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浅论物理学科的思维特点

作者:教导处    文章来源:教导处    点击数:3063    更新时间:2008-1-4
 

物理学的研究,无论是概念的建立还是规律的发现、概括,都需要思维的加工,与一般的思维过程相比较,在共性之中,物理学科的思维又有其个性。对这种个性的准确了解和把握,有助于加强物理教学中的针对性和灵活性。 
 
 
 

  1.模型化
  物理学科的研究,以自然界物质的结构和最普遍的运动形式为内容。对于那些纷繁复杂事物的研究,首先就需要抓住其主要的特征,而舍去那些次要的因素,形成一种经过抽象概括了的理想化的“典型”,在此基础上去研究“典型”,以发现其中的规律性,建立新的概念。这种以模型概括复杂事物的方法,是对复杂事物的合理的简化。而抽象概括和简化的过程,也正是人脑对事物的思维加工过程。模型就是一种概括的反映,就是概念,亦即是一种思维的形式。

  把握好物理模型的思维,是学生学习物理的困难所在之一。然而,在中学物理教学中,模型占有重要的地位。物理教学,首先是引导学生步入模型这个思维的大门,适应并掌握这种思维形式,具备掌握物理模型的思维能力。

  2.多级性
  任何一门学科,其内容都不会是孤立的存在,不可避免地会与其他学科有或多或少的联系。在本学科内,一个物理问题的提出、解决,其后所牵涉到的问题,可能有许多个环节,问题的解决所经历的思维过程,往往需要分作几个过程、阶段或几个方面、几步。须经历分析、综合的相互转换,往复循环,逐级上升。本文谓此特点为物理思维的多级性。

  一般说,物理思维的多级性,亦包括了模型的转换。无疑,这种思维的多级性,要求更高的思维能力,这是对于思维能力培养的一次推进。而对于步入新阶段学习的学生来说,是一个新的水平,也是对思维惰性的一个冲击。从开设物理课开始,便须注意不断地引导并培植学生发现新问题、解决新问题的敏锐能力,鼓励学生勤于钻研、深于追究的思维品质。

  3.多向性
  许多物理问题的解决,并不只有一种办法。同一个问题,从不同的方面出发,用不同的方法,都可以得到同一个结果。

  还有一些问题则不同,并不只有一个结果存在,需要作全面的分析。而解决这类问题所需要的思维过程,须是开放性的。即依据一定的知识或事实,灵活而全面地寻求对问题的各种可能的答案。这种特点,被称作发散思维或求异思维。

  求异、发散是思维的灵活性、广阔性的体现,要求个体具有能从常规、呆板或带有偏见的思维方式中解脱出来,把思维从曾经历过的路上转移开来,以探求新的解决办法,又能从不同的角度、方向、方面去思考问题,用多种方法去解决问题。

  而且,在思考中能灵活地进行分析和综合的转换,全面地把握问题,细心地权衡哪些思维是有利的,哪些思维是正确的。

  4.表述的多样性
  物理问题的表达方式也是多种多样的。例如表述物理规律,可以用文字叙述,也可以用公式表示,还可以借助于画图像。有些问题还可以用各种图示。概念的表述,亦有类似的方式。每一种表述,都是一种语言,同样是一种思维。

  这种表述的多样性,在解决问题的过程中,要求首先对思维的方法要加以选择、优化。选择和优化是对思维的批判性品质的表现,也是思维灵活性品质的表现。物理教学,就需培养学生选择表述方式的意识,学会并掌握物理语言,准确地运用适当的语言思考、论述物理问题的习惯和能力。

  5.思维的转换
  思维的转换是物理思维的又一个特点。它要求个体及时地更换自己的思维方向,转换思维的方式,改变语言表达方式,以更简捷、有效的方式进行分析、综合。研究对象的转换、物理模型的转换、物理模型和数学模型的转换等是常见的。

  思维的转换,既是物理思维的特点,也是学生学习物理甚觉困难的又一所在。


  思维的转换,是思维的灵活性品质的体现,在物理教学中,需要有意识地培植这种品质。

  6.假设与验证
  为着解决某一问题的思维,所必须经历的步骤,一般说有如下四步,即发现问题、认清问题、提出假设、验证假设得出结论。而其中的假设与验证是思维过程的中心环节或关键环节。在解决有多种可能的问题时,结论与假设有关的,必须加以验证。验证假设的思维是人的认识深化的过程。验证的方法,可以是间接的方法,即推理的方法,也可以是直接的检查,即知觉的方法。但无论以怎样的方法来作验证,都直接地培养了学生思维的广阔性和深刻性。

  7.等效思维
  等效方法的运用,是物理思维的又一个特点。所谓等效,即效果相同。例如矢量的合成分解、等效电路等属之,都是简化复杂问题的方法。把复杂的对象等效作一个模型,以便能够应用已有的知识去处理。这种等效处理的方法本身,就是一种思维。

  8.实践性
  物理知识的另一个特点是它与实践的紧密联系。许多知识是实践观察的总结。

  就其来源于实践而又应用于技术这一点讲,物理知识是非常具体的、通俗的。而就其概括实践来讲,无论是初级经验的概括,还是高级科学的概括,它又是那么抽象,既具体又抽象的特点,要求解决物理问题的思维,必须具有相应的特点。

  一些论述需要作抽象的概括,而另一些论述则必须考虑到现实状况,作联系实际的思考。脱离实际必然导致思维的谬误。因而,在物理教学中,必须时刻注意联系实际,以期培养学生具有既能(河南作抽象的概括,又能具体地应用、联系实际的思维品质。

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