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[摘要]物理教学的本质使命是培养学生的物理素质和科学素养，通过物理思维习惯的培养，有助于学生物理科学素质的养成。结合高中物理教学实际，提出学生物理思维习惯养成的一些策略，这些策略都具有可行性意义。
[关键词]物理思维习惯 养成 策略
中图分类号：O41文献标识码：A 文章编号：1671－7597 (2008) 0120098－02
物理思维习惯是学生科学素养的标志，加强学生物理思维习惯养成的培养，对学生科学素养的形成，具有关键性意义。因此，培养学生良好的物理思维习惯，是中学物理教学的重要任务。美国制定的《国家科学教育标准》曾明确指出：“科学教育的最终目标是要培养有科学素养的人。因此，把教育机构引进科学传播主体之一很有必要。”在我们看来，学校物理教育教学，应该是普及科学知识的主阵地。科学知识和技术在不断发展，中学物理教学也必须与时俱进，让学生在掌握基本物理知识的同时，更好地吸取科学营养，养成科学素养，并掌握好相应物理技能，成为新时期的人才。一般认为，科学素养（Scientific Literacy,简称SL）“是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。科学素养还包括一些特定门类的能力。”有科学素养就意味着一个人具有对科学信息的选择、理解、质疑、评估、创造和生产的能力，以及思辨和反应的能力，“能识别国家和地方决定所依赖以为基础的科学问题，并且能提出有科学技术根据的见解来”。因此物理教学的实质是提高人的科学素养。在中学物理教学中，培养学生的物理思维习惯，使之在人生成长过程中，渗透科学知识，提高科学素养，把物理技能应用到科学探索过程中去，进而主动获取、正确理解、批判思考科学信息，让科学为己所用，这正是物理教学的本质使命。所以，有意识地培养学生的物理思维习惯，使学生逐步养成科学素养，对促进学生物理智能和科技能力的和谐发展，都具有不可低估的意义。那么，在中学物理教学中，如何培养学生的物理思维习惯呢？
一、格物致知，学会用物理知识思考问题
格物致知，按中国传统理学解释，是将其作为认识论的重要问题来对待的。古人所说的物指一切事物，包括精神现象或物质现象。认为格物就是就物而穷其理，格物的途径主要是读书讨论，应事接物之类。格物致知的过程，是一个体认理的过程。把格物致知用到物理思维范畴，当更显示其本来意图。也就是说对事物的认知，应该从其性质、本原去探寻，用物理知识思考问题，养成物理分析的习惯，这无疑有助于对物理本原的认识，有助于科学素质的培养。学会用物理知识思考问题，需要在物理教学过程中培养训练。教师要指导学生，强调从发现问题、探讨问题到解决问题，都要有物理意识，自觉格物致知，探寻其本质。由于社会上多种习惯、习俗和时尚等因素影响，人们对认识对象的辨别，多从心理感觉、个性习惯入毂，而鲜少用物理知识求解，导致对问题实质的揭示，相去甚远。因此学生物理思维习惯的养成，任务艰巨，非下苦功不可。可在物理教学中，引导学生多用物理知识，包括定理、公理等，探索物理现象。对物理问题的求解，更需要调动物理思维习惯因素，着重围绕物理主旨，实现事物现象的本质揭示，而不能离开物理本身的因素，盲目求索。
如图1，木楔M静置于粗糙水平面上，物块m由静止开始沿斜面下滑，求地面对木楔的摩擦力大小和方向。
这是一道学生平时反复操练的典型力学试题，但不少学生在分析物块尤其是木楔受力时，往往无所依从，盲目求解，结果导致错误。这不但说明受力分析的能力有待提高，更是缺少了物理思维的习惯。正确分析物体受力的基础是对力的定义“力是物体间的相互作用”的准确理解。分析物体受力时，首先要看这个物体与周围哪些物体发生相互作用，所谓的相互作用，在中学范畴，除万有引力是通过引力场、电磁力是通过电磁场发生外，都是接触作用，是以接触为前提的。所以在分析某个物体受几个力的作用时，除了对万有引力、电磁力应根据有关的规律来确定外，就要看这个物体与周围哪些物体接触，接触处就可能有力的作用，不接触则必然无力的作用。其次必须理解，既然力的作用是相互的，那么有作用力必有反作用力，深刻理解牛顿第三定律，并能在分析受力时熟练地运用它，常可纠正一些错误。再是对常见的几种力，如重力、弹力和摩擦力等的性质、规律有较透彻的理解，对正确地进行受力分析是必不可少的。这一切根本的是必须要养成一种良好的物理思维习惯，在分析受力时，应把所考察的物体隔离出来，把其它物体对它的作用使用简单的图示表示出来，并用相应的符号表示各个力。画出受力图后，就可以从图中看出各个力的反作用力，而有关各力的施力物体、受力物体也就一目了然。可见，物理思维能力的提升，需要平时养成快速调动物理知识的习惯，使之转化为物理能力，进而解决问题。
二、由浅入深，力求思维的深刻
思维能力是主体智能程度的标的，思维习惯的培养，需要由浅入深，由简单到复杂，由现象到本质，由形象到抽象，逐步求其思维的深刻度。
物理思维习惯的养成，当然包括各种思维形式都能逐步熟练。首先是力求解题思维形象化。物理知识是抽象的，其思维特征以抽象思维为主，但物理知识的学习和物理技能的掌握，可以通过多种思维形式，包括形象思维、求异思维、发散思维和想象联想等，逐步由浅入深、由简单到复杂、由形象到抽象，进而促成物理思维的严谨和科学规范，实现物理思维创新能力的提高。因此，思维的形象化，有助于物理格物致知习惯的养成。其次是剔去单一思维定势，养成多种多维性思维习惯。多维性是思维活动的高层次，这种思维具有较高的灵活程度，能善于沿不同角度，顺着不同方向，选择不同方法，对同一问题从多方位、多层次、多侧面进行认识。
例如题目：雨伞边缘半径为r，且高出地面h，伞柄在竖直方向上以角速度ω旋转，使雨滴自边缘甩出落于地面成一个大圆，求此圆圈的半径。
解答此题时，不少学生都画出了图1所示的示意图，根据平抛运动的规律，求出：
落地时间t=
这个解法是错误的，错误原因是在此示意图中雨滴的落向是垂直纸面向外的，并非图2中所示，而在此图中又无法明确的表示出来．如果换一个方位，由伞顶向下看，则可以画出如图3所示的示意图，在该图中，雨滴在水平方向的位移、伞的半径和圆圈半径之间的关系就一目了然了，由此可知应该是R=，而非R=s+r。
从解此题中可见，选择正确的方位画示意图是保证结论正确的条件，在选择画示意图的方位和视角的过程中，也就培养了学生思维的多维性。
三、讲究思维的逻辑顺序
事物自身有其运行规律，体现出某种逻辑顺序。物理思维也应该遵循逻辑循序，体现出有序性。即物理思维要体现出物质系统内部或系统之间有规则的联系和转化，按照物质系统运动和变化的顺序去分析研究，这样的思维过程就反映了思维的有序性，思维结果的正确与否和思维过程的有序或无序有很大关系，按照一定的程序（即有序）所展开的思维，可以使思维周密严谨，从而就保证了思维结论的正确。解题中把物体运动变化的主要过程用示意图表示出来，通过示意图来分析物体运动变化的每一个主要过程和变化，有助于培养学生思维的有序和严谨。
例如图4，一根轻弹簧两端各固定质量m1=0.5kg和m2=1.5 kg的两个物体，将它们放在光滑的水平面上，然后用力推m2使m1顶紧墙壁，此时，弹簧具有弹性势能12J，现突然放手，求；（1）在弹簧松开的过程中，m2能达到的最大速度；（2）在m1脱离墙壁以后的过程中，弹簧能具有的最大势能；（3）在ml脱离墙壁滑动的过程中，ml能具有的最大速度。
先画出放手后两物体与弹簧的运动变化示意图，如图4（1）、图4（2）、图4（3）．（l）放手后，m1受到的弹力方向向左，仍靠在墙上不动，m2。受到的弹力方向向右，在弹力的作用下向右运动，这时弹簧的弹性势能转化为m2。的动能，到弹簧恢复到原长时，如图5（l），弹簧的弹性势能全部转化为m2。的动能，此时m2。的动能最大，由此得EP=1/2m2Vm2，（2）m2再向右运动，弹簧被拉长，长度大于原长L0，m1就受到向右的弹力，产生向右的加速度a1，做加速运动，而此时，m2就受到向左的弹力，产生向左的加速度a2，做减速运动，如图5（2），只要m2的速度大于ml的速度，弹簧的长度就在继续被拉长，弹簧的势能在增大，直至m1和m2的速度相同时，弹簧具有最大势能；（3）在m1和m2的速度相同后，由于弹簧处于伸长状态，所以m1仍在加速，m2仍在减速，直到弹簧的长度再次恢复原长的瞬间，如图5（3），两物体不受弹力作用，此时，m1的速度最大，即m1的动能最大。
图5
物体运动变化转折点和典型过程的示意图，能按部就班地再现问题的物理情景。通过二个转折瞬间和一个过程的示意图，把物体运动变化的顺序过程形象地反映出来，这无疑能提高学生思维的有序性。
总之，学生物理思维习惯的养成，关系到科学素养的问题，中学物理教学需要转变学生学习方式的同时，全力培植其物理思维能力，这样才能培养出创新型的人才，这在本质上是符合素质教育目标的。上面提出的几条途径，只是众多方法中的小部分，用作抛砖引玉罢了。
参考文献：
[1]王棣生，中学物理创新教法[M].北京：学苑出版社，2001.
[2]乔际平、刘田珉，物理创造思维能力的培养[M].北京：首都师范大学出版社，2001.
[3]蔡守龙，《走向教育案例研究》《教育理论与实践》，2003（7）.
作者简介：
牙韩珠，广西河池高级中学教师，研究方向：中学物理教学研究。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
[关键词]物理思维习惯 养成 策略
中图分类号：O41文献标识码：A 文章编号：1671－7597 (2008) 0120098－02
物理思维习惯是学生科学素养的标志，加强学生物理思维习惯养成的培养，对学生科学素养的形成，具有关键性意义。因此，培养学生良好的物理思维习惯，是中学物理教学的重要任务。美国制定的《国家科学教育标准》曾明确指出：“科学教育的最终目标是要培养有科学素养的人。因此，把教育机构引进科学传播主体之一很有必要。”在我们看来，学校物理教育教学，应该是普及科学知识的主阵地。科学知识和技术在不断发展，中学物理教学也必须与时俱进，让学生在掌握基本物理知识的同时，更好地吸取科学营养，养成科学素养，并掌握好相应物理技能，成为新时期的人才。一般认为，科学素养（Scientific Literacy,简称SL）“是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。科学素养还包括一些特定门类的能力。”有科学素养就意味着一个人具有对科学信息的选择、理解、质疑、评估、创造和生产的能力，以及思辨和反应的能力，“能识别国家和地方决定所依赖以为基础的科学问题，并且能提出有科学技术根据的见解来”。因此物理教学的实质是提高人的科学素养。在中学物理教学中，培养学生的物理思维习惯，使之在人生成长过程中，渗透科学知识，提高科学素养，把物理技能应用到科学探索过程中去，进而主动获取、正确理解、批判思考科学信息，让科学为己所用，这正是物理教学的本质使命。所以，有意识地培养学生的物理思维习惯，使学生逐步养成科学素养，对促进学生物理智能和科技能力的和谐发展，都具有不可低估的意义。那么，在中学物理教学中，如何培养学生的物理思维习惯呢？
一、格物致知，学会用物理知识思考问题
格物致知，按中国传统理学解释，是将其作为认识论的重要问题来对待的。古人所说的物指一切事物，包括精神现象或物质现象。认为格物就是就物而穷其理，格物的途径主要是读书讨论，应事接物之类。格物致知的过程，是一个体认理的过程。把格物致知用到物理思维范畴，当更显示其本来意图。也就是说对事物的认知，应该从其性质、本原去探寻，用物理知识思考问题，养成物理分析的习惯，这无疑有助于对物理本原的认识，有助于科学素质的培养。学会用物理知识思考问题，需要在物理教学过程中培养训练。教师要指导学生，强调从发现问题、探讨问题到解决问题，都要有物理意识，自觉格物致知，探寻其本质。由于社会上多种习惯、习俗和时尚等因素影响，人们对认识对象的辨别，多从心理感觉、个性习惯入毂，而鲜少用物理知识求解，导致对问题实质的揭示，相去甚远。因此学生物理思维习惯的养成，任务艰巨，非下苦功不可。可在物理教学中，引导学生多用物理知识，包括定理、公理等，探索物理现象。对物理问题的求解，更需要调动物理思维习惯因素，着重围绕物理主旨，实现事物现象的本质揭示，而不能离开物理本身的因素，盲目求索。
如图1，木楔M静置于粗糙水平面上，物块m由静止开始沿斜面下滑，求地面对木楔的摩擦力大小和方向。
这是一道学生平时反复操练的典型力学试题，但不少学生在分析物块尤其是木楔受力时，往往无所依从，盲目求解，结果导致错误。这不但说明受力分析的能力有待提高，更是缺少了物理思维的习惯。正确分析物体受力的基础是对力的定义“力是物体间的相互作用”的准确理解。分析物体受力时，首先要看这个物体与周围哪些物体发生相互作用，所谓的相互作用，在中学范畴，除万有引力是通过引力场、电磁力是通过电磁场发生外，都是接触作用，是以接触为前提的。所以在分析某个物体受几个力的作用时，除了对万有引力、电磁力应根据有关的规律来确定外，就要看这个物体与周围哪些物体接触，接触处就可能有力的作用，不接触则必然无力的作用。其次必须理解，既然力的作用是相互的，那么有作用力必有反作用力，深刻理解牛顿第三定律，并能在分析受力时熟练地运用它，常可纠正一些错误。再是对常见的几种力，如重力、弹力和摩擦力等的性质、规律有较透彻的理解，对正确地进行受力分析是必不可少的。这一切根本的是必须要养成一种良好的物理思维习惯，在分析受力时，应把所考察的物体隔离出来，把其它物体对它的作用使用简单的图示表示出来，并用相应的符号表示各个力。画出受力图后，就可以从图中看出各个力的反作用力，而有关各力的施力物体、受力物体也就一目了然。可见，物理思维能力的提升，需要平时养成快速调动物理知识的习惯，使之转化为物理能力，进而解决问题。
二、由浅入深，力求思维的深刻
思维能力是主体智能程度的标的，思维习惯的培养，需要由浅入深，由简单到复杂，由现象到本质，由形象到抽象，逐步求其思维的深刻度。
物理思维习惯的养成，当然包括各种思维形式都能逐步熟练。首先是力求解题思维形象化。物理知识是抽象的，其思维特征以抽象思维为主，但物理知识的学习和物理技能的掌握，可以通过多种思维形式，包括形象思维、求异思维、发散思维和想象联想等，逐步由浅入深、由简单到复杂、由形象到抽象，进而促成物理思维的严谨和科学规范，实现物理思维创新能力的提高。因此，思维的形象化，有助于物理格物致知习惯的养成。其次是剔去单一思维定势，养成多种多维性思维习惯。多维性是思维活动的高层次，这种思维具有较高的灵活程度，能善于沿不同角度，顺着不同方向，选择不同方法，对同一问题从多方位、多层次、多侧面进行认识。
例如题目：雨伞边缘半径为r，且高出地面h，伞柄在竖直方向上以角速度ω旋转，使雨滴自边缘甩出落于地面成一个大圆，求此圆圈的半径。
解答此题时，不少学生都画出了图1所示的示意图，根据平抛运动的规律，求出：
落地时间t=
这个解法是错误的，错误原因是在此示意图中雨滴的落向是垂直纸面向外的，并非图2中所示，而在此图中又无法明确的表示出来．如果换一个方位，由伞顶向下看，则可以画出如图3所示的示意图，在该图中，雨滴在水平方向的位移、伞的半径和圆圈半径之间的关系就一目了然了，由此可知应该是R=，而非R=s+r。
从解此题中可见，选择正确的方位画示意图是保证结论正确的条件，在选择画示意图的方位和视角的过程中，也就培养了学生思维的多维性。
三、讲究思维的逻辑顺序
事物自身有其运行规律，体现出某种逻辑顺序。物理思维也应该遵循逻辑循序，体现出有序性。即物理思维要体现出物质系统内部或系统之间有规则的联系和转化，按照物质系统运动和变化的顺序去分析研究，这样的思维过程就反映了思维的有序性，思维结果的正确与否和思维过程的有序或无序有很大关系，按照一定的程序（即有序）所展开的思维，可以使思维周密严谨，从而就保证了思维结论的正确。解题中把物体运动变化的主要过程用示意图表示出来，通过示意图来分析物体运动变化的每一个主要过程和变化，有助于培养学生思维的有序和严谨。
例如图4，一根轻弹簧两端各固定质量m1=0.5kg和m2=1.5 kg的两个物体，将它们放在光滑的水平面上，然后用力推m2使m1顶紧墙壁，此时，弹簧具有弹性势能12J，现突然放手，求；（1）在弹簧松开的过程中，m2能达到的最大速度；（2）在m1脱离墙壁以后的过程中，弹簧能具有的最大势能；（3）在ml脱离墙壁滑动的过程中，ml能具有的最大速度。
先画出放手后两物体与弹簧的运动变化示意图，如图4（1）、图4（2）、图4（3）．（l）放手后，m1受到的弹力方向向左，仍靠在墙上不动，m2。受到的弹力方向向右，在弹力的作用下向右运动，这时弹簧的弹性势能转化为m2。的动能，到弹簧恢复到原长时，如图5（l），弹簧的弹性势能全部转化为m2。的动能，此时m2。的动能最大，由此得EP=1/2m2Vm2，（2）m2再向右运动，弹簧被拉长，长度大于原长L0，m1就受到向右的弹力，产生向右的加速度a1，做加速运动，而此时，m2就受到向左的弹力，产生向左的加速度a2，做减速运动，如图5（2），只要m2的速度大于ml的速度，弹簧的长度就在继续被拉长，弹簧的势能在增大，直至m1和m2的速度相同时，弹簧具有最大势能；（3）在m1和m2的速度相同后，由于弹簧处于伸长状态，所以m1仍在加速，m2仍在减速，直到弹簧的长度再次恢复原长的瞬间，如图5（3），两物体不受弹力作用，此时，m1的速度最大，即m1的动能最大。
图5
物体运动变化转折点和典型过程的示意图，能按部就班地再现问题的物理情景。通过二个转折瞬间和一个过程的示意图，把物体运动变化的顺序过程形象地反映出来，这无疑能提高学生思维的有序性。
总之，学生物理思维习惯的养成，关系到科学素养的问题，中学物理教学需要转变学生学习方式的同时，全力培植其物理思维能力，这样才能培养出创新型的人才，这在本质上是符合素质教育目标的。上面提出的几条途径，只是众多方法中的小部分，用作抛砖引玉罢了。
参考文献：
[1]王棣生，中学物理创新教法[M].北京：学苑出版社，2001.
[2]乔际平、刘田珉，物理创造思维能力的培养[M].北京：首都师范大学出版社，2001.
[3]蔡守龙，《走向教育案例研究》《教育理论与实践》，2003（7）.
作者简介：
牙韩珠，广西河池高级中学教师，研究方向：中学物理教学研究。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”