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教育类物理OO范文赏析(共2篇)

 人参与  2022-09-16 08:41:23  分类 : 教育论文  点这评论  作者:团论文网  来源:https://www.tuanlunwen.com/
教育类物理OO范文赏析(共2篇)   第1篇:物理类课程中融入人文素质教育的路径探索     孙振武(上海电机学院数理教学部,上海201306)     摘要:人文素质教育有助于学生树立正确的人生观和世界观,扩大知识面,增强适应能力,完善思维方式,提升创新能力,以实现全面发展。在物理类课程中融入人文素质教育,其路径包括:扩充人文知识以提高学生的人文素养,渗入哲学思想以提升其哲学素养,揭示科学美以提高其审美能力,透析科技的“OO剑”属性以增强其科技伦理意识,介绍物理学家的故事以培养其创新能力,分析科研协作的成功模式以培养其合作精神。将人文素质教育融入物理类课程的教学探索,可以有效推进“课程德育”建设,快速提升自然科学类课程的教学效果。     关键词:人文素质;素质教育;物理学     目前我国经济和社会发展正处于转型期,由于市场经济的冲击和应试教育的影响,社会上普遍存在着“片面强调科学技术”和“过分追求物质利益”的现象。受此影响,人文素质教育在我国各级各类教育中处于“被边缘化”的状态,这种状态导致了学生人文素质的欠缺,已成为制约青少年OO、成才的瓶颈。[1]因此,各级学校亟需加强学生的人文素质教育。按照传统思维,人文素质教育似乎只是文科类教师的任务,事实上自然科学课程中有大量可以挖掘的人文宝藏,理科类教师也应肩负起提高学生人文素质的责任,这本是“教书育人”的应有之义。     一、加强人文素质教育的意义     人文素质是指“个体所具有的人文知识,通过各种途径内化为一种比较稳定的心理特质,并以道德情操、审美情趣、思维方式、人生追求、价值取向等个性品格表征于外的气质和素养。人文素质教育就是通过知识传授、环境熏陶以及自身实践等路径,将人类优秀的文化成果内化为受教育者的人格、气质和精神素养,使其真正学会做人的过程”。[2]在上海举办的首届世界工程师大会上,中国工程院原院长OOO说,今天的工程师的职责已不仅仅是创造物质财富,更要注重如何为增加人类福祉做贡献;高等工程教育要把人文知识与工程技术知识相结合起来。英国皇家工程院院长亚历克·布鲁斯爵士提出,未来工程师若不善沟通交流、只懂得一些专业术语是适应不了工作岗位的,社会的发展要求其具备的知识、能力要宽泛得多。清华大学原校长顾秉林指出:“科学教育与人文教育相交融是教育现代化发展的必然趋势,是培养高级人才的必由之路。”[3]     加强人文素质教育的意义可概括为以下几个方面:第一,有助于学生树立正确的世界观和人生观,形成完美人格。爱因斯坦曾说:“只用专业知识教育人是很不够的,通过专业教育,他可以成为一种有用的机器,但是不能成为一个和谐发展的人。”[4]专业教育能够帮助学生学会如何做事,而人文素质教育可以帮助他们懂得如何做人。人文素质教育能够促使学生认识时代的发展趋势,关注国家命运和民族兴衰,增强对国家、社会和他人的责任意识,从而树立正确的人生观和世界观,培养高尚的道德品质,造就完美的人格。第二,有助于扩大学生的知识面,促进其全面发展。面对科技发展的综合化趋势以及人文科学、社会科学和自然科学的交叉渗透态势,要在竞争中立于不败之地,就必须有跨学科的知识结构、健康的心理素质和健全的人格等。这就要求各类学校要转变“重理工、轻人文”的倾向,加强人文素质教育,使学生的综合素质得到全面提升。第三,有助于提高学生的社会适应能力。人文素质不仅能使学生优化知识结构,提升道德修养,培养审美情趣,提高综合素质和创新能力,而且能帮助学生调适心理,培养健康人格,协调人际关系,促进身心和谐。上述素质和能力的培养,最终都将转化为学生的社会适应能力,使其具有较强的竞争力、生存力和发展力,成为社会的栋梁之材。第四,有利于完善学生的思维方式,培养其创新能力。创新型人才不仅要有扎实的基础知识,还要有创新性的思维方式。而良好的人文素质有利于各学科内容的交叉融合,有利于提升学生的想象力和开拓性,对创新思维的培养具有良好的促进作用。     二、物理类课程中融入人文素质教育的路径探索     物理学是一门全面概括人类探索物质世界过程的课程。其内容浩瀚,从古代到现代、从宏观到微观、从经典到前沿,基本上涉及人类的所有活动领域,蕴含丰富的人文元素,闪烁着真、善、美的光芒。“物理学探求自然界的根本规律,是‘求真’;通过探索、认识和掌握自然规律,发展科学技术,推动社会进步,是‘至善’;物理学知识架构简洁明快、均衡对称、结构协调,是‘大美’。”[5]因此,物理学在提高学生人文素质方OO有独特的优势,是进行素质教育的宝贵资源库。近两年,笔者在承担的物理类课程——“大学物理”“物理学史”和“现代科学技术前沿”(以下简称“前沿”)的教学中,注重人文素材的发掘,将物理思想与人文精神有机融合,有效地增强了课程的育人效果。     1.扩充人文知识,提高学生的人文素养     英国哲学家培根说过:“读史使人明智,读诗使人聪慧,演算使人精密,哲理使人深刻,道德使人高尚,逻辑修辞使人善辩。”[6]一个人所具有的人文知识是其人文素质的重要体现。若不具备一定量的人文知识,人文素质的提高便缺乏必要的基础。为了让学生能汲取人类的优秀文化成果,我们根据课程之需,对“物理学史”的内容进行了适当扩充,插入了一些中国传统文化和古希腊文化方面的内容。比如:在讲解中国古代“阴阳观”时,适时向学生们介绍《易经》《道德经》《墨子》《庄子》等先秦诸子百家的思想;在讲解亚里士多德的科学贡献时,追溯到苏格拉底、柏拉图对其思想的影响,并借机介绍“古希腊三杰”对西方文化和哲学的贡献;在谈及西方文艺复兴时期的科学技术时,适当插入该时期的欧洲在文学、艺术方面所取得的伟大成就,等等。另外,在“大学物理”课堂上,笔者加入“五分钟杂谈”栏目,用课堂上的“边角料”时间,不定期地向学生介绍一些有品位的人文书籍、有人文意蕴的小故事,对一些社会热点进行评析,以拓展学生的视野。     2.渗入哲学思想,提升学生的哲学素养     哲学是系统化、理论化了的世界观,是自然知识、社会知识、思维知识的概括和总结。作为科学、文化尤其是人文社会科学的精神基石,哲学是人类文明、智慧的精髓。它可以让人做到“知而能识,学而能思”,是学生提高人文素质的理论基础。     哲学被称为“科学之科学”,与物理学有着天然的联系。在西方科学发展的早期,科学与哲学的分界并不明显,物理学被包含在自然哲学之中,如牛顿就把其关于力学方面的著名论著命名为《自然哲学的数学原理》。虽然后来随着学科的发展,物理学从哲学中分离了出来,但哲学思想已深深地融入物理学的研究方法之中,成为其不可分割的一部分。波恩说:“真正的科学是富于哲理性的,尤其是物理学,它不仅是走向技术的第一步,也是通向人类思想的最深层的途径。”[7]反过来,哲学思想为物理学的研究提供了方OO的指导,为科学工作者提供了敏锐的洞察力和丰富的想象力。我们对物理学中蕴含的哲学思想进行了系统挖掘,在课堂上适时、适度地进行哲学渗透,以启迪学生思维,提高其分析问题、解决问题的能力。例如,讲到“万有引力定律”时,适时渗入“物质是普遍联系”的哲学原理;介绍“质点”理想模型时,阐释主要矛盾与次要矛盾之间的辩证关系;讲解“光学的发展史”时,从牛顿的“微粒说”到惠更斯的“波动说”,再到爱因斯坦的“光量子说”,逐一揭示“否定之否定”的认识规律。通过哲学与物理学互渗互融式教学的开展,能使学生的哲学素养在潜移默化中得到提升。     3.揭示物理学中的科学美,提高学生的审美能力     美育具有重要的育人功能。蔡元培曾提出:“以美育代宗教。”[8]苏霍姆林斯基认为:“美是道德纯洁、精神丰富和体魄健全的有力源泉。”[9]尽管物理学不是美学,但物理学中蕴含着极其丰富的美学思想。“判天地之美,析万物之理”[10],恰当地揭示出物理教学与审美教育之间的关系。在讲授物理知识的过程中渗入审美教育,可以激发学生的学习兴趣,提高其审美修养,改善其思维品质。因此,揭示物理学中的科学美是物理教学的重要任务之一。     由历代物理学家精心建造的物理学“大厦”,集“内容美”与“形式美”于一体。物理学的概念、定理、定律蕴含着很多“美”的元素,可谓“惊人的简单”“神秘的对称”“美妙的和谐”。[11]例如,“库仑定律”与“万有引力定律”展示了物理公式的形式之美,“正电荷与负电荷、正粒子和反粒子、作用力与反作用力”表现出物理概念的对称之美,“牛顿定律、麦克斯韦方程”反映了物理定理的简洁之美,“物质、动量、能量三大守恒定律”显示出物理定理的和谐之美,还有“相对论”在空间和时间上的统一之美,质能关系式中“质量和能量”的均衡之美,等等。我们有意识地引导学生感受物理学原理所蕴含的美,使其从中获得“美”的体验,以实现“陶冶情操、净化心灵、促进身心健康”的育人目标。     4.透析科技的“OO剑”属性,增强学生的科技伦理意识     众所周知,科技是一柄“达摩克利斯”之剑,这把“OO剑”在改变世界的同时,也可能给人类带来灾难。如原子能在缓解我们能源危机的同时,也被部分人用于制造能毁灭人类自身的核OO;OO技术在被用于提高我们生存质量的同时,也有可能被用来破坏人类在历史长河中形成的基本伦理规范。21世纪的科学技术已达到人类不能随心所欲地去发展和使用的程度,我们必须对其做出明智的判断和选择,“敬畏之,审慎之”。因此,未来的科学家要具备深厚的文化底蕴和高尚的道德品质,能从人类命运的维度对科学技术做多学科、多层面的考量,将其对社会、伦理等的负面影响降至最低。爱因斯坦曾教育学生:“一个人如果想使自己的工作有益于人类社会,仅仅懂得科学和技术是远远不够的,对人本身的关心应当始终当作技术之上的目标,如此才能保证科学成果造福人类而不危害社会。”他曾劝说当时的美国总统罗斯福制造OOO以遏制德国OOO,但第二战世界大战让他看到了OOO对人类的巨大伤害。人类的良知使他开始反省并做出新的选择,尽其努力阻止核战争。爱因斯坦的这种人文主义精神就是科技伦理的重要体现。物理类课程应加强学生的科技伦理教育,使其树立科学的世界观和价值观,关心社会,关爱他人,使科学技术成果在人文精神的引领下,为人类社会谋福利。     如果将人类社会视为一艘轮船,那么,科学技术是桨,人文精神是舵。丧失了人文精神之舵,人类乘坐的诺亚方舟就会迷失方向,乃至触礁倾覆。因此,在物理类课程中渗入伦理精神教育,让学生更多地关注社会上发生的有悖科技伦理的重大问题,如核战争、环境污染、OO人等,培养学生正确的科技伦理观和高度的社会责任感,使其学会对科技成果进行正确的取舍,处理好人类与自然、科技与社会的关系,关注人的情感,捍卫生命的尊严。例如,在《前沿》的“核能的开发与利用”一讲中,在介绍核技术积极作用的同时,笔者还介绍了人类经历过的几次核灾难,包括前苏联的切尔诺贝利核泄漏事件、日本的福岛核泄漏事件等;在“现代生物技术”一讲中,笔者分析了很多国家禁止OO人研究的原因,并对某些科技工作者不顾职业道德、制造有害食品添加剂的行为进行了严厉谴责。     5.介绍物理学家的奋斗故事,培养学生求真务实的创新能力     “创新是一个民族进步的灵魂”[12],它不仅是一种科学精神,更是一种人文情怀。在今天这个大众创业、万众创新的时代,培养学生的创新能力已成为教育的重要使命。爱因斯坦曾说:“发现一个问题远远比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许只需要一个技巧,而发现一个问题则需要更高的智慧和意识。”在物理学史的讲授中,我们在介绍科学伟人们的成就时,有意识地关注他们对待科学的态度、拼搏奋斗的事迹以及勇于牺牲的精神。例如,居里夫妇是在非常恶劣的实验条件下发现了镭元素,普朗克拼搏了六年才建立起“黑体辐射理论”,布鲁诺为了捍卫哥白尼的“日心说”被教会活活烧死等。其目的就在于培养学生严谨、务实、求真的科学精神,淡泊名利、奉献人类的人文情怀和不畏困难、顽强拼搏的意志品质。     作为一门古老的学科,物理学之所以至今仍然充满生机,关键就在于创新。物理学史就是一部不断创新、寻求突破的历史。特别是近代,物理学在创新驱使下实现了一次次突破,催生出一系列高新技术,以至近三十年出现的新知识比过去三千年的总和还要多。物理学的基本理论不仅成为其他自然学科的基础,其研究方法和思维方式也为其他学科提供了方OO支撑。因此物理学在学生的创新能力培养中具有独特的作用。基于此,教师在物理教学中要引导学生积极思维,大胆探索,发挥想象力;应注重知识的前沿性,开拓学生的视野。在《前沿》中,我们开设了“核能的开发与利用、量子信息技术、激光技术与应用”等十余个OO讲座,重点在于引导学生了解当今物理学尚未解决的课题,使学生能用批判的眼光审视现存的学说,用无畏的气魄发表自己的见解。     6.分析科研协作的成功模式,培养学生的团队合作精神     具有合作精神是一个人人文素质的重要体现。我们处于一个知识大OO的时代,科学水平不断提高,科学技术飞速发展,很多科研项目必须在团队协作下方能完成。21世纪是竞争与合作的时代,学会竞争与合作是青少年生存和发展的基本能力,因而从某种意义上讲,合作比竞争更重要。由于人文知识、人文修养的缺失,部分学生自以为是、唯我独尊,不会用沟通、妥协的方法去解决分歧和OO。因此,在对学生进行人文素质教育时,更应关注其合作精神的培养。     在物理学的许多重大发现中,有许多因合作而取得辉煌成就的案例,它们是培养学生合作精神的理想载体。例如,在玻尔率领的“哥本哈根学派”中,众多世界一流学者一起生活、学习、研究,他们相互质疑、相互激励、彼此促进、和而不同,创立了现代科学技术的理论基础——量子力学。在“原子核结构模型”的创立者卢瑟夫负责的卡文迪许实验室里,不同国籍、不同民族、不同性格、不同研究方向的学者组合成一支精诚合作的科研团队,他们相互切磋、优势互补,取得了令世人瞩目的累累硕果,这支优秀团队先后培养出十多位OOOO获得者。牛顿在谈到自己所取得的成就时从不渲染个人的作用,他说:“如果说我比多数人看法远一些的话,那是因为我站在巨人们的肩上。”爱因斯坦在谈到“相对论”时也曾说,“‘相对论’仅仅是对麦克斯韦和洛仑兹的大构想画上了最后一笔。”这些成就卓著的科学家对自己所取得的辉煌成就是何等谦逊,正是这种谦逊态度使其具备了团队合作的基本素养,拥有了走向成功的重要法宝。在承担的物理类课程中,笔者经常适时地插入这方面的介绍,以使学生认识到:21世纪已不是单枪匹马、个人奋斗的“独行侠”时代,一个人的成功不但需要艰苦工作的拼搏精神,还要有合作共荣的团队精神。     三、物理类课程中融入人文素质教育的效果     “在物理类课程教学中融入人文素质教育”是本课题组承担的校级重点课程OO项目,目前该项目已经结项。在三年多的课程建设和OO探索中,我们取得了比较满意的效果。     其一,学生对课程的满意度逐年提升。为了更好地了解学生的学习状况,更准确地掌握课程OO的效果,我们在每个学期对相关课程进行了问卷OO调查。结果显示,学生对课程的满意度逐年提升。2014年课程满意率为88.6%,2015年为90.8%,2016年为93.4%。     其二,学生对物理类课程的学习兴趣大幅提升。本课程的教学OO,使很多学生彻底改变了“物理课枯燥乏味、与个人生活和人生成长没有关系”的成见,课堂上玩手机的人少了,昔日的“低头族”抬起了头,很多学生睁大了好奇的眼睛;一些学生主动成立“物理兴趣小组”,开始关注科技伦理,寻找物理学中的“美”;参加学校“大创项目”的学生人数明显高于其他班级。     其三,学生课业成绩优良率大大提升。作为理科的基础类课程,不少学生的物理课成绩长期在低水平线上徘徊。本课程经过OO,特别是通过融入人文素质教育的探索,随着学生学习兴趣的提升,课程成绩的优良率也逐年攀升,获得了良好的教学效果。     经历了三年多的“物理类课程教学中融入人文素质教育”的路径探索,我们认为,讲授物理类课程的教师,乃至所有讲授自然科学课程的教师,应冲破“自己承担的课程与人文素质无关”的思维局限,树立“学科德育”“学科人文”的新理念,将对学生的道德教育、人文素质培养融入每门课程的教学之中,唯其如此,才能真正完成教书育人的使命,才能真正成为“人类灵魂的工程师”。尽管本文是我们在物理类课程中为提高理工科大学生的人文素养而进行的教学探索,但其教学理念可为从事基础教育的自然科学类教师提供借鉴。     第2篇:用思维变革物理教育     王高(江苏第二师范学院,江苏南京210013)     摘要:物理学科核心素养是物理学科育人价值的集中体现,促进学生物理学科核心素养的养成和发展是物理课程的重要任务,完成这个任务需要变革物理教育:认清学科本质——思维是物理的灵魂;转变教育理念——思维教育是物理教育的制高点;改进教育行为——为学生的思维发展而教.     关键词:思维;思维教育;变革     《高中物理课程标准》(2017年版)的颁布,标志着物理课程目标从“三维目标”走向物理学科核心素养.广大物理老师都在积极思考、探索,在内涵上到底发生了什么变化?怎样让物理学科核心素养在课堂教学中落地生根、开花结果?笔者认为,最关键的是物理老师必须认清物理学的本质,以物理思维为抓手,确立思维教育是物理教育制高点的理念,从知识教学走向思维教育,并内化为自己的教学行为——为学生思维发展而教,让物理核心素养的养成和发展真正落到实处,完成立德树人的根本任务.     1认清学科本质:思维是物理的灵魂     物理核心素养是物理学科本质的体现.物理学是什么?一位物理学家十分幽默地说:“请拿起这本书并撒手,这就是物理学!它研究下落和自然界的一切其他普遍特征.”简言之,物理是“物质世界的道理”.物理中的“理”包含三层意义:一是客观规律,揭示了客观世界的本质规律和内在联系,物理是一门描述客观规律的科学;二是客观方法,人们在认识世界、改造世界、创造世界的过程中发现、总结出了一系列的科学方法,物理是人类智慧的升华,物理是一种智慧;三是客观理性,物理学工作者一直以求真、向善、臻美为追求,创造了丰富的物理文化,物理是一种蕴含OOO的高品位文化.物理的价值就是通过科学探究,让学生掌握正确的物理观念,学会科学思维,培养科学态度与责任,把学生培育成为一个客观的人、理性的人、创造的人.物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任正是物理学科本质的体现.     以前的物理课程强调三维目标——知识与技能、过程与方法、情感态度价值观,可视为对应着事实性知识、方法性知识及价值性知识,这些知识构成了完整的物理知识观.从知识结构上看,物理知识包含概念、定理、定律、公式等表层知识,这些知识是学生素养形成的载体;还有蕴含在知识建构过程中的科学精神、方OO、生活意义等深层知识,这些知识是学生素养形成和发展的根本.物理核心素养标志着知识观的根本转变:物理课程由结果走向过程,从掌握知识转向发展科学思维.     物理核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任.物理观念是在学生已有的经验、信息基础上形成的,离不开科学思维和科学探究;科学探究包括问题、证据、解释、交流等要素,每个要素都离不开科学思维,科学思维是科学探究的核心和灵魂;科学态度与责任是需要认识科学本质及科学·技术·环境·社会的关系,肯定需要科学的思维.可见,思维是物理核心素养的核心,是物理学的灵魂,是物理学习评价的重点.爱因斯坦说过:“我们所创造的这个世界,是我们思维的产物,不改变我们的思维,不可能改变我们的世界.”     2转变教育理念:思维教育是物理教育的制高点     教育的主要目的在于启智,启智重在思维训练,提高学生智力水平.思维是人的发展的内核,是人文精神与科学精神的原动力.在OOO发布的《普通高中课程方案(2017年版)》中将“发展理性思维”作为培养目标之一.一个人的思维能力体现在两个方面,即逻辑思维和非逻辑思维,其中逻辑思维是理性思维所必需的,它包括澄清概念的能力、准确判断的能力、严密推理的能力、合理论证的能力以及辨识谬误的能力.     我们的教育对象是人,主要是以人的大脑为物质基础的思维活动.在物理教学中,以知识为载体、实验为基础、思维为中心,对学生进行素养培育,同时,以相关的德育内容为价值引领升华学生的世界观、价值观,两者有机结合相得益彰,达成育人的最佳效果.所以,我们应把物理教学上升到物理教育,做好立德树人工作.     物理思维就是人们对观察的物理现象、事实、过程等在大脑中形成清晰的物理图景,并反复加工、去粗取精,把感性认识概括上升为理性认识的过程.物理思维在物理学的形成、发展过程中发挥着极其重要的作用.物理概念是客观事物关于物理的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映.对于物理概念的教学主要围绕着概括“共同属性”、抽象“本质特征”来进行思维加工.例如:“电场强度”概念的教学是这样设计的.     创设情境:     在任意电场中,将试探电荷q放在A点受到静电力大小为FA,试探电荷2q放在A点受到静电力大小为2FA     ……     试探电荷nq放在A点受到静电力大小为nFA.     思维加工——概括事物的“共同属性”.     问题:比较试探电荷的受力情况,其受力有何特点?     结论:试探电荷在A点受到静电力与电荷量之比值都相同.(共同属性)     创设情境:     在同样电场中另一点B,放置电量分别为q、2q…nq的试探电荷,再来比较其受力情况.     思维加工——抽象事物的“本质特征”.     问题:试探电荷在B点的受力有何特点?试探电荷在A、B两点受到静电力与电荷量之比值大小说明了什么?     结论:不同电荷量的试探电荷在B点受到静电力与电荷量之比是另外一个相同的量.     试探电荷在电场中某点受到静电力与电荷量之比,描述了电场中某点的性质,该性质跟试探电荷无关,它体现了电场给外来电荷静电力的本领,我们将这个比值定义为电场强度.(本质特征)     拓展分析:     用定义式推导出点电荷电场中电场强度的决定式width=64,height=35,dpi=110进一步加深对电场强度的共同属性和本质特征的认识.     思维在物理概念、规律建立、内化过程中有着极其重要的作用.古今中外,众多教育家都强调思维教育的重要性,把思维培养放到了教育的核心地位.叔本华认为,尽管有时候我们可以在一本书里轻而易举地找到自己几经艰辛、缓慢的思考和组合才得以发现的某一见解或某一真理,但是,经过自己的思维所获得的见解或真理却价值百倍.德国物理学家劳厄说:“重要的不是获得知识,而是发展思维能力.教育无非是一切已学过的东西都遗忘掉的时候所剩下来的东西.”可见,教育的根本任务在于培育学生的思维能力,思维教育是物理教育的制高点.     思维教育是关注着思维的教育活动,重在促进学生反思.思维教育应该着力于思维习惯的养成、思维能力的培养和思维品质的健全.初中物理教育着力于思维习惯的习得,高中物理教育注重思维能力的培养和思维品质的健全.以思维教育统领物理教育,催生学生的智能学习,促进学生的学习能动性和创新精神的形成,这是物理教育变革的重要抓手.     3改进教育行为:为学生思维发展而教     新的课程标准对物理思维教育目标和内容提出了具体的要求:(1)具有建构模型的意识和能力;(2)能运用科学思维方法,从定性和定量两个方面对相关问题进行科学推理、找出规律、形成结论;(3)具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力,能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测;(4)具有批判性思维的意识,能基于证据大胆质疑,从不同角度思考问题,追求科技创新.这些要求需要我们在教学中变革教与学的方式,把知识教学与思维教育融合起来,为学生的思维发展而教.     3.1对话促进思维     物理中不仅有概念、公式、定理、定律等,还有在物理研究中获得的思维方法.教师要通过启发学生运用合适的思维方法研究、发现物理知识,而不是局限于物理知识的再现、记忆.思维产生于师生之间的交流,对话可以促进思维发展.以下是复习课中关于力的作用效果的一段师生对话:     学生:力可以改变速度方向吗?     老师:当然可以,比如,圆周运动中的向心力就是改变速度方向.     学生:平抛运动中的重力是不是也要改变速度的方向?     老师:是的.平抛运动中的重力既改变速度大小又改变速度方向.     学生:你说过平抛运动在水平方向做匀速直线运动,竖直方向上受重力作用做匀变速直线运动.难道重力不是只改变速度大小吗?     老师:是啊.     学生:为什么你先说平抛运动物体受到的重力既改变速度大小又改变速度方向,后说重力仅仅改变速度大小呢?     通过对话,引发学生积极思维,从动力学角度认识清楚重力的作用效果,彻底解决了学生学习中的疑惑.     教师进一步追问:平抛运动物体的重力与近地卫星的重力相同吗?     2019年北京卷21题第(5)问正好考了这样的问题.牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远,如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星.同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因.     苏格拉底说过:没有一种方式,比师生之间的对话更能提高沟通能力,更能启发思维技能.课堂中通过师生的对话交流,思维碰撞后能产生出思想、观点和方法等思维产品,这是物理思维教育所追求的目标.     3.2问题引领思维     学生的思维一般通过问题发生,而问题往往是通过真实情境引发的.教师要根据教学目标创设蕴含思维的情境,唤起学生的问题意识,激活学生的思维,促进学生思维能力的培养.     国外教材中有一道交通罚款问题.     你到旧金山去看朋友时,决定驾车绕城而行.当你拐一个弯时,发现前面是一个急上坡.突然,一个小男孩追逐着一个球跑到车前.你急踏刹车,车轮与地面摩擦尖叫着在马路上划出15m长的印子后停住.幸好没有撞着孩子!孩子若无其事地跑开了.路边目睹了这全过程的一位OO向你走来,在你惊魂未定时递过来一张OO罚款单,并指出这条路的最高速度OO在40km/h之内.当你回过神来,对当时的状态作了详细估算:估计路面和水平面的夹角为20°,从随身带的课本查出轮胎和这种路面间的静摩擦因数为0.80,动摩擦因数为0.60.又从汽车说明书上查出汽车的质量为1570kg.你的体重60kg,目击者告诉你小孩子重30kg并用约3.0s时间跑过了5m宽的马路.根据这些信息你能否到法庭为自己作无过失上诉?     这道题目是用真实的生活事例提供了物理情境.题设的条件可能多余,需要筛选剔除,也可能不足,需要合理设定.题目没有明确指定要求什么量,也不一定要求精确解;此外,题目还涉及到物理学科之外的知识(如交通规则、法律常识等),如果能把自己所学的物理、交通规则、法规知识等用来以理服人,为自己做无罪辩护,这样的知识才是有用的知识,会用证据说话是人的素养重要体现.     3.3方法启迪思维     有人说物理学是一门思维的科学.物理学中有着丰富的思维方法:逻辑思维方法——比较、分类、类比、分析、综合、归纳、演绎,非逻辑思维方法——形象思维、直觉思维、创造性思维,这些思维方法是提升学生思维的工具,它们为学生思维能力的提高奠定了重要基础.     汽车以一定速度,在一条宽阔水平路上以速度v0匀速行驶,突然发现正前方出现一道很长的障碍横木,为了尽可能避免碰到横木,司机是急刹车好还是急转弯好?为什么?(设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)     分析可知,本题是要应用所学知识论证急刹车和急转弯情况下汽车碰到横木的可能性大小.需要建构两种运动的模型:汽车急刹车是匀减速直线运动,而汽车急转弯是匀速圆周运动.就需要比较刹车距离与圆周的半径.     汽车急刹车:根据牛顿第二定律知,加速度a=-μg,刹车距离width=67,height=41,dpi=110汽车急转弯:根据width=73,height=38,dpi=110知最小半径width=55,height=41,dpi=110     因为x1<R,所以,司机急刹车好.     上面的求解过程中应用了建模、比较、推理认证等思维方法.     物理思维强调以实证为判断的依据、以逻辑为论证的手段、以质疑为评价的起点,这是物理教学促进学生形成科学思维的重要价值取向.     3.4实验发展思维     实验能帮助我们获得现象、数据等证据,而思维能帮助我们分析数据得出结论,实验需要思维,思维助力实验.物理实验现象或结论往往是思维的起点,通过思维可以解决实验结论与认知的不一致问题,实验能突破思维定势.     在“牛顿第一定律”教学中,借助实验加推理的过程,对于伽利略理想斜面实验中小球的运动,常见的解释是由于小球受到斜面摩擦力的缘故,在斜面上上升的高度越来越小,且进行如下推理.     推理1:若小球不受摩擦力,小球可上滚至相同高度;     推理2:小球可沿水平面一直运动下去.     面对这两条推理,是否产生过以下的质疑?     质疑1:小球受到的是静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力,还是同时存在?     质疑2:小球受到摩擦力就不能滚动到相同高度了吗?     结果分析、推理,可知:静摩擦力不损耗机械能,仅实现了平动动能与转动动能的转化.     教学中建议采用质点模型来解释伽利略理想斜面实验.     爱因斯坦说过:“你能不能看到眼前的现象,不仅仅取决于你的肉眼,还取决于你用什么样的思维,思维决定你到底能观察到什么”.实验教学中,我们要融合物理实验,思考物理之理,融合物理思维,优化实验之效.     3.5应用生长思维     思维是智能的核心成分.思维教育最终追求的是人的智能学习,即在综合的科学思维基础上发现新问题、新知识、新思想并导致新技巧、新方法的产生.     简化、比较是我们常用的思维方法,大道至简是物理研究、学习的智慧体现.在问题解决过程中遇到新问题时需要经历分析、判断、抽象、推理、质疑等过程,思维自然得到了生长.     思维比知识更重要!教育就是教人去思维!我们应不忘初心,积极变革物理教育,促进学生物理学科核心素养的养成和发展.
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