论文部分内容阅读
摘 要：
透过物理学史的介绍和学习，从著名科学家的科学研究中找寻创新思维的方法，并结合高中物理教学实践，寻找创新思维方法，在物理教学活动中培养学生的创新思维能力，并从中归纳物理教学活动中的基本方法。
关键词：物理学史；逆向思维；直觉思维；形象思维；基本方法
中国分类号：G427 文献标识码：A文章编号：1992-7711（2011）02-048-01
物理教学的基本价值不仅只是在于使学生获取知识，更重要的是在于培养学生的创新能力，形成良好的品格和掌握科学合理的方法，提高学生的科学素质，这也是落实素质教育的核心。因此，如何通过高中物理教学活动培养学生的创新能力，掌握科学的方法就是我们每一位物理教师所关注的课题，解决这一课题的途径可能很多，有“研究性学习”，“立足实验教学，培养创新能力”等等。但我在物理教学过程中适当增加了一些物理学史的内容，通过对物理学史的学习，使学生了解物理学认识发展的规律，加深对物理学知识的理解，正确认识科学与哲学的联系，树立科学的世界观，激发学生崇尚科学，追求真理，并从中寻找创新思维方法，为培养学生的创新思维能力提供依据，进而归纳出物理教学的基本方法，这不仅对于学生的成长十分有益，同时对学生的终身发展也十分有利。
一、一种创新思维的方法
1．逆向思维方法
逆向思维方法，指的就是逆着原来的物理过程去分析思考和解决物理问题的一种创造性思维方法。提到落体运动，大家一定都会想到伽利略和著名的比萨斜塔，伽利略就是巧妙地用逆向思维的方法否定了亚里士多德关于“重的物体下落快”的诊断，从而建立了自由落体定律。伽利略认为自由落体是一种最简单的变速运动，即速度均匀变化的匀变速运动。由于速度难以直接测量，伽利略利用几何推导，得出S∝t2，即时间平方定律，落体运动的时间极短，用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动是困难的，他又采用间接实验的方法，在阻力很小的斜面上做实验，得出匀变速运动的规律后，再外推至落体运动。这就是逆向思维方法在科学发现中的贡献。很显然，伽利略采用的这种方法就是反证法，反证法本身就是一种典型的逆向思维方法，这种方法在物理教学中有着广泛的应用。逆向思维方法显著的特点就是由结论去找已知条件，或是由结果去找原因，或者将某一物理过程的初态和末态调换后使问题更简单，解决起来更方便。任何物理规律都有一定的因果关系，也正因为如此，我们用逆向思维的方法才可能使问题得到解决。
2．直觉思维方法
“创造性思维的首要的一步，便是在实验的基础上应用直觉思维。直觉思维是以整个知识为背景的直接而迅速的认识。其特点是整体的，跳跃的，猜测的，不经过详尽的逻辑推理，不经过分析的演绎步骤。”伽利略就是运用直觉思维方法，对自由落体运动规律作出了重要发现。“直觉顿悟作为一种凭直觉想象的创新思考方法是指，通过对事物或问题作总体考查和思考，在一瞬间领悟事物或问题的某方面本质，从而作出自信其正确，实际上却还带有猜测性的某种断定。”一些著名的学者也都曾肯定过直觉的作用。爱因斯坦就曾说过“我相信灵感和直觉”。因此在物理教学中，我们就要努力培养学生的直觉思维能力，使学生能用直觉顿悟的思考方法去对事物或问题的本质加以思考和领悟，而达到这些目标又要求学生具有与所思考的问题有关的丰富知道和经验，这也就是要求我们老师在物理教学中应重视和加强基础知识和基本规律的教学。当学生积累了一定的知识和经验后，我们还可以不断地改变教学方法，尽可能地把一些演示实验改成探索性实验，引导学生对物理现象和过程所期望的实验结论加以猜测，用直觉顿悟的思考方法在知识和经验的基础上得出新的结论。照此坚持下去，就能够不断地训练学生的直觉思维方法，使学生的创新思维能力不断地得到培养。
3．形象思维方法
用直觉顿悟的思考方法得出来的结论是否正确，还需用实验来进行检验和论证。在伽利略运用直觉顿悟的创新思维方法得到了结论后，又用形象思维方法设计了理想的斜面实验来论证，经过多次实验证表明：小球在斜面上的运动是匀加速运动。然后又外推到当斜面的倾角θ→90度时，小球仍然做匀加速运动，从而证明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动这一结论的正确性，因而，自由落体运动规律才得以正确表达。
所谓形象思维，就是用形象作为思维的元素和手段来分析思考问题的一种创造性思维方法。物理学中的理想实验以及理想模型等都是形象思维的代表。因此，在物理教学中因材施教，有针对性的培养学生的形象思维，对培养和提高学生的创新能力是非常有益的。
二、物理教学活动中的基本方法
说到教学方法，我觉得大部分教师自然会把教学法上提到过的讲解、讨论、提问以及现代化教学手段运用等等一一列出来，误以为这就是物理教学的基本方法。然而我认为它们只不过是教学活动中的一些外在表现形式而已，只是靠这些表现形式是根本无法完成物理教学的目的和任务的，更无法培养学生的创新思维能力，也无法教会学生的正确的学习方法，这些表现形式不是创新教育的有效途径。自由落体运动尽管只是高中物理课本中需向学生传授的知识点之一，但从伽利略研究自由落体运动的过程中所折射出来的科学方法，对培养学生的创新思维能力，却是我们终身受用的。也正因为如此，爱因斯坦曾对伽利略的研究方法给予了极高的评价：“伽利略的发现以及他所应用的科学方法是人类思想史上最伟大的成就这一，而且标志着物理学的真正开端。”
透过物理学史的介绍和学习，从著名科学家的科学研究中找寻创新思维的方法，并结合高中物理教学实践，寻找创新思维方法，在物理教学活动中培养学生的创新思维能力，并从中归纳物理教学活动中的基本方法。
关键词：物理学史；逆向思维；直觉思维；形象思维；基本方法
中国分类号：G427 文献标识码：A文章编号：1992-7711（2011）02-048-01
物理教学的基本价值不仅只是在于使学生获取知识，更重要的是在于培养学生的创新能力，形成良好的品格和掌握科学合理的方法，提高学生的科学素质，这也是落实素质教育的核心。因此，如何通过高中物理教学活动培养学生的创新能力，掌握科学的方法就是我们每一位物理教师所关注的课题，解决这一课题的途径可能很多，有“研究性学习”，“立足实验教学，培养创新能力”等等。但我在物理教学过程中适当增加了一些物理学史的内容，通过对物理学史的学习，使学生了解物理学认识发展的规律，加深对物理学知识的理解，正确认识科学与哲学的联系，树立科学的世界观，激发学生崇尚科学，追求真理，并从中寻找创新思维方法，为培养学生的创新思维能力提供依据，进而归纳出物理教学的基本方法，这不仅对于学生的成长十分有益，同时对学生的终身发展也十分有利。
一、一种创新思维的方法
1．逆向思维方法
逆向思维方法，指的就是逆着原来的物理过程去分析思考和解决物理问题的一种创造性思维方法。提到落体运动，大家一定都会想到伽利略和著名的比萨斜塔，伽利略就是巧妙地用逆向思维的方法否定了亚里士多德关于“重的物体下落快”的诊断，从而建立了自由落体定律。伽利略认为自由落体是一种最简单的变速运动，即速度均匀变化的匀变速运动。由于速度难以直接测量，伽利略利用几何推导，得出S∝t2，即时间平方定律，落体运动的时间极短，用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动是困难的，他又采用间接实验的方法，在阻力很小的斜面上做实验，得出匀变速运动的规律后，再外推至落体运动。这就是逆向思维方法在科学发现中的贡献。很显然，伽利略采用的这种方法就是反证法，反证法本身就是一种典型的逆向思维方法，这种方法在物理教学中有着广泛的应用。逆向思维方法显著的特点就是由结论去找已知条件，或是由结果去找原因，或者将某一物理过程的初态和末态调换后使问题更简单，解决起来更方便。任何物理规律都有一定的因果关系，也正因为如此，我们用逆向思维的方法才可能使问题得到解决。
2．直觉思维方法
“创造性思维的首要的一步，便是在实验的基础上应用直觉思维。直觉思维是以整个知识为背景的直接而迅速的认识。其特点是整体的，跳跃的，猜测的，不经过详尽的逻辑推理，不经过分析的演绎步骤。”伽利略就是运用直觉思维方法，对自由落体运动规律作出了重要发现。“直觉顿悟作为一种凭直觉想象的创新思考方法是指，通过对事物或问题作总体考查和思考，在一瞬间领悟事物或问题的某方面本质，从而作出自信其正确，实际上却还带有猜测性的某种断定。”一些著名的学者也都曾肯定过直觉的作用。爱因斯坦就曾说过“我相信灵感和直觉”。因此在物理教学中，我们就要努力培养学生的直觉思维能力，使学生能用直觉顿悟的思考方法去对事物或问题的本质加以思考和领悟，而达到这些目标又要求学生具有与所思考的问题有关的丰富知道和经验，这也就是要求我们老师在物理教学中应重视和加强基础知识和基本规律的教学。当学生积累了一定的知识和经验后，我们还可以不断地改变教学方法，尽可能地把一些演示实验改成探索性实验，引导学生对物理现象和过程所期望的实验结论加以猜测，用直觉顿悟的思考方法在知识和经验的基础上得出新的结论。照此坚持下去，就能够不断地训练学生的直觉思维方法，使学生的创新思维能力不断地得到培养。
3．形象思维方法
用直觉顿悟的思考方法得出来的结论是否正确，还需用实验来进行检验和论证。在伽利略运用直觉顿悟的创新思维方法得到了结论后，又用形象思维方法设计了理想的斜面实验来论证，经过多次实验证表明：小球在斜面上的运动是匀加速运动。然后又外推到当斜面的倾角θ→90度时，小球仍然做匀加速运动，从而证明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动这一结论的正确性，因而，自由落体运动规律才得以正确表达。
所谓形象思维，就是用形象作为思维的元素和手段来分析思考问题的一种创造性思维方法。物理学中的理想实验以及理想模型等都是形象思维的代表。因此，在物理教学中因材施教，有针对性的培养学生的形象思维，对培养和提高学生的创新能力是非常有益的。
二、物理教学活动中的基本方法
说到教学方法，我觉得大部分教师自然会把教学法上提到过的讲解、讨论、提问以及现代化教学手段运用等等一一列出来，误以为这就是物理教学的基本方法。然而我认为它们只不过是教学活动中的一些外在表现形式而已，只是靠这些表现形式是根本无法完成物理教学的目的和任务的，更无法培养学生的创新思维能力，也无法教会学生的正确的学习方法，这些表现形式不是创新教育的有效途径。自由落体运动尽管只是高中物理课本中需向学生传授的知识点之一，但从伽利略研究自由落体运动的过程中所折射出来的科学方法，对培养学生的创新思维能力，却是我们终身受用的。也正因为如此，爱因斯坦曾对伽利略的研究方法给予了极高的评价：“伽利略的发现以及他所应用的科学方法是人类思想史上最伟大的成就这一，而且标志着物理学的真正开端。”