高二物理學(xué)的思維方式

1、4/4高二物理學(xué)的思維方式1.模型化物理學(xué)科的研究 ,以自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和最普遍的運(yùn)動(dòng)形式為內(nèi)容。對(duì)于那些紛繁復(fù)雜事物的研究 ,首先就需要抓住其主要的特征 ,而舍去那些次要的因素 ,形成一種經(jīng)過(guò)抽象概括了的理想化的“典型 ,在此根底上去研究“典型 ,以發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律性 ,建立新的概念。這種以模型概括復(fù)雜事物的方法 ,是對(duì)復(fù)雜事物的合理的簡(jiǎn)化。而抽象概括和簡(jiǎn)化的過(guò)程 ,也正是人腦對(duì)事物的思維加工過(guò)程。模型就是一種概括的反映 ,就是概念 ,亦即是一種思維的形式。把握好物理模型的思維 ,是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的困難所在之一。然而 ,在中學(xué)物理教學(xué)中 ,模型占有重要的地位。物理教學(xué) ,首先是引導(dǎo)學(xué)生步入模型這

2、個(gè)思維的大門 ,適應(yīng)并掌握這種思維形式 ,具備掌握物理模型的思維能力。2.多級(jí)性任何一門學(xué)科 ,其內(nèi)容都不會(huì)是孤立的存在 ,不可防止地會(huì)與其他學(xué)科有或多或少的聯(lián)系。在本學(xué)科內(nèi) ,一個(gè)物理問(wèn)題的提出、解決 ,其后所牽涉到的問(wèn)題 ,可能有許多個(gè)環(huán)節(jié) ,問(wèn)題的解決所經(jīng)歷的思維過(guò)程 ,往往需要分作幾個(gè)過(guò)程、階段或幾個(gè)方面、幾步。須經(jīng)歷分析、綜合的相互轉(zhuǎn)換 ,往復(fù)循環(huán) ,逐級(jí)上升。本文謂此特點(diǎn)為物理思維的多級(jí)性。一般說(shuō) ,物理思維的多級(jí)性 ,亦包括了模型的轉(zhuǎn)換。無(wú)疑 ,這種思維的多級(jí)性 ,要求更高的思維能力 ,這是對(duì)于思維能力培養(yǎng)的一次推進(jìn)。而對(duì)于步入新階段學(xué)習(xí)的學(xué)生來(lái)說(shuō) ,是一個(gè)新的水平 ,也是對(duì)思維

3、惰性的一個(gè)沖擊。從開設(shè)物理課開始 ,便須注意不斷地引導(dǎo)并培植學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、解決新問(wèn)題的敏銳能力 ,鼓勵(lì)學(xué)生勤于鉆研、深于追究的思維品質(zhì)。3.多向性許多物理問(wèn)題的解決 ,并不只有一種方法。同一個(gè)問(wèn)題 ,從不同的方面出發(fā) ,用不同的方法 ,都可以得到同一個(gè)結(jié)果。還有一些問(wèn)題那么不同 ,并不只有一個(gè)結(jié)果存在 ,需要作全面的分析。而解決這類問(wèn)題所需要的思維過(guò)程 ,須是開放性的。即依據(jù)一定的知識(shí)或事實(shí) ,靈活而全面地尋求對(duì)問(wèn)題的各種可能的答案。這種特點(diǎn) ,被稱作發(fā)散思維或求異思維。求異、發(fā)散是思維的靈活性、廣闊性的表達(dá) ,要求個(gè)體具有能從常規(guī)、呆板或帶有偏見的思維方式中解脫出來(lái) ,把思維從曾經(jīng)歷過(guò)的路

4、上轉(zhuǎn)移開來(lái) ,以探求新的解決方法 ,又能從不同的角度、方向、方面去思考問(wèn)題 ,用多種方法去解決問(wèn)題。而且 ,在思考中能靈活地進(jìn)行分析和綜合的轉(zhuǎn)換 ,全面地把握問(wèn)題 ,細(xì)心地權(quán)衡哪些思維是有利的 ,哪些思維是正確的。4.表述的多樣性物理問(wèn)題的表達(dá)方式也是多種多樣的。例如表述物理規(guī)律 ,可以用文字表達(dá) ,也可以用公式表示 ,還可以借助于畫圖像。有些問(wèn)題還可以用各種圖示。概念的表述 ,亦有類似的方式。每一種表述 ,都是一種語(yǔ)言 ,同樣是一種思維。這種表述的多樣性 ,在解決問(wèn)題的過(guò)程中 ,要求首先對(duì)思維的方法要加以選擇、優(yōu)化。選擇和優(yōu)化是對(duì)思維的批判性品質(zhì)的表現(xiàn) ,也是思維靈活性品質(zhì)的表現(xiàn)。物理教學(xué)

5、,就需培養(yǎng)學(xué)生選擇表述方式的意識(shí) ,學(xué)會(huì)并掌握物理語(yǔ)言 ,準(zhǔn)確地運(yùn)用適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言思考、論述物理問(wèn)題的習(xí)慣和能力。5.思維的轉(zhuǎn)換思維的轉(zhuǎn)換是物理思維的又一個(gè)特點(diǎn)。它要求個(gè)體及時(shí)地更換自己的思維方向 ,轉(zhuǎn)換思維的方式 ,改變語(yǔ)言表達(dá)方式 ,以更簡(jiǎn)捷、有效的方式進(jìn)行分析、綜合。研究對(duì)象的轉(zhuǎn)換、物理模型的轉(zhuǎn)換、物理模型和數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換等是常見的。思維的轉(zhuǎn)換 ,既是物理思維的特點(diǎn) ,也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理甚覺困難的又一所在。思維的轉(zhuǎn)換 ,是思維的靈活性品質(zhì)的表達(dá) ,在物理教學(xué)中 ,需要有意識(shí)地培植這種品質(zhì)。6.假設(shè)與驗(yàn)證為著解決某一問(wèn)題的思維 ,所必須經(jīng)歷的步驟 ,一般說(shuō)有如下四步 ,即發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、認(rèn)清問(wèn)題、提出

6、假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)得出結(jié)論。而其中的假設(shè)與驗(yàn)證是思維過(guò)程的中心環(huán)節(jié)或關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在解決有多種可能的問(wèn)題時(shí) ,結(jié)論與假設(shè)有關(guān)的 ,必須加以驗(yàn)證。驗(yàn)證假設(shè)的思維是人的認(rèn)識(shí)深化的過(guò)程。驗(yàn)證的方法 ,可以是間接的方法 ,即推理的方法 ,也可以是直接的檢查 ,即知覺的方法。但無(wú)論以怎樣的方法來(lái)作驗(yàn)證 ,都直接地培養(yǎng)了學(xué)生思維的廣闊性和深刻性。7.等效思維等效方法的運(yùn)用 ,是物理思維的又一個(gè)特點(diǎn)。所謂等效 ,即效果相同。例如矢量的合成分解、等效電路等屬之 ,都是簡(jiǎn)化復(fù)雜問(wèn)題的方法。把復(fù)雜的對(duì)象等效作一個(gè)模型 ,以便能夠應(yīng)用已有的知識(shí)去處理。這種等效處理的方法本身 ,就是一種思維。8.實(shí)踐性物理知識(shí)的另一個(gè)特點(diǎn)是它與實(shí)踐的緊密聯(lián)系。許多知識(shí)是實(shí)踐觀察的總結(jié)。就其來(lái)源于實(shí)踐而又應(yīng)用于技術(shù)這一點(diǎn)講 ,物理知識(shí)是非常具體的、通俗的。而就其概括實(shí)踐來(lái)講 ,無(wú)論是初級(jí)經(jīng)驗(yàn)的概括 ,還是高級(jí)科學(xué)的概括 ,它又是那么抽象 ,既具體又抽象的特點(diǎn) ,要求解決物理問(wèn)題的思維 ,必須具有相應(yīng)的特點(diǎn)。一些論述需要作抽象的概括 ,