新课程物理思想教育探讨,本文主要内容关键词为:思想教育论文,新课程论文,物理论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
按照国家课程改革纲要的精神,教育部分别制定了初、高中物理课程标准,其中《全日制义务教育物理课程标准(实验)》的课程目标中提出:“使学生学习一定的物理基础知识,养成良好的思维习惯,在解决问题或作决定时能尝试运用科学原理和科学方法。”《普通高中物理课程标准(实验)》的课程目标中提出:“通过物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识到物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。”从课程标准可以看出,物理课程目标对学生的要求主要有两点:一是学会物理知识;二是领会物理思想。本文试图从中学角度对物理思想及其教育作以探讨。
一、物理思想和知识、方法的含义
物理知识是人类认识物质运动规律和物质结构的具体成果,它包括物理现象、物理概念和物理规律三个要素。物理方法是指物理活动过程中运用的方式、途径和办法。物理知识和物理方法都是物理学习的直接对象。
物理思想是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。物理学思想有“物质的思想”“运动的思想”“对称的思想”“守恒的思想”“相对的思想”“时空的思想”“场论的思想”……这些宏观的物理思想,是在学生比较全面的学习过物理学内容后逐步建立和形成的。本文所谈的物理思想,仅限于微观的中学物理思想。
二、物理思想与知识、方法的关系
物理知识和物理方法的教学过程中,物理思想贯穿始终。物理思想与具体的物理知识和物理方法既有联系、又有区别,物理知识和物理方法的建立,离不开物理思想的规范;物理思想的形成又以一定的物理知识和物理方法为基础。也就是说,物理思想既是建立于物理知识和物理方法之上,又是高于物理知识和物理方法的一般科学思想的一种科学认识。在物理学发展史上,可以把对物理现象的每一种新的认识看做一种物理思想;而在物理教学中,可以把物理思想看成是对物理知识和物理方法的进一步概括。因此,物理思想是中学物理教学的主体内容,它和物理知识及物理方法同等重要。
三、具有教育、发展功能的物理思想
物理思想不仅在认识程度上超越具体的物理知识和物理方法,而且在人的行为活动中具有意识导向的作用。物理科学最典型地体现了科学理论的逻辑性、方法性、实证性、精密性和实用性,物理教育在发展学生智能和启迪学生智慧方面起到独特的作用。所以,在中学物理教学中渗透物理思想,能够促进学生深刻理解并掌握物理知识与方法,能充分激发学生积极科学创新,能指导学生树立科学的人生观和世界观。这也是中学物理课程标准总目标中明确提出的要求。
物理学发展和应用的过程中所产生的包含了丰富物理思想的物理文化,为人类创造了巨大的物质财富和精神财富。正因如此,接受过系统的物理教育的人,往往在未来的工作中具有更强的适应性。无论是在日常生活或生产中,在科技研究和教育中,还是在管理及决策中,都能体现出物理文化的思想精髓。
四、现行课标教材中的物理思想
为了在中学物理教学中能够把物理思想与知识方法联系起来,使物理思想容易被理解,使物理思想教育具体化,物理教育操作性更强一些,按照具体的物理思想所概括内容的特点,可以把中学物理教材中的物理思想分成现象性物理思想、概念性物理思想、规律性物理思想、方法性物理思想及综合性物理思想五类。
1.现象性物理思想
物理现象是人们通过感官观察或借助仪器观测,对自然界和实验室中发生的物理事件的直接描述。现象性物理思想是对某类物理现象的深刻理解,进一步概括而成的认识。
如现行的各版本初中物理课标教材中,从“声现象”“热现象”“光现象”到“静电现象”以及“电磁联系现象”……由简单到复杂、直接到间接地了解客观世界是什么样子,建立物理知识必须以事实为依据,明确必须借助范例才能解释新的物理现象。当了解了适量的有关物理现象后,通过归纳、概括、抽象而上升为理性认识,再用理论知识去解释有关的新的现象。
2.概念性物理思想
物理概念是一类物理现象的共同特征和本质属性在人脑中概括和抽象的反映。概念性物理思想是对某类物理概念的深刻理解,进一步概括而形成的认识。
如在各版本的高中课标物理教材必修1、2模块和选修3-1、3-2、3-3、3-5模块中,在建立了力的概念的基础上,提出了“四种基本相互作用”,逐步认识各种力的作用性质和作用特点。
而后,在认识电场和磁场中,通过力来认识电场和磁场的性质;在认识物质组成和物质微粒结构时,又得到了分子力和核力的概念,从而概括出力的思想。在苏科版初中课标教材中,对初中物理学中涉及的力、声、光、热以及电等各部分内容,都提出了各种形式对应的运动都具有能量,从而概括出各种运动形式都对应着一种能的思想。
再如教材中通过对电、磁及星体的引力作用的深入认识,概括出场的思想等等。
3.规律性物理思想
物理规律是若干物理概念之间的内在联系。规律性物理思想是对某个或某类物理规律的深刻理解、进一步概括而形成的认识。如在高中物理课标教材必修1模块中,由牛顿第二定律产生力学因果论思想以及力的独立作用思想。在必修2模块和选修3-5模块中,通过牛顿运动定律推导出动能定理和动量定理,也体现了牛顿力学的因果思想。选修3-3模块中由热力学第二定律产生自然过程的不可逆思想。必修2和选修3-3和3-5模块中由机械能守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律等,均体现了守恒思想。
4.方法性物理思想
物理方法是物理活动过程中运用的方式与办法。方法性物理思想是对物理概念、规律形成过程中的思维方法或对物理理论构建方法的进一步概括而行成的认识。例如,在高中物理课标教材的必修1、选修3-3、3-4模块中,质点、理想气体、单摆等体现了理想化思想;分子动理论中对分子的认识,安培对磁现象的解释等均体现了科学假说思想;麦克斯韦电磁波的提出和赫兹的实验验证,奥斯特实验等,都体现了实验验证思想;伽利略对自由落体的研究过程,体现了演绎思想。另外还有归纳思想、类比思想等。
5.综合性物理思想
综合性物理思想是对物理理论深刻理解进一步概括而形成的,具有概念性、规律性或方法性的认识。综合性物理思想是最高层次的物理思想。例如,高中物理课标教材的必修1、2模块中,位移公式的推导过程,速度方向的确定,都体现了基元性思想;竖直上抛运动的研究,体现了对称思想;牛顿定律的表达式和联系物体质量与能量关系的质能方程,体现了简单性思想;对电场、磁场和引力场的研究,体现了统一性思想;对圆周运动、椭圆运动以及天体运动的研究,体现了科学审美思想等等。
五、中学物理思想教育建议
任何物理思想都是以物理知识和方法为基础的,物理思想的形成尤其强调对物理知识与方法的反复认识和思考。物理思想教育是比知识教育和方法更高层次的物理教育,它是以培养学生的创造性思维和创造精神为目的。落实中学物理课程标准,使用课标物理教材,就要明确要求学生了解物理学的基本思想,引导学生去感悟中学物理中蕴涵的物理思想。
1.挖掘因素,有机渗透
在现行初、高中物理课标教材中,自始至终贯穿着大量的物理思想内容,前面谈到的只是部分而已。充分挖掘教材中隐含的物理思想素材,在教学计划的制定,教研活动或集体备课,乃至个人备课进行教学设计时,把相关物理思想揉和到教学内容中,在教学过程中体现物理思想,有意识、有目的地落实。
2.抓住关键,科学渗透
在教学过程中,重视物理现象、概念和规律及方法的基础性和科学性,一定程度上可以把物理知识视为逻辑推理的必然。同时,应该适时强调其中的主观创造成分,不回避直觉、猜想和假设。让学生知道物理科学不只是从现象往上推导的,还可以从某种物理思想往下推理,只要其推论能解释物理问题。在学生已经建立某领域的基本物理知识框架的前提下,可以尝试让学生就某一问题的解释依据自己的某种思想进行构想,以开阔其思维,发展其创造力,从而抓住创造性思维这个关键。
3.结合学史,逐步渗透
现行课标教材中,每当有重大物理发现的内容,都有学史介绍,这其中都包涵了物理思想的成分。重大物理发现的过程,也是物理学家物理思想诞生的过程。通过对物理学史的讲解,使学生了解物理学家的思维方式,领悟物理学家的思想内涵。让学生在以后的学习和遇到实际问题时,也能像物理学家那样去思考问题和解决问题。物理学史的介绍,也能使学生体会到物理学家严谨的治学态度和锲而不舍的科学精神,使学生受到良好的启示和教育。
4.循序渐进,创新渗透
物理思想具有层次性,既有简单的物理思想,也有复杂的物理思想。不管是简单还是复杂,它的形成总有个渐进的过程。综合性物理思想也必然是各种简单的物理思想逐步综合、概括而成的,尤其是它的创造性是由许许多多简单的创造逐步养成的。其作用主要在于培养学生的创造意识和勇气,发展学生的创造性思维能力,促进学生的物理科学理论的学习和运用。教学中让学生自己提出问题,对问题做深入思考,通过自己的努力解决问题,这比直接告诉学生答案要好得多。所以,在教学过程中鼓励学生敢于提问题,鼓励与启发学生提出创新性的问题。