（课程与教学论专业论文）物理思维的培养策略研究.pdf

聊城大学硕士学位论文 摘要 本研究首先从思维科学的渊源开始追溯，沿纵横两个方向分析了古今中外关于思维 与物理思维的研究成果。然后又分析了目前物理教育的现状，找出现实物理教与学中的 难题，结合新一轮基础教育课程改革的目标，确立了在物理教学中培养物理思维的研究 目标。 物理思维是从属于一般思维的一种特殊思维，因此应在研究物理思维之前了解一般 思维。同时，物理思维是物理智力活动的核心，因此结合一般思维与物理学的特点，才 能发现物理思维的本质和规律。本研究在参阅大量的已有研究成果的基础上，着重分析 了以下内容：物理思维品质，包括物理思维的深刻性、灵活性、批判性、创造性和敏 捷性等五个方面；根据思维材料的不同，可以将物理思维分为三种：物理抽象思维、 物理形象思维、物理直觉思维；物理思维的基本方法大致包括：分析与综合、比较与 分类、抽象与概括、科学推理、臻美、等效等方法。 本研究的重点在于解决如何培养学生的物理思维，提高学生的物理思维能力的问题。 从教师的角度来讲，最可行的方法就是在平时的物理教学中实施物理思维的培养措施。 而物理教学的主要形式包括：物理概念教学、物理规律教学、物理实验教学、物理习题 教学。在这些教学形式中运用策略来培养学生的物理思维，不但可以提高学生的物理思 维能力，还可以使教学效率得以提高。 对于物理思维品质的培养，着重研究了：在物理概念教学中培养物理思维的深刻 性和批判性。在物理规律教学中，使学生了解建立规律的过程，培养物理思维的深刻 性、灵活性。全面剖析规律的物理意义，明确适用条件和范围，培养物理思维的深刻性 和批判性。在物理习题教学中，重视典型规律习题教学，以培养学生物理思维的深刻 性、灵活性；注重解题方法、策略的归纳与掌握，培养物理思维的敏捷性与灵活性；创 造性地应用物理知识解决现实生活中的实际问题，以此来培养物理思维的独创性、灵活 性。 对于物理抽象思维的培养，研究重点为：在概念教学中，先介绍了物理概念教学 的程序、物理抽象思维及其基本方法之后，就如何把培养抽象思维能力贯穿于物理概念 教学之中进行了探索，认为充分挖掘物理概念教学的潜能，是培养物理抽象思维的一条 聊城大学硕士学位论文 有效途径。在规律教学中，物理规律教学的步骤可以简单概括为：创设环境、探索规 律、评价讨论、巩固运用。而物理抽象思维主要包括：分析与综合、抽象与概括、归纳 与演绎、比较与分类、科学推理等方法。只要在物理规律教学的各步骤中，引导学生恰 当地运用物理抽象思维的方法，就能够使学习效率提高并且能够充分地培养抽象思维能 力。 对于物理形象思维的研究，首先借鉴现代脑科学对大脑功能区的研究成果，了解形 象思维。物理形象思维的酝酿及其发生过程是受到多种相关因素影响的，这些因素是按 层次顺序相互作用的，这个过程的序列链为：感觉一知觉一具象一概象一意象。首先可 以通过加强实验观察，利用多媒体教学资源等加强感知，丰富学生的物理表象，然后可 以在物理教学中引导学生运用想象法、类比法、理想化法以及图形结合法等来锻炼形象 思维。 物理直觉思维是物理抽象思维与物理形象思维综合作用而形成的一种客观存在的思 维方式，对此，应该给予客观评价。掌握宽厚的物理知识，积累丰富的物理经验，构建 知识单元，善于整体思维是产生良好的直觉思维的基础。此外，培养学生广泛联系、大 胆猜测的习惯和意识，才能形成直觉思维的定势。最后，物理原始问题是一种较好的直 觉思维训练材料，可以使学生经历更多的直觉思维体验。 培养创造能力的关键在于培养创造性思维，长期以来人们一直在探求培养创造性思 维的有效途径。科学探究是新课程改革中出现的亮点，也是培养学生的创造性思维的一 条有效途径。本研究在介绍了物理创造性思维的同时，精心设计了在科学探究的诸组成 要素中培养物理创造性思维的策略，希望会在教学实践中收到满意的效果。 关键词：物理思维，物理教学，培养策略 聊城大学硕士学位论文 a b s t r a c t f i r s t l yt h i ss t u d ys t a r t e d t ot r a c eb a c kf r o mt h eo r i g i no ft h et h i n k i n gs c i e n c e ， a n a l y z e dt h er e s e a r c hr e s u l tc o n c e r n i n gt h i n k i n ga n dt h ep h y s i c st h i n k i n ga ta l lt i m e s a n di na l lo v e rt h ew o r l d t h e nw ea n a l y z e dt h ep h y s i c se d u c a t i o n a lp r e s e n ts t a t u s ， f o u n do u tt h ed i f f i c u l t yi nt o d a y s p h y s i c st e a c h i n ga n dl e a r n i n g ，c o m b i n e dw i t ht h e t a r g e to fn e wc o u r s er e f o r m , e s t a b l i s h e dt h et a r g e tt of o s t e rp h y s i c st h i n k i n ga b i l i t yi n t h ep h y s i c st e a c h i n g p h y s i c st h i n k i n gb e l o n g st ot h eg e n e r a lt h i n k i n g ，s ow es h o u l ds t u d yt h eg e n e r a l t h i n k i n gb e f o r ew es t u d yt h ep h y s i c st h i n k i n g a tt h es a m et i m e ，t h ep h y s i c st h i n k i n gi s t h ec o r eo ft h ep h y s i c si n t e l l i g e n c ea c t i v i t y , s oc o m b i n i n gw i t ht h eg e n e r a lt h i n k i n ga n d t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ep h y s i c s e s ，t h e nw ec a nf i n do u tt h ee s s e n c ea n dt h er e g u l a t i o no f t h ep h y s i c st h i n k i n g t h i st e x te m p h a s i z e st oa n a l y z et h ef o l l o w i n gc o n t e n t sb a s e do n h a v i n ga l r e a d yr e f e r e dt ol o t so fo t h e r ss t u d yr e s u l t s ：1 t h ep h y s i c st h i n k i n gq u a l i t y , i n c l u d i n gt h ed e e pt h i n k i n g ，f l e x i b l et h i n k i n g , a n i m a d v e r t i n gt h i n k i n g ，c r e a t i o n a r y t h i n k i n ga n dt h en i m b l et h i n k i n ge t c 2 a c c o r d i n gt ot h ed i s s i m i l a r i t yo ft h et h i n k i n g m a t e r i a l ，p h y s i c st h i n k i n gc a nb ed i v i d e di n t ot h r e ek i n d s ：p h y s i c sa b s t r a c tt h i n k i n g ， p h y s i c si m a g et h i n k i n g ，p h y s i c si n t u i t i o n a lt h i n k i n g 3 t h eb a s i cm e t h o d so ft h ep h y s i c s t h i n k i n gb a s i c a l l yi n c l u d e s ：a n a l y s ew i t hs y n t h e s i s ，c o m p a r i s o na n dc l a s s i f i c a t i o n ， a b s t r a c t i n gw i t hg e n e r a l i z i n g ，s c i e n t i f i cr e a s o n i n g ，p e r f e c t i n ga n de q u a t i n gm e t h o de t c t h i st e x tp a y sm o r ea t t e n t i o nt oh o wt of o s t e rt h es t u d e n t sp h y s i c st h i n k i n g ，a n dh o w t oi m p r o v es t u d e n t sp h y s i c st h i n k i n ga b i l i t y t op h y s i c st e a c h e r s ，t h em o s tv i a b l em e t h o d i sp e r m e a t i n gs o m ef o s t e r i n gm e a s u r e sd u r i n gt h eu s u a l ep h y s i c st e a c h i n g a n dt h em a i n f o r m so ft h ep h y s i c st e a c h i n gi n c l u d e ：t h ep h y s i c sc o n c e p tt e a c h i n g ，p h y s i c sr e g u l a t i o n t e a c h i n g ，p h y s i c se x p e r i m e n t st e a c h i n ga n dt h ep h y s i c se x e r c i s e st e a c h i n ge t c m a k i n g u s eo ff o s t e r i n gs t r a t e g yo fp h y s i c st h i n k i n gd u r i n gt h e s et e a c h i n gf o r m sc a nn o to n l y t r a i nt h es t u d e n t st h i n k i n ga b i l i t y , b u ta l s om a k et h et e a c h i n ge f f i c i e n c yr a i s e a b o u tf o s t e r i n gt h ep h y s i c st h i n k i n gq u a l i t y , i ti se m p h a s i z e dt os t u d y ：1 f o s t e r i n gt h e 1 聊城大学硕士学位论文 d e e pa n dt h ea n i m a d v e r t i n gt h i n k i n go ft h ep h y s i c st h i n k i n gd u r i n gt h ep h y s i c sc o n c e p t t e a c h i n g 2 d u r i n gt h ep h y s i c sr e g u l a t i o nt e a c h i n g ，m a k es t u d e n t su n d e r s t a n dt h ep r o c e s s o fe s t a b l i s h i n gp h y s i c sr e g u l a t i o n si no r d e rt od e v e l o pt h ed e e pt h i n k i n ga n dt h ef l e x i b l e t h i n k i n g a n a l y z et h ep h y s i c sm e a n i n go ft h er e g u l a t i o nc o m p l e t e l y , a n dt h ea p p l y i n g c o n d i t i o na n ds c o p e sd e f i n i t e l y , t of o s t e rt h ed e e pt h i n k i n ga n dt h ea n i m a d v e r t i n g t h i n k i n g 3 i nt h ep h y s i c se x e r c i s e st e a c h i n g ，v a l u et y p i c a lr e g u l a t i o ne x e r c i s e st e a c h i n g ， t of o s t e rt h es t u d e n t s d e e p ，f l e x i b i l n yo ft h ep h y s i c st h i n k i n g ；p a ya t t e n t i o nt o m a s t e r i n gm e t h o d sa n ds t r a t e g i e so ft h ee x e r c i s e ss o l u t i o ni n d u c e si no r d e rt of o s t e rt h e n i m b l ea n df l e x i b l ep h y s i c st h i n k i n g ；m a k eu s eo fp h y s i c sk n o w l e d g et or e s o l v et h e a c t u a l p r o b l e mw i t h i n r e a l i s t i cl i f e , t of o s t e rt h ec r e a t i o n a r ya n df l e x i b l e p h y s i c s t h i n k i n g o nt h ea b s t r a c tt h i n k i n g ，t h i st e x tp a i dm o r ea t t e n t i o nt o ：1 i nt h ec o n c e p tt e a c h i n g ， f i r s t l yt h et e x ti n t r o d u c e da b s t r a c tt h i n k i n ga n di t sb a s i cm e t h o d sa n dt h ep r o c e d u r eo f t h ep h y s i c sc o n c e p tt e a c h i n g m a k i n gg o o du s eo ft h ep h y s i c sc o n c e p tt e a c h i n gi sav a l i d p a t ht of o s t e rt h ea b s t r a c tt h i n k i n go fp h y s i c s 2 t h ep h y s i c sr e g u l a t i o nt e a c h i n gc a nb e g e n e r a l i z e d i nb r i e fa s ：e s t a b l i s h i n gt h e e n v i r o n m e n t ，i n v e s t i g a t i n gt h er e g u l a t i o n ， e v a l u a t i n ga n dd i s c u s s i n g ，e x e r c i s i n ga n dc o n f i r m a t i o n a n dt h ea b s t r a c tt h i n k i n go f p h y s i c sm a i n l yi n c l u d e s ：a n a l y z i n ga n ds y n t h e s i z i n g ，a b s t r a c t i n ga n dg e n e r a l i z i n g , c o n c l u d i n ga n dd e d u c i n g ，c o m p a r i s o na n dc a t e g o r i z e , s c i e n t i f i cl o g i c a lr e a s o n i n ge t c d u r i n gp h y s i c sr e g u l a t i o nt e a c h i n g ，g u i d i n gs t u d e n t st om a k eu s eo ft h ep h y s i c sa b s t r a c t t h i n k i n gm u s tb ea ne f f i c i e n tw a y o nt h ed e v e l o p m e n to ft h ep h y s i c si m a g et h i n k i n g ，w ef i r s t l yd r a wl e s s o n sf r o m m o d e r nb r a i ns c i e n c e sr e s e a r c hr e s u l to nt h eb r a i n sf u n c t i o na r e a , t ou n d e r s t a n dt h e i m a g et h i n k i n g t h ep r o c e s so ft h ef e r m e n ta n dt a k i n gp l a c eo ft h ep h y s i c si m a g e t h i n k i n gi s u n d e rt h ei n f l u e n c eo fv a r i o u sr e l a t e df a c t o r s ，t h e s ef a c t o r sa r et ob e e x p r e s s e di np r o p e ro r d e r ：f e e l c o n s c i o u s n e s s c o n c r e t i z a t i o n - - i m a g o s t r e n g t h e n t h ee x p e r i m e n to b s e r v a t i o na n dm a k eu s eo ft h em u l t i - m e d i at e a c h i n gr e s o u r c e st o s t r e n g t h e nt h es t u d e n t sf e e l i n gt ok n o wa n dt oe n r i c ht h es t u d e n t sp h y s i c si d e a t h e n t e a c h e r sc a ng u i d et h es t u d e n t st ou s ei m a g et h i n k i n gm e t h o d s ，a n dt h ep h y s i c si m a g e t h i n k i n gw i l lb es t r e n g t h e n e d 4 聊城大学硕士学位论文 t h ep h y s i c si n t u i t i o nt h i n k i n gi st h ec o m p r e h e n s i v ef u n c t i o no ft h ep h y s i c sa b s t r a c t t h i n k i n ga n dt h ep h y s i c si m a g et h i n k i n g b u ti ti sak i n do fo b j e c t i v ea n dn n a t t a c h e d t h i n k i n g m a s t e r i n gal o to fp h y s i c sk n o w l e d g e ，e n r i c h i n gt h ep h y s i c se x p e r i e n c e ， c o n t r o l l i n gt h ek n o w l e d g eu n i ta n db e i n gg o o da tw h o l et h i n k i n gi s t h eb a s et o p r o d u c e st h eg o o di n t u i t i o nt h i n k i n g i na d d i t i o n ，t r a i ns t u d e n t sm a k i n ge x t e n s i v e a s s o c i a t i o na n db r a v e l yg u e s s i n g ，s ot h a tt h e yw i l lg e tt h eh a b i to fb e i n gg o o da ti n t u i t i o n t h i n k i n g l a s t l y ，t h eo r i g i n a lp r o b l e mo fp h y s i c si sag o o dk i n do fi n t u i t i o nt h i n k i n g t r a i n i n gm a t e r i a l ，c a nm a k et h es t u d e n tg e tm o r ei n t u i t i o nt h i n k i n ge x p e r i e n c e t h ek e yt h a tf o s t e r st h ec r e a t i v ea b i l i t yl i e si nf o s t e r i n gt h ec r e a t i v et h i n k i n g f o ra l o n gt i m e ，p e o p l eh a v eb e e ni n v e s t i g a t i n ga ne f f e c t i v ew a y o ff o s t e r i n gt h ec r e a t i v e t h i n k i n g s c i e n t i f i ce x p l o r a t i o ni saa t t r a c t i v ep o i n ti nt h ef l e wc u r r i c u l u mr e f o r m w h a t m a k e su sh a p p yi st h a ts c i e n c ei n v e s t i g a t i n gi san e wc o u r s et of o s t e rt h es t u d e n t s c r e a t i v et h i n k i n g t h i sp a p e rd e s i g n sw i t hm e t i c u l o u sc a r et o f o s t e rt h es t r a t e g yo f c r e a t i v et h i n k i n gi ns c i e n c ei n v e s t i g a t ev a r i o u s l yc o n s t i t u t em a i nf a c t o ra tt h et i m eo f i n t r o d u c i n gt h ec r e a t i v et h i n k i n g ，i ti sh o p e dt og a i nt h es a t i s f y i n gr e s u l t si nt e a c h i n g p r a c t i c e k e y w o r d s ：p h y s i c st h i n k i n g , p h y s i c st e a c h i n g ，f o s t e r i n gs t r a t e g y 原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导 下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外， 论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对 本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本人承担本声明的法律责任。 、 学位论文作者签名：僻、械日期型鲥： ：! 兰 学位论文使用授权声明 本学位论文作者完全了解聊城大学有关保留、使用学位论 文的规定，即：聊城大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授 权聊城大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或其它手段保存、汇编学位 论文。 学位论文作者签名：僦。叛：日期训f 2 导师签名：丑寥乞日期驰一6 j l t 聊城大学硕士学位论文 丽吾 我国东汉唯物主义思想家王充在论衡效力篇中说：“人有知学，则有力矣。” 英国哲学家培根弗兰西斯在新工具中指出：“知识就是力量。”知识是人们在实践 活动中认识客观事物的结晶，也是提高生产力，推动社会进步的重要因素。因此，我们 在物理教学中历来都尤其重视知识传授，并将其作为教学的主要目标。 我国还有句古话：“授人以鱼，只供一饭之需，教人以渔，则终生受用。”由此，古 代先哲很注重发展智力，培养能力。现代教育家陶行知说：“我以为好的先生不是教书， 乃是教学生学。”德国教育家第斯多惠说：“个坏的教师奉送真理，一个好的教师则教 人发现真理。”古今中外的有识之士都积极倡导在教学中应注重发展学生的智力，培养学 生的能力。 在这个知识“爆炸性”增长的时代，知识增长的无限性与学习时间的有限性已成为 一个突出的矛盾。而传统的教育只重视传授知识，而忽视培养智力、能力，这使得“青 春有限，知识无穷”的矛盾难以解决。这不能不使我们反思，提出：在传授知识的教学 过程中发展智力，培养能力，这是对教学目标的重大改革，也是对智育功能认识的一次 飞跃。 智力反应一个人的聪明程度，。智力属于个性范畴，偏重于认识活动，着重解决知与 不知的问题，是保证人们有效地认识客观事物的稳定的心理特征，包括注意力、观察力、 思维力、记忆力和想象力等五个基本因素。而思维是智力的核心，人们的认识活动，在 注意力的引导、调控下，通过观察获得感性材料( 知觉、表象) ，由于想象的参与、配合， 通过分析与综合、抽象与概括、比较与分类、归纳与演绎等思维加工，获得对事物本质 属性和内在规律的认识，并且加以储存或提取。由此可见，培养思维能力是是发展智力 的主要内容。在物理教学中培养思维能力，是发展智力的具体落实和进一步深化。 。邪瑞珍：教育心理学，上海：上海教育出版社，1 9 9 66 版，第2 7 2 页 聊城大学硕士学位论文 第一章问题的提出 第一节研究的目的及意义 一、课程改革的需要 卓越的思维能力作为创新人才的重要特征，处于人的智能结构的核心地位，因此培 养学生的思维能力、完善学生的思维品质始终是物理教育中落实素质教育的最重要的任 务之一。在新一轮基础教育课程改革中，新物理课程标准提到基础教育阶段的物理 课程应以提高全体学生的科学素质为主要目标”，满足每个学生发展的基本需求，改变学 科本位的观念，全面提高公民的科学素质；此外，物理课程的价值体现之一就是通过科学 想像与科学推理方法的结合，发展学生的想像力和分析概括能力，使学生养成良好的思 维习惯。人的思维的产生与发展，就其总体而言，是有一定规律的，但人与人的思维能力 是有差别的，这种差别就是思维的特殊性或个性。思维的特殊性或个性，不是由遗传决 定的，而是由个人的生活实践以及所受的教育决定的。由此就产生了如何通过实践和教 育来培养思维能力的问题，而由于物理思维的特殊性，其最佳培养途径是通过物理教学 及训练来培养。 二、解决物理教与学的实践难题 目前，中学物理教与学中存在的主要的难题是：教师体会到物理这门课程难教，对 于一些概念或者规律如何才能使学生更容易理解、并能灵活运用感到困惑，最令他们头 疼的就是学生对物理迟迟不能“入门”。学生普遍认为物理难学，对所学的物理知识不 能透彻理解、不能灵活运用，不会解题。 以上这些问题的主要原因应该归咎为：我们很多物理教师教学中只着眼于传授已有 知识，而不注意培养学生的物理思维方法、思维能力。做到了“授之以鱼”而并非“授 之以渔”。其结果是学生对物理学特有的魅力没有多少体会，越学越难学，越学越不想学， 学生的物理思维能力薄弱、思维素质不高。一个鲜明的对比，大凡是物理学习不吃力的 学生，其共同特点就是能很快“入门”，“入门”之后越学越轻松，越学越喜欢学。其实， 。教育部：普通高中物理课程标准( 实验) ，北京：人民教育小版社2 0 0 3 4 版 聊城大学硕士学位论文 “入门”的实质在很大程度上就是物理思维习惯的养成，物理思维能力的成熟。由此可 见，通过培养物理思维来解决物理教学的难题，是一条捷径。 三、素质教育的需要 回顾物理学的起源和整个进化历程，可以看出，物理教学代表着一整套获得知识、 组织知识和运用知识的有效步骤和方法。它的基本观点、思维方法，实验设计思想、方 法、技能已经渗透到包括社会科学、人文科学在内的各个学科之中。可以毫不夸张地讲， 物理教学在培养学生的科学素质中起着其它学科无法替代的作用。现今，物理教学正在 努力由应试教育转向素质教育，作为素质教育的重要内容之一的思维能力教育是物理教 学中的重要课题。然而，物理教育的现状与素质教育的要求还存在着很大的距离。如何 切实有效地培养学生的思维能力，依然是物理教育中实施素质教育的最重要、最迫切的 任务之一。解决素质教育的要求与物理教学现状两者之间的突出矛盾的关键在于，通过 物理教学切实培养、完善学生的思维能力，使学生真正走进物理智慧。 总结以上三个方面，本课题将围绕着物理思维，从理论和实践两个方面，全面分析、 深入探讨物理思维能力的概念、结构要素、动态关系，并提出在各种物理教学过程中培 养学生物理思维能力的教学策略。旨在使物理教学真正完成启迪学生物理智慧、提升学 生科学素养这一根本任务，推进物理教育中素质教育的落实与深化。 第二节该课题在国内外的研究现状和发展趋势 思维是人们早已发现了的一个经验事实。在我国古代的典籍中，思维被称为“思”、 “虑”、“想”、“思惟”等。我国古代的墨家、名家，西方古代的苏格拉底、亚里士多德 都曾经讨论过思维问题。近代以降，迪卡尔、培根、康德、黑格尔、马克思、恩格斯、 罗素等人，都对思维做出了相当程度的研究。不同学科眼下都已对思维在各自的研究领 域中取得了多方面的成果，如哲学、逻辑学、语言学、文学、心理学、等科学学科，都 从各自的角度研究了思维、并取得了丰硕的成果。 一、国外的研究历史与现状 从思维科学的文献资料显示情况来看，国外的一些思维科学研究专家把较多的注意 力集中到了对思维品质的研究上，思维品质概念较早出现在前苏联心理学著作中。前苏 。阎金铎，郑军：物理课程论南宁：广西教育出版社，1 9 9 61 2 版，第6 页 聊城大学硕士学位论文 联的心理学家既承认思维发展的共性，又强调思维发展的个性，明确指出思维发展的个 性特点就是思维品质。在结合教育、教学实践培养思维品质方面，最有影响的是前苏联 赞可夫主持的“教学与发展”实验研究。赞可夫强调教学中应重点培养观察力、思维能 力和实际操作能力。培养思维能力时，特别强调深刻性、灵活性与创造性等思维品质。 赞科夫通过长期、广泛的实验研究得出：培养学生的思维品质，确实是提高教学质量的一 种有效途径。在西方心理学界，首先提出思维品质的是美国心理学家吉尔福特，吉尔福 特从思维品质入手，建立了思维的智力结构三维模型，着重研究了思维的灵活性、发散 思维和创造能力，指出创造性思维的核心是发散思维。国外教育( 尤其是欧美国家) 比 较重视科学课程( 主要包括物理、化学、生物等) 的教学，而且在科学课程的教与学中， 重视学生的思维能力培养，比如对创新思维的刻意培养，他们要比我们重视得多，一个 比较明显的效果就是国外学生的创新能力要明显超过国内的学生，这也是为什么有很多 国内学生在国外深造时，表现出研发能力相对较差的主要原因之一。 二、国内研究历史与现状 受到国外研究的影响，国内从发展心理学的角度较早阐述思维能力及其培养的是北 京师范大学朱智贤教授，他在关于思维心理研究的几个基本问题中，深入阐述了思 维品质的特点及影响思维品质发展的各种因素。“北京师范大学林崇德教授主持的“学习 与发展一中小学生思维能力的发展与培养”教改实验研究，取得明显效果。林教授提出 学科能力的概念，深刻地揭示了结合学科教学培养思维能力是发展智能的突破口，是提 高教学质量的好途径。具体到中学物理学科，对思维能力培养的研究，主要有段金梅、 武建时的“中学生物理思维能力的发展与培养研究”( 1 9 8 6 年) ，以及山西师范大学课程 与教学研究所胡卫平从事的研究。胡卫平根据思维发展理论、物理思维论，建构了中学 生物理思维能力结构模型，并以此为基础开展了中学生物理思维能力培养的实证研究 ( 1 9 9 4 1 9 9 9 年) 。更可喜的是，大批战斗在教学一线的物理教学科研工作者在最近几年内 结合教学经验，发表了大量相关方面的优质论文。这些使国内的物理思维科学研究呈现 出一派欣欣向荣的景象。研究结果显示，在科学理论的指导下，采用切合学生思维发展 水平的培养措施，物理教学能有效地提高学生的思维能力和整体科学素质。 三、我国物理教学大纲对培养物理思维的要求 高中物理教学的理想之一是：学生在教师的引导下展开积极、主动的思维活动，在头 脑中形成对物理世界本质的深刻认识。在过去数十年的高中物理教学中，我们对学生思 。朱智贤：关于思维心理研究的几个基本问题，北京师范大学学报( 社会科学版) ，1 9 8 4 年第一期 聊城大学硕士学位论文 维能力培养的认识是在逐步发展、逐步深化的。1 9 5 6 年的大纲提出了培养解题能力和实 验技能，1 9 6 3 年的大纲又增加了培养思维1 1 2 ，1 9 7 8 年的大纲对培养能力的提法就比较 完整，同时把培养能力提高到与打好基础同等重要的地位，并在执行过程中突出了思维 能力的重要性。2 0 世纪八、九十年代，教学大纲对物理思维的重视程度有增无减。进入 2 1 世纪，开始了轰轰烈烈地基础教育课程改革，新的物理课程标准提出了物理课程 的价值体现之一为：通过科学想像与科学推理方法的结合，发展学生的想像力和分析概 括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新：另外，其“课程理念”和 “课程目标”都流露出对物理思维的“垂青”。o 由此可见，物理思维能力的培养也是基 础教育的重点内容之一。 对国内外研究进行分析之后，发现虽然“思维”这个话题一直在被热烈讨论。但是 对“物理思维”的讨论的确不够系统全面，大部分人只是从一个片面来谈及“物理思维”， 只有少数著作系统地进行了研究。时代在发展，“物理思维”的研究也要与时俱进，推陈 出新，不断趋于完善、完美。 。教育部：全口制中学物理教学- 人纲1 9 9 0 年修订版 。教育部：普通高中物理课程标准( 实验) 人民教育出版社2 0 0 3 4 聊城大学硕士学位论文 第二章物理思维 物理思维是从属于一般思维的一种特殊思维，因此应在研究物理思维之前了解一般 思维。同时，物理思维是物理智力活动的核心，因此结合一般思维与物理学的特点，才 能发现物理思维的本质和规律。本研究在参阅大量的已有研究成果的基础上，着重分析 了以下内容：物理思维品质，包括物理思维的深刻性、灵活性、批判性、创造性和敏 捷性等五个方面；根据思维材料的不同，可以将物理思维分为三种：物理抽象思维、 物理形象思维、物理直觉思维；物理思维的基本方法大致包括：分析与综合、比较与 分类、抽象与概括、科学推理、臻美、等效等方法。 第一节思维与物理思维 一、思维 物理思维是一般思维的特殊形式。因此，要研究物理思维，需要先了解与思维相关 的知识。 不同学科对思维的理解是存在差异的，但是思维已被诸学科广泛地认为是具有意识 的人脑对客观事物间接的、概括的和能动的反映。它以感知为基础又超越感知，是认识 过程的高级阶段。通过思维，达到可以从多个角度进行认识。从哲学角度来说，思维是 与客观存在对立统一的概念，是人脑对事物的本质属性、内部规律以及事物间的联系和 相互关系的认识。 思维的本质是人脑对客观事物的特一k - 、本质、相互关系的间接的、概括的和能动的 反映，这种反映包括纵向和横向两个方面。纵向反映是指对于同一事物或者过程不同阶 段的特性和本质的反映；横向反映是指对于不同事物和不同过程之间的相互关系的反映。 二、物理思维 所谓物理思维，就是物理学中的科学思维，是具有意识的人脑对客观物理事物( 包 括物理对象、物理过程、物理现象、物理事实等) 的本质属性、内部规律性及物理事物 。段继扬：创造性教学通论，k 春：吉林人民m 版社，1 9 9 91 0 版，第4 1 页 聊城大学硕士学位论文 问的联系和相互关系的间接的、概括的和能动的反映。物理思维的主体是具有特殊生理 和心理机制的人，物理思维的客体是客观物理事物。o 物理学是研究物质运动晟一般的规律、物质的基本结构及物质问的相互作用的一门 学科，它的研究对象具有客观性，不以人的意志而转移。而我们要认识这种自然界物质 的运动、相互作用等的本质规律和特征，就必须在头脑中形成对整个物理世界本质的、 完整的、深刻的反映，就要对观察过的物理现象、物理事实、物理过程等在大脑中形成 清晰的物理图景，并反复加工、合理改造、去粗取精，把感性认识上升为理性认识，此 即物理思维。 第二节物理思维的品质 物理思维品质是指人们在研究和解决物理问题以及学习物理知识的过程中逐步形成 和发展的，并在这个过程中表现出来的、直接影响工作效率的个体智力特征，主要包括 物理思维的深刻性、灵活性、批判性、创造性和敏捷性五个方面。 1 深刻性 思维的深刻性也叫抽象逻辑性，反映思维的抽象程度和逻辑水平，以及思维活动的 广度、深度和难度。它表现在善于深入地、逻辑清晰地思考物理问题；善于把握物理事 物的本质和规律，而不被表面的现象所迷惑；善于开展系统地的、全面的物理思维活动； 善于从整体上用联系的观点认识物理事物，掌握物理知识，严密地推理论证。 物理概念反映物理事物的本质，物理规律揭示物理过程中各物理量之间内在的、必 然的、本质的联系。要理解物理概念的内涵和外延，要掌握物理规律的实质和运用，必 然通过思维，思维越深刻，对物理概念和物理规律的理解也就越深刻，运用越自如。 2 灵活性 物理思维的灵活性是指物理思维活动的灵活程度，物理思维活动能够根据客观情况 的变化，能够从不同角度、不同的方面去思考问题；善于应用不同的知识，用不同的方 法正确地解决问题；善于综合分析物理问题，伸缩性大；思维的结果具有多样性、灵活 性和合理性。 。阎金铎，续佩君：物理能力测量研究，南宁：广西教育m 版社，1 9 9 61 2 版，第“页 。阎金铎，郑军：物理谍程论，南宁：广西教育m 版社，1 9 9 61 2 版，第1 3 页 。阎金铎，世昆，胡卫平：物理思维论，南宁：广西教育出版社，1 9 9 61 2 版，第1 5 2 5 页 7 聊城大学硕士学位论文 具备良好的物理思维的灵活性，就可以突破消极的思维定势的影响，可以根据物理 问题的要求灵活地确定研究对象，然后可以从多方位、多角度灵活地选择解决问题的方 法，还可以比较自然地形成物理事物的动态图景，善于对全物理过程进行分析，抓住问 题的本质。 3 批判性 思维的批判性是指思维中严格估计思维材料和检查思维过程，善于独立思考，不受 暗示干扰，善于发现问题、提出质疑、进行争论，不断分析解决问题所依据的条件，反 复检查已拟定的假设、计划和方案；善于客观地考虑正反两方面的论据；善于明辨是非 曲直，不人云亦云，不盲从附和。 在物理学3 - j 中，具有较强的思维批判性，可以排除一些常见的干扰，如：相关信息、 多余无关信息、数学信息、非智力因素和前科学概念等干扰，从而可以严格地估计物理 思维材料，善于缜密地检查物理思维的各个环节，及时地控制与调节思维的进程，善于 对物理思维的成果做出深刻的反思与评价，并能够进行独立的物理思维活动。 4 创造性 思维的创造性，又叫独创性。是指思维主体能够独立思考并创造出有价值的且具有 新颖性的智力成果。它的最大特点是发散思维与集中思维的有机统一，往往是先通过发 散思维探寻出解决问题的各种可能方案，然后