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學習資料收集于網絡，僅供參考對物理思想的認識和思考摘要 物理思想是人們在研究物質性質、相互作用和運動規(guī)律的自然科學反映在人的意識中經過思維活動而產生的世界觀。為了更好地實現物理新課程標準提出的提高學生科學素養(yǎng)，促進學生全面發(fā)展的重任，從知識與技能，過程與方法，情感、態(tài)度與價值觀三個方面來培養(yǎng)，強調學生螺旋式發(fā)展形成科學的物理思想，掌握實驗手段和物理思維方法的靈魂。本文認為以物理思想統領高中物理教學，對于高中生學習物理具有重要的指導意義。關鍵詞 物理思想螺旋式發(fā)展物理教學1對物理思想的認識1.1物理思想是人們在研究物質性質、相互作用和運動規(guī)律的自然科學反映在人的意識中經過思維活動而產生的世界觀。是要通過對宇宙萬物真實面目的不斷探究揭示來指導人們對自然知識、社會知識、思維知識的概括和總結，形成合乎事物原理的世界觀。是自始至終貫穿整個物理學的基本觀點及處理和解決問題的觀念和邏輯定式，甚至是看待問題的情感、態(tài)度。物理思想是對物理知識、方法、規(guī)律的一種理性本質的認識，是物理思維方法的靈魂，對物理的發(fā)生、發(fā)展具有普遍的指導意義。一般認為“思想方法”包含“思想”和“方法”兩個層次的概念，較上位的是理念、哲學層次的，本文稱其為“物理思想”，較下位的是方法、技巧層次的。物理思想與物理方法物理知識雖然密切相關，但它們之間有區(qū)別。物理知識是用物理思想、方法解決問題時所依據的材料和解決問題的結果。物理方法是指從物理的角度提出問題、解決問題的過程中所采用的各種方式、手段、途徑等，是物理思想的基礎，也是物理思想發(fā)展的前提，物理思想是一類物理方法本質特征的反映和靈魂，它須通過物理方法表現出來，在強調指導思想時候稱為物理思想，在強調操作過程時稱為物理方法。譬如守恒，在強調其價值時，我們認其為思想；在強調其應用時，我們認其為方法。物理思想是物理方法的提煉與簡化，是“升級版”物理方法。前者是內隱的，后者是外顯的。它們不是相互獨立的而是合二為一的，應該是水乳交融，不存在脫離物理知識的物理思想，也不存在缺失物理思想的物理知識。事實上，物理知識和物理思想是同時呈現的，在教學中，如果把三維目標看做一個坐標系數，教師應該以物理思想為源點，來指導確定三維目標的具體內容。在學習中，學生螺旋式形成物理思想，完成三維目標不是象坐標軸相分離的過程，而更應該是象一個四面錐體一樣，以三維目標為三個面，在上升過程漸近靠近統一成一個頂點形成物理思想，也是學習的終點。但當下，在應試教育觀的影響下，重物理知識技能，輕物理思想方法的教學大行其道，物理思想的巨大價值被掩蓋，教師教得費勁，學生學得迷茫。學生學習后，沒有形成自已的物理思想，缺少思想的統領，腦子里只留下支離破碎的物理概念規(guī)律的名稱，或公式及解題技巧，沒有達到物理課程目標的要求。研究物理思想的滲透策略，成為當務之急。欲在教學中滲透物理思想，前提就是要厘清頭緒，準確深刻地領會物理思想的含義。1.2思想、教育思想、學科思想與物理思想思想，客觀存在反映在人的意識中經過思維活動而產生的結果，是人類一切行為的基礎，人因思想而偉大，人因思想而崇高。只有思想才是永恒的，應該讓每一個學生都能成為有思想的人。教育思想，教育思想是指人們對人類特有的教育活動現象的一種理解和認識，這種理解和認識常常以某種方式加以組織并表達出來，其主旨是對教育實踐產生影響。2學科思想，學科思想是指由學科專家提出的對學科發(fā)展和學科學習最具影響力的那些觀念、思想和見解，是“知識”背后的“知識”。學科思想指能夠反映學科知識本質、學科思維特點和學科學習規(guī)律，對分支學科發(fā)展和學生學科綜合素養(yǎng)發(fā)展起著決定性作用的那些基本觀念和思想。物理思想，它是物理產生、發(fā)展過程中所必須依賴的那些思想，是學習過物理的人所具有的思維特征。每一個學科都有自己的學科思想，只有牽住了學科思想這根紅線，才能掌握學科知識體系、明確學科課程目標，認識到其中的規(guī)律，再“教”知識或學知識，才能綱舉目張。思想是總綱，以教育思想為基礎，在學科思想中體現，具體在物理學科思想中實踐。1.3不同時期物理思想亞里士多德物理思想：以物質運動及其與時間，空間，與周圍物體的關系及物質本原為研究對象以形成一門獨立的學科，重視近身事物的具體觀察，強調思維邏輯的作用，首先引用數學方法來考察具體物理定律。伽利略物理思想：開創(chuàng)了以實驗事實為根據并且具有嚴密邏輯體系的近代科學世界。他把科學實驗方法首次引入物理學中。他運用數學知識首次提出了慣性原理，加速度等概念，他發(fā)現了擺的等時性，自由落體運動。他在人類歷史上首次用自制望遠鏡觀測天體，獲得許多重要發(fā)現。他的發(fā)明和發(fā)現擴大，加深并改變了人類對物質運動和宇宙的認識。牛頓物理思想：牛頓的科學觀是因果決定論的科學觀。在牛頓力學中只要知道質點在初始時刻的位移和速度，根據牛頓定律就可以預言其后時刻的運動情況，這是典型的因果描寫。牛頓采用因果性的解釋在物理學的發(fā)展中是重要的一步。愛因斯坦指出：“在牛頓以前還沒有實際的科學成果來支持那種認為物理因果關系有完整鏈條的信念。牛頓建立了物理因果性的完整體系，從而揭示了物理世界的深刻特征?！痹跊Q定論科學觀的基礎上，牛頓確立了他的物理框架，所謂物理框架就是對物理現象解釋的一種標準。牛頓框架的核心是力和力所決定的因果性，認為找到了力的規(guī)律就是找到了對運動現象的解釋。愛因斯坦物理思想：他堅持了一個自然科學家必然具有的自然科學唯物論的傳統，吸收了斯賓諾莎等的唯理論思想以及休漠和馬赫的經驗論的批判精神，經過畢生對真理的追求和科學實踐，形成了自己獨特的科學思想和科學研究方法。堅信自然界的統一性和合理性，相信人的理性思維能力，求得對自然界的統一性和規(guī)律性的理解，是他生活的最高目標。統一性思想、簡單性思想、相對性思想、對稱性思想作為科學活動的指導思想始終貫穿和廣泛應用于他的科學探索之中。 32以物理思想統領高中物理教學的思考2.1物理思想統領高中物理教學的必要性從物理思想的視角和高度來把握高中物理教學，站在物理思想的高度看問題，可能獲得“由授人以魚變授人以漁”的教學效果。物理思想是打開物理課程之門的“鑰匙”。以物理思想統領物理教學，可以幫助師生從紛雜物理概念規(guī)律定理公式中跳出來，站在更高的、更系統的視角看待物理課程，以知識和技能為基礎，研究真實、典型的科學過程，客觀全面地理解物理課程的教育價值。強調在理解和掌握物理概念和規(guī)律的過程中，關注物理學家如何提出科學問題，他們在思考和解決物理問題過程中有哪些關鍵環(huán)節(jié)；關注在物理知識形成過程中，形成了哪些思想方法、研究規(guī)范，如何形成了知識系統；關注物理學在研究自然的過程中天成了什么思想，這些思想又是怎樣發(fā)展并演進成為今天的物理思想。42.1.1高中物理學科體系設置的客觀要求愛因斯坦指出：“在建立一個物理學理論時，基本觀念起了最主要的作用。物理書上充滿了復雜的數學公式，但是所有的物理學理論都是起源于思維與觀念，而不是公式?！庇纱丝梢姡锢硭枷胗^念在物理學理論形成和發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。5（愛因斯坦，英菲爾德.物理學的進化上海；上?？茖W技術出版社）高中物理體系性強，綜合性大，注重實驗與理論的結合。同時，高中物理學科十分注重學生綜合思維能力的培養(yǎng)，注重學生對知識內在聯系的把握，同時學生還必須具備良好的學科間知識學習綜合能力。物理學的發(fā)展史告訴我們，在物理學發(fā)展過程中，每一次物理學思想上的“危機”都孕育著物理學上的一次重大的突破，而每一次重大的突破都會強烈地在當代乃至下一代的物理思想方法上留下不滅的印記。一個重要的物理學定律或定理的產生往往是一代人甚至是幾代人的堅持不懈努力的結果。而在每一項成果的背后，總伴隨著新的物理思想方法的產生，或用新的物理思想方法作為它的世界觀的支撐點。物理思想方法是在物理學各個發(fā)展階段中逐漸萌發(fā)出來并成長為這個階段物理學最重要的，對促進和發(fā)展以后物理學認識有突出影響的物理學的主流思想方法，這些思想方法既體現在物理學家對他們研究領域和研究工作的思考、理解、認識以及創(chuàng)造性發(fā)展的過程中，也體現在與不同學派和不同觀點的比較、切磋、爭論以及逐漸為同行所認可的過程中。在一個時期占有突出主體地位的物理學思想和方法不僅給那個時期的物理學發(fā)展打上了深深的烙印，而且對以后物理理論的發(fā)展方向和速度產生著重大的影響，所以，物理學科特點決定了學生進行物理學習同時要有物理思想理論指導作用的必要性。2.1.2高中物理學習興趣的保障在高中物理教學中普遍忽視了學科思想的教學：強調知識的教學，卻又使學生的知識學習陷入龐雜、零散而缺乏整合；強調解題技巧的訓練，卻又使學生的技能學習停留于淺表、機械的水平而缺乏創(chuàng)造。而物理知識一般來講是枯燥的，只有鉆入其思想方法和物理哲學的境界，才能對其產生極大的興趣。進入高中，如何才能保持對物理的興趣，關鍵就是能否在“思想方法”和“物理哲學”層面上去學習物理。若不上升到這個層面上學習，物理的知識本身會給學生以“枯燥無味”的感覺，沒有了色彩，沒有了生氣，進而也就沒有了對物理的感情。而“思想方法”和“物理哲學”猶如調味劑，它能把學生帶到快樂學習的境界之中。物理思想是學習物理知識的必要工具，特別是高中物理：用力學，也只能學的一般，用心學，才能學的優(yōu)秀。所謂用力的學，可理解為單純的、機械的學知識，那么用心的學，則是學思想方法、學物理哲學。思想方法、物理哲學是由于物理知識深刻性的引發(fā)，而升華到“方法”、“哲學”層面上的思想認識。在此層面上學習物理，回頭看一些具體的物理知識層面的問題時，會有“居高臨下”的感覺，能給物理規(guī)律以更深刻、更準確的理解，以致提高人看問題的敏銳性和正確性。物理學與哲學可以說是同系一個源頭，很多哲學思想來源于物理學科內容，一些哲學思想的形成和發(fā)展，起始于物理規(guī)律的發(fā)現。就是思想方法的問題也是與物理知識交織在一起是分不開的，甚至二者沒有明顯的界限。愛因斯坦的相對論就是從哲學的角度來揭示物理規(guī)律的，是哲學思想向物理學延伸的最好例證。波粒二象性、量子理論、熱力學第二定律等內容，與思想方法、物理哲學交融在一起。特別是高中物理里面有些知識體系本身是比較深奧和復雜的，對于高中學生，要求系統掌握是不現實的。向學生介紹這些知識時，更重要的是要向學生滲透這些知識之中的思想方法和物理哲學。2.2以物理思想統領高中物理教學的探究2.2.1高中物理思想的主要內容在高中物理教學中，應該滲透的物理思想有：一、等效思想。在力的合成與分解中，力的相互作用是等效的思想。等效電路、等效電源。二、數理思想（包括極限思想、微分思想）。在運動合成與分解中，化曲為直思想。三、守恒思想、轉化、轉移思想。在能量轉化轉移過程中，能的守恒，物理學發(fā)現的這個守恒定律，是自然界最基本的規(guī)律和最普遍的法則，支配著迄今我們知道的從石塊的下落到原子核反應以至宇廟的演化等一切自然現象，為我們看待一切自然現象提供了統一的觀點。每一種守恒定律，必然有其伴隨的物理對稱性。四、對稱思想。在電磁場理論學習中，空間場的分布對稱性。五、模型思想（物理模型、理想模型）。質點、點電荷模型的建立思想。2.2.2螺旋式發(fā)展過程策略，形成科學的物理思想布魯納提出“螺旋式教學”，就是采用與學生思維方式相符的教學形式，隨著學段的提升，不斷拓廣和加深學科的內容，使之在課程中呈螺旋式上升態(tài)勢的教學模式。“螺旋式上升”是高中物理課程的內在要求，以社會需求和學科發(fā)展為核心追求，通常是課程設計者的指導思想。設計者在課程設計和教科書編寫過程中注意到了物理學科的螺旋式特征，他們重視學科基本概念和原理的連續(xù)性，通過“螺旋式”的課程和課程內容設置，為教師的“教”和學生的“學”創(chuàng)造條件。6高中物理知識學習要求學生能夠在新知識和原有知識之間建立聯系，掌握復雜概念、深層知識等系統理論。物理學知識體系螺旋式發(fā)展，物理教材初高中螺旋式按排，學生的物理思想、思維能力必須按螺旋式發(fā)展，因此教師在教學過程中應當引導學生對相關知識物理思想進行有效的聯系和對比，需要構建螺旋式上升高中物理教學體系，“螺旋式發(fā)展”是學生思維發(fā)展的階段性與理解水平的階段性的綜合反應，這樣有助于學生形成科學的物理思想。只有通過螺旋式發(fā)展完善物理思想，才能在高中物理教學中綻放螺旋中心的花朵伴隨學生終身的物理思想。在物理思想形成上遵循螺旋式發(fā)展理念，在高中物理教學開始以前，先全面考慮學生初中學習情況和高中階段要求，進行高中教學整體規(guī)劃，對學生的學習物理，形成物理思想實行階段性目標管理。首先，初步掌握高中物理的學習方法及思維特點，進入物理思想螺旋式上升的第一快速上升期。這階段對學生的目標要求是從初中物理的學習過渡到高中物理的學習，包括初步熟悉進而掌握高中物理的學習方法、思維方式，形成初步的物理思想。教師全面了解學生的知識結構和思維能力水平，物理思想狀態(tài)，在教學過程中，設置合適的階梯，讓學生逐步體會初高中物理在知識要求、學習方法和思維特點方面的異同，并慢慢掌握之，逐步形成物理思想雛形。初中物理教學以觀察、實驗為基礎，教材內容多是簡單的物理現象和結論，對物理概念和規(guī)律的定義與解釋簡單粗略，研究問題大多是單一的對象，單一的過程、靜態(tài)的簡單問題，易于學生接受，高中物理教學則采用觀察實驗、抽象思維和數學方法相結合，對物理現象進行模型抽象和數學化描述，要求通過抽象概括、想象假說、邏輯推理來揭示物理現象的本質和變化規(guī)律，研究解決的往往是涉及對象多個狀態(tài)、多個過程、動態(tài)的復雜問題，學生接受難度大。對思維能力要求高，要有更高的全面完善的物理思想的指導。其次，熟練掌握了高中物理的學習方法及思維特點，形成比較成熟學生自己的物理思想。牢固建立理想物理模型的思維方式，能用控制變量法進行分析，能應用數學知識解決物理問題，能理解物理規(guī)律、公式的意義和應用條件。以上目標總體要求宏觀表現為學生能適應高中物理的學習環(huán)境，從螺旋的快速上升期過渡到螺旋的平衡發(fā)展期，初步形成學生自已的物理思想。接著，實現高中物理的學習方法及思維特點的物理思想的再次轉型上升，進入第二個物理思想螺旋的上升期，到高二階段，充分利用電磁場、守恒定律等物理知識學習形成學生物理思想的第二次轉型升級，以期達到能力的再次大幅上升，全面發(fā)展學生自己的物理思想。在電磁學的學習過程中，要將學生帶入“場”的想象中，進入微觀世界的思維方式，要注意培養(yǎng)學生的想象能力和應用數學知識解決物理問題的能力，讓學生提升空間思維能力。在這個過程中，我們要特別注重“最近發(fā)展區(qū)”的理念，從場的對稱性和力學的等效思想分析入手，幫助學生逐步掌握場和微觀世界的物理思想，實現物理思想的轉換。通過力的平衡、機械能守恒和能量守恒等內容學習，形成多角度分析問題的意識和能力，形成既考慮部分又考慮整體的物理思想，實現物理思想的再次飛躍。體會牛頓經典物理簡單和諧完美的思想。通過原子物理的學習，活躍學生的思想，初步實現從經典物理的思想向量子化思想的轉變，體會愛因斯坦的物理思想。最后，高三總復習階段，是全面實現高中物理學習方法和物理思想完善的階段，是高中階段的最后一個螺旋，也是升幅最大的一個螺旋，為進入高校深造，進入更大一個螺旋的學習和研究做好準備。這個過程要求學生能站在物理學的高度看待力、電、熱和原子物理，形成綜合能力。既能用牛頓的物理思想運動規(guī)律和天地統一思想來分析解決問題，也能用守恒定律從部分與整體的關系來分析解決問題。既能用理想化模型，抓住主要問題來思考問題，又能用控制變量全面思考問題。 我們要充分利用和把握物理知識的這種螺旋式結構，并通過探討螺旋式結構與物理教學之間的關系，認清物理學習，思想形成的螺旋式發(fā)展的特點，注重知識結構的內在聯系，加強知識的層次性建構，使學生對物理思想的形成，實現“螺旋式發(fā)展”的高效性。2.2.3聯系、對比、整體統一形成物理思想杜威提出了“從做中學”的基本原則，他認為學生應該從自身的活動中進行學習，以使學生的興趣和需要得到滿足。強調在教學過程中，要喚起學生思維，思維的作用就是將模糊的、疑難的情況轉變?yōu)榍逦?、確定的情境，也就是形成科學的物理思想，指導物理學習過程。6物理思想是一種智慧，智慧并不表現在經驗的結果上，也不表現在思考的結果上，而表現在經驗的過程，表現在思考的過程。智慧不是教出來的，而是悟出來的。讓學生親自操作，親身經歷，認真感悟過程，自主建構物理知識體系。高中生獲得物理思想的基本方式與目標要求是“感悟”。感悟，來源于人們的親身經歷與感受，有的是漸漸領悟，有的則是瞬間開悟。學生只有內化物理方法，才能領悟物理思想。例如，力與運動的關系在不同時期，對不同科學家的物理思想認識不同對比教學，在物理教學中，提供不同觀點之間自由討論、爭論、啟發(fā)的機會，使學生明白問題出現的思想原因，真理與謬誤總是相比較而存在，相斗爭而發(fā)展的?！拔矬w的運動是否需要力來維持？”這不單單是知識性問題，它涉及到人平時生活中的觀念甚至是處事哲學。不懂物理的人，往往被錯覺所左右，如亞里士多德那樣的偉人都如此。就是現在的學生，并不受亞