高中物理教學(xué)應(yīng)以提高學(xué)生抽象思維能力為主

1、高中物理教學(xué)應(yīng)以提高學(xué)生抽象思維能力為主廬江三中 查權(quán)雨教學(xué)必須為“四化”建設(shè)的需要服務(wù)，在使學(xué)生掌握必需的知識(shí)的基礎(chǔ)上，開發(fā)他們的智力，培養(yǎng)他們的能力。什么是能力？什么是智力？高中物理都要培養(yǎng)什么能力？主要應(yīng)培養(yǎng)什么能力？成為人們關(guān)注的問題。按照心理學(xué)的觀點(diǎn) “能力是順利地完成某種活動(dòng)的個(gè)性心理特征”,而智力是“在各個(gè)人身上經(jīng)常地、穩(wěn)定地表現(xiàn)出來的認(rèn)知特點(diǎn)，就是認(rèn)識(shí)能力或認(rèn)知能力。”;智力的核心是思維能力，而思維的核心形態(tài)是抽象邏輯思維（包括形式邏輯思維和辯證邏輯思維）。按照思維結(jié)構(gòu)的發(fā)展階段來看，抽象邏輯思維是發(fā)展的最后階段，這個(gè)階段又可分為初步邏輯思維，經(jīng)驗(yàn)型邏輯思維和理論型邏輯思維（包

2、括辯證思維）。顯然，培養(yǎng)思維能力，特別是抽象邏輯思維能力是開發(fā)智力的關(guān)鍵。在高中物理教學(xué)中以提高學(xué)生抽象邏輯思維能力，特別是理論型邏輯思維能力，是需要也是可能的。首先，高中生無論是升學(xué)還是就業(yè)，隨著現(xiàn)代化建設(shè)的深入開展，再學(xué)習(xí)乃至終身學(xué)習(xí)，更需要的是抽象邏輯思維。同時(shí)，高中物理是一門嚴(yán)密的、有著公理化邏輯體系的科學(xué)理論，對(duì)于高中學(xué)生抽象邏輯思維能力的要求，較初中物理有了一個(gè)很大的飛躍，這就是當(dāng)前所謂初、高中物理“臺(tái)階問題”的實(shí)質(zhì)。另外，從高中學(xué)生心理的年齡特征來看，從初二年級(jí)開始的抽象邏輯思維由經(jīng)驗(yàn)型向理論型水平的轉(zhuǎn)化，在高二年級(jí)將初步完成，這意味著他們思維趨向成熟，可塑性將變小。因此，在高中

3、一、二年級(jí)不失時(shí)機(jī)地提高學(xué)生抽象邏輯思維能力，以順利地完成從經(jīng)驗(yàn)型向理論型水平的轉(zhuǎn)化是必需的。其次，從生理上看學(xué)生在16歲時(shí)已能完成人腦總重量的96%的發(fā)育過程，有了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。在心理上，從初二開始了向理論型抽象邏輯思維水平的轉(zhuǎn)化，也有了一定的思維能力的基礎(chǔ)。同時(shí)，經(jīng)過初中階段的學(xué)習(xí)，他們?cè)谡Z言、文字、數(shù)學(xué)物理等各方面都有了必要的知識(shí)基礎(chǔ)，為在高中著重提高抽象邏輯思維能力提供了可能。廣大教師的實(shí)踐也證明：凡是抽象邏輯思維能力較強(qiáng)的學(xué)生，其他方面的能力都比較強(qiáng)。因此，高中物理教改也應(yīng)把提高學(xué)生擔(dān)負(fù)邏輯思維能力放在首位。高中物理教學(xué)如何提高學(xué)生的抽象邏輯思維能力呢？就思維發(fā)展來說，學(xué)生“在活動(dòng)

4、中產(chǎn)生的新需要和原有思維結(jié)構(gòu)之間的矛盾，這是思維活動(dòng)的內(nèi)因或內(nèi)部矛盾，也就是思維發(fā)展的動(dòng)力?！杯h(huán)境和教育只是學(xué)生思維發(fā)展的外因。作為中學(xué)生，其主導(dǎo)活動(dòng)是學(xué)習(xí)。而學(xué)習(xí)是在教師指導(dǎo)下有目的、有計(jì)劃、有系統(tǒng)的掌握知識(shí)技能和行為規(guī)范的活動(dòng)，是一種社會(huì)義務(wù)，從某種意義來說，還帶有一定的強(qiáng)制性。它對(duì)學(xué)生思維發(fā)展起著主導(dǎo)作用。主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣對(duì)思維發(fā)展的影響上，即學(xué)習(xí)內(nèi)容的變化，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的發(fā)展和學(xué)習(xí)興趣的增進(jìn)，直接推動(dòng)著學(xué)生思維的發(fā)展。學(xué)生思維發(fā)展的過程包含著“量變”和“質(zhì)變”兩個(gè)方面。學(xué)生知識(shí)的領(lǐng)會(huì)和積累，技能的掌握是思維發(fā)展的“量變”過程；而在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的智力或思維的比較明顯的、

5、穩(wěn)定的發(fā)展，則是心理發(fā)展的“質(zhì)變”。教師的責(zé)任就是要以學(xué)習(xí)的難度為依據(jù)，安排適當(dāng)教材，選好教法，以適合他們?cè)械男睦硭讲⒛芤鹚麄兊膶W(xué)習(xí)需要，成為積極思考和促使思維發(fā)展的內(nèi)部矛盾。創(chuàng)造條件促進(jìn)思維發(fā)展中的“量變”和“質(zhì)變”過程。應(yīng)該看到，這兩個(gè)過程是緊密聯(lián)系的，缺一不可的。教育并不能立刻直接地引起學(xué)生思維的發(fā)展，它必須以學(xué)生對(duì)知識(shí)的領(lǐng)會(huì)和掌握技能為中間環(huán)節(jié)。而智力、思維的發(fā)展又是在掌握和運(yùn)用知識(shí)、技能的過程中才能完成的。沒有這個(gè)“中介”，智力、思維是無法得到發(fā)展的。但是教師教學(xué)的著重點(diǎn)應(yīng)是通過運(yùn)用知識(shí)武裝學(xué)生的頭腦，同時(shí)給予他們方法，引導(dǎo)他們有的放矢地進(jìn)行適當(dāng)?shù)木毩?xí)，促進(jìn)他們的思維或智力盡快

6、地提高和發(fā)展，不斷地發(fā)生“質(zhì)”的變化。這也就是學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的“質(zhì)變”過程或稱“內(nèi)化”過程。具體到教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的智力，特別是思維能力這個(gè)問題上，我國一些心理學(xué)家經(jīng)過研究與實(shí)踐，提出了“培養(yǎng)思維品質(zhì)是發(fā)展思維能力的突破點(diǎn)，是提高教育質(zhì)量的好途徑”的觀點(diǎn)，并在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中取得了良好的效果。這是因?yàn)橹橇κ谴嬖趯哟蔚模怯扇说乃季S的個(gè)性差異確定的，這種差異體現(xiàn)為個(gè)體思維品質(zhì)，包括敏捷性、靈活性、深刻性、獨(dú)創(chuàng)性、批判性五方面。它也是思維能力的表現(xiàn)形式。因而由此可確定思維能力的差異；思維品質(zhì)的客觀指標(biāo)是容易確定的，使定量研究成為可能；研究思維品質(zhì)的發(fā)展與培養(yǎng)，有利于克服傳統(tǒng)教學(xué)的一些弊病，并對(duì)之實(shí)

7、施改革；思維品質(zhì)的發(fā)展水平是智力正常、超?；虻统５臉?biāo)志。其中思維的深刻性，思維活動(dòng)的抽象程度和邏輯水平，以及思維活動(dòng)的廣度、深度和難度是一切思維品質(zhì)的基礎(chǔ)。就思維結(jié)構(gòu)來說，皮亞杰提出了“發(fā)生認(rèn)識(shí)論”，強(qiáng)調(diào)“圖式”概念。他的心理學(xué)思想中有著豐富的辯證法思想。他認(rèn)為“圖式”即心理或思維結(jié)構(gòu)，“圖式”經(jīng)過“同化”、“順應(yīng)”和“平衡”，構(gòu)成新的“圖式”，不斷發(fā)展變化，不僅有量變，也有質(zhì)變的思想是可取的。其中“同化”是圖式的量的變化，“順應(yīng)”是圖式的質(zhì)的變化。任何一間科學(xué)都是由基本概念、基本規(guī)律、基本方法等組成的。概念、規(guī)律、方法等是相互聯(lián)系的；不同的概念、規(guī)律、方法之間也是相互聯(lián)系的，從而形成了該門科

8、學(xué)的知識(shí)和邏輯結(jié)構(gòu)。當(dāng)然這種結(jié)構(gòu)也在變化和發(fā)展著。應(yīng)該說，人的思維結(jié)構(gòu)和各門科學(xué)的知識(shí)、邏輯結(jié)構(gòu)都是人們對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)世界的反映，是緊密聯(lián)系的。因此，從教學(xué)必須發(fā)展學(xué)生思維能力上來說，正如杰羅姆·s.布魯納所說：“不論我們選教什么學(xué)科，務(wù)必使學(xué)生理解該學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)。”這也符合現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)（控制論、信息論、系統(tǒng)論）的觀點(diǎn)，系統(tǒng)科學(xué)認(rèn)為結(jié)構(gòu)與功能是對(duì)立的統(tǒng)一。不掌握學(xué)科結(jié)構(gòu)，就難以發(fā)揮該學(xué)科的功能。不僅如此，還認(rèn)為任何系統(tǒng)都是有結(jié)構(gòu)的，系統(tǒng)整體的功能不等于各孤立部分功能之和。而是等于各孤立部分功能的總和加上各部分相互聯(lián)系形成結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的功能。數(shù)理學(xué)科更是如此。布魯納寫道：“制訂物理學(xué)和數(shù)學(xué)課

9、程的科學(xué)家們已經(jīng)非常留意教授這些學(xué)科的結(jié)構(gòu)問題，他們?cè)缙诘某晒?，可能就由于?duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)調(diào)。他們強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)，刺激了研究學(xué)習(xí)過程的人?！笨梢?，教育學(xué)家、心理學(xué)家們強(qiáng)調(diào)“結(jié)構(gòu)的重要性”是受到物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家的影響，特別應(yīng)提到的是愛因斯坦的重大影響。愛因斯坦強(qiáng)調(diào)指出：“科學(xué)力求理解感性知覺材料之間的關(guān)系，也就是用概念來建立一種邏輯結(jié)構(gòu)，使這些關(guān)系作為邏輯結(jié)果而納入這樣的邏輯結(jié)構(gòu)?！边€指出：“科學(xué)是這樣一種企圖，它要把我們雜亂無章的感覺經(jīng)驗(yàn)同一種邏輯上貫徹一致的思想體系對(duì)應(yīng)起來。在這種體系中，單個(gè)經(jīng)驗(yàn)同理論結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系，必須便所得到的對(duì)應(yīng)是唯一的，并且是令人信服的?！庇纱丝梢?，無論是物理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，還是

10、現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)和現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)的研究成果都強(qiáng)調(diào)了“結(jié)構(gòu)的重要性”。高中物理教改，必須從本學(xué)科的特點(diǎn)出發(fā)，以辯證唯物主義觀點(diǎn)和歷史唯物主義觀點(diǎn)為指導(dǎo)，以心理學(xué)特別是現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的科學(xué)成果為理論依據(jù)，以現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)為方法論的依據(jù)來進(jìn)行。由此必須對(duì)物理的教材、教法進(jìn)行新的處理，必須建立起一套有效的檢測、評(píng)價(jià)系統(tǒng)，對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行有效的控制。就此想談幾點(diǎn)粗淺的看法。一、 關(guān)于教材前述。由于“結(jié)構(gòu)的重要性”，必須要求有一套與之相適應(yīng)的教材。目前，在物理教學(xué)大綱規(guī)定的范圍內(nèi)，可以對(duì)現(xiàn)行物理教材進(jìn)行一番加工改造，突出結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)對(duì)抽象思維能力的培養(yǎng)。為此：1、建立高中物理的整體的知識(shí)和邏輯的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)；同時(shí)建立

11、各部分（力學(xué)、熱學(xué)和分子物理學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理等）的子結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng)；以及各章、節(jié)的結(jié)構(gòu)。并與學(xué)生的認(rèn)知過程相適應(yīng)。2、實(shí)驗(yàn)應(yīng)包含在上述系統(tǒng)中，構(gòu)成不可少的組成部分。同時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生抽象邏輯思維的能力。改變傳統(tǒng)的認(rèn)為觀察和實(shí)驗(yàn)是不依賴于理論的觀點(diǎn)，改變那種認(rèn)為實(shí)驗(yàn)方法的本質(zhì)是完全離開理性的體系，單純起著事實(shí)的裁判作用的觀點(diǎn)。大家都知道，隨著實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象遠(yuǎn)離人們直觀經(jīng)驗(yàn)的領(lǐng)域，特別是現(xiàn)代物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展，使人們愈來愈認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)與觀察依賴于理論，實(shí)驗(yàn)所獲得的認(rèn)識(shí)實(shí)際上受制于儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中所包含的假設(shè)，是不可能擺脫理性思維的指導(dǎo)的。尤其是高中物理。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，學(xué)生又沒有誤差

12、理論的系統(tǒng)知識(shí)，往往對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)值（哪怕是不準(zhǔn)的）都抱著輕視的態(tài)度，而集注意力于操作上，這對(duì)于培養(yǎng)和提高學(xué)生抽象思維能力是不利的。為此，高中物理實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，應(yīng)放在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想，儀器的原理以及在中學(xué)儀器條件下對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的認(rèn)識(shí)和處理上，而不應(yīng)僅僅停留在操作和觀察上。3、例題和習(xí)題的配制應(yīng)包含在上述系統(tǒng)中，構(gòu)成不可少的組成部分。教學(xué)中最重要的任務(wù)是概念的形成和問題的解決。概念不僅是學(xué)科結(jié)構(gòu)的最基本的要素，是“框架”的“交結(jié)點(diǎn)”，而且是思維的“細(xì)胞”。而問題的解決，即應(yīng)用，正是結(jié)構(gòu)中各部分之間聯(lián)系的建立以及結(jié)構(gòu)的發(fā)展所必需經(jīng)過的階段。這也就是思維的過程。統(tǒng)計(jì)表明，僅就中學(xué)生而言，掌握歸

13、納推理的水平略優(yōu)于掌握演繹推理的水平。實(shí)踐中，我們也常常發(fā)現(xiàn)就多數(shù)學(xué)生而言，從自然現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)歸納出概念和規(guī)律，學(xué)生掌握較好，而運(yùn)用概念和規(guī)律去解決問題則困難較大。這是由于演繹推理較之歸納推理可以通過更多種形式來表現(xiàn)，掌握起來也復(fù)雜些，因此，就需要有意識(shí)的多加指導(dǎo)和訓(xùn)練。按照提高抽象邏輯思維能力的要求編寫例題和習(xí)題，并加以適合的配量。這與“題海戰(zhàn)術(shù)”是有本質(zhì)區(qū)別的。當(dāng)前，好的例題和習(xí)題（指符合我們這種要求的）不是太多而是太少了。人工智能的主要奠基人之一，H.A.西蒙說得好：“如果我們觀察一些好學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，特別是在數(shù)理課程中，或者其他一些需要發(fā)展解題技巧的課程中，我們看到學(xué)習(xí)所得大多來自解答每

14、章后面的習(xí)題的活動(dòng)或者學(xué)習(xí)課本中已經(jīng)解出的例題的活動(dòng)。有一種編制人工智能學(xué)習(xí)程序的方法就是試圖模擬這樣一類過程?！边@對(duì)我們不無啟發(fā)。4、關(guān)于物理學(xué)史的教育，也應(yīng)從有利于培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力加以組織。大家知道，從物理學(xué)發(fā)展史來看，“結(jié)構(gòu)”是隨著物理思想和對(duì)物理概念的理解更加深化而發(fā)展的，不是一成不變的。適當(dāng)?shù)?、完整地圍繞某一部分物理知識(shí)（如力學(xué)）介紹這種發(fā)展，較之分散地介紹某一部分歷史事實(shí)，更有利于學(xué)生思維的發(fā)展。二、關(guān)于教法1、從有利于提高學(xué)生抽象邏輯思維能力出發(fā)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的目的性、方向性，應(yīng)該讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)過程、思維過程、思維的形式和方法，以調(diào)動(dòng)其自覺、主動(dòng)性。只有自覺地遵循思維規(guī)律來進(jìn)行思

15、維，才能使概念明確、判斷恰當(dāng)、推理合理、論證得法，具有抽象邏輯性，培養(yǎng)出深刻性的思維品質(zhì)。這是一切思維品質(zhì)的基礎(chǔ)。2、按現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的觀點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)就是前述認(rèn)知結(jié)構(gòu)的“同化”和“順應(yīng)”的過程。學(xué)習(xí)的類型主要是“意義學(xué)習(xí)”，即在良好的教學(xué)條件下，學(xué)生理解符號(hào)所代表的知識(shí)，并能融會(huì)貫通，發(fā)展了智力，提高了能力。其實(shí)質(zhì)是符號(hào)所代表的新知識(shí)與學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)建立了非人為的實(shí)質(zhì)性聯(lián)系。這是最有價(jià)值的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)進(jìn)行的方式主要是“接受學(xué)習(xí)”，即要學(xué)習(xí)的全部內(nèi)容都是以定論的形式呈獻(xiàn)給學(xué)生，然后讓學(xué)生加以“內(nèi)化”（即與原有知識(shí)有機(jī)結(jié)合），大量的知識(shí)和材料都要靠此獲得。從這一點(diǎn)來看，班級(jí)授課，以課堂

16、教學(xué)為主的教學(xué)形式?jīng)]有改變。具體的課堂組織形式可以各人不同。但從著重思維能力的培養(yǎng)上看，似應(yīng)更重視每學(xué)期一部分“結(jié)構(gòu)”建立開始的緒言課，結(jié)束時(shí)的復(fù)習(xí)課。以及對(duì)實(shí)驗(yàn)課和習(xí)題課有關(guān)思維方法和物理方法的指導(dǎo)。以與教材處理的原則一致。3、因材施教，開展課外活動(dòng)，培養(yǎng)一些優(yōu)秀學(xué)生。便他們不受思維定式的約束。大力培養(yǎng)他們的直覺思維和創(chuàng)造性思維。直覺思維是創(chuàng)造性思維的基礎(chǔ)。強(qiáng)調(diào)直覺思維是愛因斯坦科學(xué)觀的一個(gè)重要特征。他說：“物理學(xué)家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律，由此世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要得到這些定律，并沒有邏輯的道路：只有通過那以對(duì)經(jīng)驗(yàn)共鳴的理解為依據(jù)的直覺，才能得到這些定律?！碧剿?/p>

17、就得用直覺思維：整體的、跳躍的、猜測的，以知識(shí)結(jié)構(gòu)為根據(jù)的直接而迅速的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，我們對(duì)于學(xué)習(xí)物理有困難的學(xué)生，則應(yīng)加強(qiáng)課外輔導(dǎo)，消除他們心理上，思維上的障礙，以適應(yīng)面對(duì)大多數(shù)學(xué)生進(jìn)行的課堂教學(xué)。三、關(guān)于教學(xué)過程的控制和評(píng)價(jià)是仍需研究的，在此只提出一點(diǎn)線索1、思維的智力品質(zhì)研究是有客觀指標(biāo)的。我國一些心理學(xué)家，所進(jìn)行的小學(xué)數(shù)學(xué)教改試驗(yàn)，即運(yùn)用這一套指標(biāo)。詳情請(qǐng)見思維發(fā)展心理學(xué)朱智賢、林崇德著。2、教學(xué)過程離不開信息的傳遞，因此也是可以量化的。現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的“產(chǎn)生式”理論，從信息加工的角度，把人的短時(shí)記憶的最小單位定為“組塊”，多大是一個(gè)組塊，不是固定不變的。一個(gè)數(shù)字、字、詞、符號(hào)、成語、短語等都可以是一個(gè)組塊。它的存貯時(shí)間需要0.5秒，而轉(zhuǎn)化為長時(shí)記憶至少需8秒。掌握物理學(xué)科，首先要懂得物理語言，大腦中要有一套物理符號(hào)系統(tǒng)。即在長時(shí)記憶中要存貯一定數(shù)量的組塊（信息）。僅有組塊還不夠，還必須把組塊組成若干程序，形成產(chǎn)生式系統(tǒng)。一個(gè)產(chǎn)生式包括兩部分：條件和動(dòng)作。一定條件做出一定動(dòng)作就是一個(gè)產(chǎn)生式。如：一個(gè)公式，一個(gè)定理就是一個(gè)產(chǎn)生式。組塊必須按產(chǎn)生式組合才有意義，二者不可截然分開。普通教科書一章所傳授的知識(shí)約有十幾個(gè)產(chǎn)