关知识之间的关系，加强应用物理规律解决实际问题的指导和训练。最后，对解决物理问题的思维过程、思维方法、思维策略进行总
5、结和概括，并结合具体问题进行指导和训练。 学生在解决物理问题时一般遵循明确问题、 探求解法、实施计划、检验结论、进行小结的思维过程； 常用的思维方法有归纳法、演绎法、反证法、穷举法、变量控制法、类比法、等效法、近似处理法、 叠加法；常用的思维策略有动静转化、内外转化、曲直转化、常量与变量转化、无限与有限转化、顺思逆推、以美启真、数形结合等。结合课程要求，编写程序训练题，有计划、有步骤地让学生掌握这些方法和策略。二、训练学生的思维品质对物理思维品质进行理论分析，并寻找中学生物理思维品质差的具体表现，有针对性地对每一种思维品质进行训练。1. 深刻性思维品质的训练：a、加强物理建模和物理概念物理规律
6、及其理论的理解和教学。b、通过具体内容的教学过程，让学生掌握物理的思维方法。c、加强概括与抽象能力的培养和训练。d、引导学生挖掘物理题中的隐藏条件和排除干扰因素。e、训练学生克服分析问题的片面性及推理的不严密性。f 、注意让学生掌握物理学中力学、热学、声学、光学、电学和能源及现代材料的基本结构。2. 灵活性思维品质的训练：a、在知识与方法间的迁移和渗透。b、引导学生发散性思考、多面体思维，培养学生一题多解、一题多变、多题归一的能力。c、教给并加以训练学生灵活选取探究手段和解决问题的方法。d、帮助学生正确形成物理事物的情景图。e、使学生掌握物理学中的辩证关系。3. 敏捷性思维品质的训练：a、让学
7、生掌握物理概念与规律之间的关系，了解物理学科的基本结构，结合物理问题的解决，在思维中形成合理的知识模块。b、教给学生学习物理知识和解决物理问题，一定的提高速度的方法和技巧；c、通过做测验、考试和作业等方式，对学生进行技巧及速度训练。4. 探究性思维品质的训练：a、在课堂教学中，教师引导学生独立提出问题、分析问题和解决问题。在习题教学中，主要教给学生分析问题的方法和思路。b、鼓励学生对课本和教师对物理世界的描述和解释提出质疑，发表不同的见解，反复检查解决物理问题时所拟定的假设和方案， 客观地分析正、 反两方面的论据，养成不人云亦云、盲目服从的习惯。d、通过教学与训练，有效地排除在复杂物理情景中的
8、各种干扰。5. 独创性思维品质的训练：a、倡导新颖性，包括问题新颖、思路新颖、方法新颖和结果新颖，指导学生挖掘解题的各种方法，方法越多越好，越独特越好。b、狠抓学生自编习题。让学生根据某一物理规律和理论自编习题，这表达了独特性、新颖性和发散性 ( 每个学生编的题一般都有差异 ) 的三种独创性思维品质的特点。c、改进教学方法。结合课外活动，开设一些研究性的实验、设计性的实验及小制作；鼓励学生独立设计实验方案、 独立选择实验设备、 独立组装实验仪器、独立读取实验数据和独立分析实验结果。三、指导学生学习在教学过程中， 注意培养学生学会学习的能力。 根据有关学习理论和学习策略，结合物理学科的特点和学生
9、实际， 加强对学生制订学习计划、 听课、做笔记、记忆、复习、总结、分析问题、解决问题等的指导，这对提高学生的思维能力和整体素质起到很大的作用。四、加强非智力因素的培养措施a、注意处理好理想、动机、兴趣三者之间的关系，激发学习动机，培养学习兴趣。b、培养师生情感。c、训练良好的学习习惯。d、培养克服困难的意志。特别加强学习兴趣和良好习惯的培养。中学生学习物理的兴趣有四个层次：直觉兴趣是对丰富多彩的物理现象的自发兴趣 ，操作兴趣通过亲手操作获取物理现象和观察物理过程的兴趣 ，因果兴趣对探究物理现象发生原因的兴趣 ，理论兴趣对把具体的因果认识上升为能有效地分析物理过程的理论结构， 以及运用该结构中的
10、概念规律能动地解决物理问题的兴趣，这样概括起来有：直接的对物理事物本身的兴趣以及间接的对物理事物后果的兴趣的两个方面。我们通过演示实验、分组实验、利用多媒体等现代化的教学手段，唤起学生已有的表象、 重视建立物理情景、 展现物理现象及其过程等方法，培养学生学习物理的直接兴趣，通过联系生活实际、社会实际、科技发展实际，帮助学生探求因果关系等方法激发学生学习物理的间接兴趣。这就要通过提高教师的业务水平及教学艺术手段来引发学生学习物理的兴趣。五、要培养好学生的物理思维能力，先要学生有良好学习的习惯教师可按不同年龄段的学生特征，制订出相适应的学习要求。它们是，一要自觉遵守纪律使学习的顺利进行；二要做好课
11、前预习、课堂学习、课后复习和练习作业等学习环节，学会读书；三要克服不良的学习习惯。对于学生不注意掌握物理概念和物理规律来龙去脉的习惯， 对于做题不总结和反思的习惯，对于尚未理解知识就做题的习惯， 对于解题不注意选择研究对象的习惯，对于记的多思的少的习惯， 对于做题多分析少的习惯和对于推理不严密不周全的习惯等等，都要进行克服和矫正。六、在教学中注意处理好促进学生发展与适应学生年龄特征之间的关系对学生的物理思维能力进行测试和评价，一般为：中学生特别是初中生学习物理，只有最初浅的物理思维能力，是不完整不成熟；在思维方法方面，逻辑推理比较容易掌握，而抽象概括最差； 在思维的品质方面， 灵活性是优于深刻
12、性的。整体来讲，中学生的物理思维能力偏低， 特别是深刻性思维品质和抽象概括能力。针对在教学指导思想、 教师的教法、 学生的学法方面存在的问题， 及分析学生学习物理的动机、兴趣及一些不良习惯，以此为依据，采取切实可行的、促进学生思维能力发展的措施。【二】物理思维能力培养测试题的编制根据物理思维理论、 中学生物理思维能力的结构模型及对物理思维品质的分析，遵循三维性和完备性两个原那么，设计物理思维能力评价指标体系。在此基础上对现有大量的物理习题进行筛选、改编和自编，请有经验的教师对测试题进行审核。并考虑到测试目的、 对象和时间等各种因素， 进行题目练习和测试的制定。【三】物理思维能力培养的教学效果学
13、生方面，有经过物理思维能力培养的学生， 对物理感兴趣的人数明显提高；不良习惯有了较大的改变， 学习能力和学习效率有了大幅度的提高，对物理学中的对称美、和谐美、简洁美、多样统一美有了较深入的认识，成为推动学生学习物理的又一强大动力； 学生较好地树立了动静转化、内外转化、 常量与变量转化等辩证唯物主义思想； 观察实验能力、 分析问题、 解决问题的能力也有一定的提高。通过学生参加全国初中应用物理知识竞赛，对比成绩明显的高一个档次。经过物理思维能力培养的教学， 可以使学生的整体素质得到较大发展。 除物理思维能力及科学文化素质可以得到明显的提高外， 由于知识的迁移作用， 学生的其他方面也会有一定的发展，
14、即学生的整体素质有了较大的提高。教师方面，经过一段时间的实践教学， 教师的业务水平及教学能力也会有一定幅度的提升， 教学研究的能力也到了发展， 包括撰写论文等整体素质水平的提高。【四】写在最后对中学生物理思维能力培养的教学， 体会到：一是，提高教学质量的关键在于教师水平的提高。在物理思维能力培养的教学过程中， 教师也得到了学习和 “培训”，经常进行问题讨论，大力开展教育科学研究，可以收到良好的效果。二是，物理思维能力的培养教学， 是物理教育中落实基础课程改革的核心内容之一。 以物理思维能力的培养为中心， 同时加大学习方法指导和非智力因素的培养， 使学生的素质得到全面的提高。 三是，教育教学必须
15、有科学的理论作指导。 指导我们培养学生物理思维能力的理论主要有两方面， 一个物理思维理论， 一个中学生物理思维能力的结构模型。 四是，只有在了解学生思维能力发展状况及存在问题的基础上，依据科学的理论，才能找到行之有效的培养措施。因此，物理思维能力培养的教学探究必须与物理思维能力发展研究相结合。物理思维能力的培养探究是物理教育的一项有效措施，本探究只是一个开端，需要进一步修改和完善，许多问题有待进一步探讨。一是，本教学探究所选择的只是某部分班级的学生，结论难免具有一定的局限性。二是，本探究主要是在较好的学生中进行的，对于差生是否适用，有待进一步的实践检验。三是，本探究是在对初三年级学生的思维能力发展研究的基础上进行的，至于中学生思维能力发展的动态和年龄特征有待进一步实践探究。