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物理規(guī)律教學(xué)中思維能力的培養(yǎng)
鳳翔縣石家營(yíng)中學(xué) 張曉霞 2008/5/3
【 摘 要】：在物理規(guī)律教學(xué)中可以通過(guò)以下途徑培養(yǎng)學(xué)生的思維能力：讓學(xué)生獲得足夠的感性認(rèn)識(shí)、掌握恰當(dāng)?shù)乃季S方法、排除思維障礙和提高理解應(yīng)用能力。
【關(guān)鍵字】：物理規(guī)律；思維能力；學(xué)生
物理規(guī)律(包括定律、定理、原理、法則、公式等)反映了物理現(xiàn)象、物理過(guò)程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律，反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的各個(gè)因素之間的本質(zhì)聯(lián)系，揭示了物理事物本質(zhì)屬性之間的內(nèi)在聯(lián)系，是物理學(xué)科結(jié)構(gòu)的核心。物理規(guī)律的教學(xué)既是物理知識(shí)教學(xué)的核心內(nèi)容，同時(shí)也是物理思維能力培養(yǎng)的重要途徑。本文介紹物理規(guī)律的教學(xué)過(guò)程中思維能力的培養(yǎng)。
一、獲得足夠的感性認(rèn)識(shí)
物理規(guī)律具有三個(gè)顯著特點(diǎn)：第一，物理規(guī)律是觀察、實(shí)驗(yàn)、思維相結(jié)合的產(chǎn)物；第二，物理規(guī)律反映了有關(guān)物理概念之間的必然聯(lián)系。任何物理規(guī)律，都是由一些概念組成的，通過(guò)語(yǔ)言邏輯或數(shù)學(xué)邏輯表達(dá)概念之間的聯(lián)系和關(guān)系；第三，任何物理規(guī)律具有近似性和局限性。反映物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的發(fā)生、發(fā)展和變化的物理規(guī)律，只能在一定的精度范圍內(nèi)足夠真實(shí)但又是近似地反映客觀世界。物理規(guī)律不僅具有近似性，而且由于物理規(guī)律總是在一定范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，或在一定的條件下推理得到的，并在有限領(lǐng)域內(nèi)檢驗(yàn)的，所以，物理規(guī)律還具有局限性。也就是說(shuō)，物理規(guī)律總有它的適用范圍和成立條件。由此可見(jiàn)，作為近似反映物理對(duì)象、物理現(xiàn)象、物理過(guò)程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化規(guī)律的物理規(guī)律的建立，離不開(kāi)觀察實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)推理，也離不開(kāi)物理思維，是三者相結(jié)合的產(chǎn)物。豐富的感性認(rèn)識(shí)是建立物理規(guī)律的基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)物理規(guī)律是對(duì)已有的物理規(guī)律的一個(gè)有組織的學(xué)習(xí)過(guò)程，它雖不像物理史上建立物理規(guī)律那樣曲折漫長(zhǎng)，但也是極其復(fù)雜的，需要在一定的背景知識(shí)指導(dǎo)下，對(duì)感性認(rèn)識(shí)進(jìn)行思維加工。獲得足夠的感性認(rèn)識(shí)是學(xué)習(xí)物理規(guī)律的基礎(chǔ)，也是在物理規(guī)律教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的基礎(chǔ)。在物理教學(xué)中，教師要指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，分析學(xué)生生活中熟知的典型事例，或從對(duì)學(xué)生已有知識(shí)的邏輯展開(kāi)中提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)造便于探索規(guī)律的良好的環(huán)境，提供探索物理規(guī)律所必須的感性材料，提供進(jìn)一步思考問(wèn)題的線索和依據(jù)，為研究物理規(guī)律提供必要的感性認(rèn)識(shí)。 二、掌握建立規(guī)律的思維方法
在獲得足夠的感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，教師要指導(dǎo)學(xué)生探索物理規(guī)律，根據(jù)建立物理規(guī)律的思維過(guò)程和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)耐緩�，�?duì)感性材料進(jìn)行思維加工，認(rèn)識(shí)研究對(duì)象、現(xiàn)象之間的本質(zhì)的、必然的聯(lián)系，概括出物理規(guī)律。這是在物理規(guī)律教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的關(guān)鍵。 中學(xué)生在建立物理規(guī)律時(shí)，常用的思維方法有四種：
第一，實(shí)驗(yàn)歸納。實(shí)驗(yàn)歸納即直接從觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果中分析、歸納、概括而總結(jié)出物理規(guī)律的方法。具體的做法有：第一，由對(duì)日常生活經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的分析歸納得出結(jié)論。如掌握蒸發(fā)快慢的條件、電磁感應(yīng)定律等；第二，由大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)歸納和必要的數(shù)學(xué)處理得出結(jié)論。如掌握力矩的平衡條件、胡克定律、光的反射定律、氣體的實(shí)驗(yàn)定律等；第三，先從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)κ吕姆治鲋械贸龆ㄐ越Y(jié)論，再進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋求嚴(yán)格的定量關(guān)系，得出定量的結(jié)論，如掌握液體內(nèi)部的壓強(qiáng)、牛頓第三定律、光的折射定律等；第四，在通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究幾個(gè)量的關(guān)系時(shí)，先分別固定某些量，研究其中兩個(gè)量的關(guān)系；然后加以綜合，得出幾個(gè)量的關(guān)系。如掌握歐姆定律、牛頓第二定律、焦耳定律等等；第五，限于條件，無(wú)法直接做實(shí)驗(yàn)時(shí)，可通過(guò)分析前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，歸納出結(jié)論。例如掌握光電效應(yīng)公式。
第二，理論分析。理論分析就是利用已有的物理概念和物理規(guī)律，通過(guò)物理思維或數(shù)學(xué)推理，得出新的物理規(guī)律的方法。常見(jiàn)的有理論歸納和理論演繹兩種。理論歸納就是利用已有的物理概念和物理規(guī)律，經(jīng)歸納推理，得出更普遍的物理規(guī)律的思維方法。例如，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的學(xué)習(xí)和掌握，就可利用理論歸納的方法。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是在科學(xué)各分支學(xué)科長(zhǎng)期發(fā)展的基礎(chǔ)上，經(jīng)許多人系統(tǒng)的研究和總結(jié)后，于19世紀(jì)中期形成的自然界的一條基本規(guī)律。學(xué)習(xí)和掌握這一規(guī)律不可能由某一實(shí)驗(yàn)歸納來(lái)完成，可以根據(jù)科學(xué)史上建立這一規(guī)律的過(guò)程，對(duì)有關(guān)規(guī)律進(jìn)行歸納而得到。19世紀(jì)中期以前，在力學(xué)方面，建立了動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能等概念和機(jī)械能守恒定律：在熱學(xué)方面，人們建立了熱量的概念，并廣泛研究了熱與機(jī)械功的相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題，得到熱力學(xué)第一定律；在電學(xué)方面，英國(guó)物理學(xué)家焦耳對(duì)電流熱效應(yīng) 進(jìn)行了定量的研究，建立了焦耳定律；化學(xué)反應(yīng)中建立了能量守恒。學(xué)生可以對(duì)所學(xué)的這些實(shí)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行歸納總結(jié)，從而掌握能的轉(zhuǎn)化和守恒定律；理論演繹就是利用較一般的物理規(guī)律，經(jīng)演繹推理，推導(dǎo)出特殊的物理規(guī)律的思維方法。例如，在學(xué)習(xí)了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律后，可以推斷出判定感應(yīng)電流方向的規(guī)律——楞次定律。又如，學(xué)習(xí)理想氣體（未完，下一頁(yè)）
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