物理学的几种主要思维方式

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1、我看了一段话引起了我的深思:“中国的中小学教学,有一个60多年的误区,执迷不悟,这个误区是什么呢?我们在课堂教学中,就是研究有多少个知识点,老师备课的时候就备多少知识点,上课的时候就教知识点,考试的时候就考知识点,这也是中国教育质量60年没有提高的一个症结。我们的教育应当有一个新概念创立思维方式。”让学生有了与众不的能力,才是教学的关键。.我读了韩军的新语文教学,张思明的建模法,孙维刚的结构教学法这些隐藏不同的思维方式方法。孙维刚老师的思维方法和美国著名的教育家布鲁纳放知结构学习理论非常相似。我比较认同认知-发现的思维方式,这种方式能使学生的兴趣保持的更长久。我看了介绍孙维刚老师教学多一些,可

2、为我们参考与借鉴有所帮助,他是北京市第二十二中学任数学教师兼班主任。“结构教学法”创始人,孙维刚的教学方法被称为“结构教学法”,讲究新知识和旧知识的比较和联系。他从不担心学生的脑子够不够使,而孙维刚则是把问题交给学生,上来就让学生猜想,再让学生提出自己的证明。几种证法出来后,孙维刚再问,并把几种证法写在黑板上,孙维刚做总结这就是数学归纳法的思想。数学归纳法是高二才接触的东西,初一学生就知道了,这么教学生受得了吗?可跟着孙老师学下去脑子就会“强大”起来。有一位同事满腹委屈地跟孙维刚说:“这点儿东西(指教学内容)开揉碎地给他们(指学生)讲了8遍啦,可一考试,48个有47个照错不误,这学生可怎么教?

3、孙维刚说,应当承认,学生的聪明程度是有差别的,有的老师曾用这样的办法找来重点中学的练习与作业连夜复印,第二天布置给学生。重点中学讲什么,怎么讲照过来,这套办法当然行不通。因为你的学生不可能很好地完成作业,这么做永远赶不上重点中学的学生。他说,根本的办法在于提高学生的智力素质,“让不聪明的学生变聪明,让聪明的学生更聪明。”孙维刚说:“科学上的任何规定都有为什么,世界上没有没有为什么的事。”他说,根本的办法在于提高学生的智力素质,“让不聪明的学生变聪明,让聪明的学生更聪明。”实际上是许多知识都是互相联系的,找到新旧知识的联系,那么数学就变得简单多了。他建议它;一个例题提出来了,自己先试着去判断它的

4、真假;一个定理或公式写出来了,自己先试着去证明它;一个例题写出来了,自己先试着分析、解出它。甚至在学习进程中自己设想,该提出什么命题了,该定义什么概念了,让思维跑在老师的前面。如果达不到大幅度的超前,也要设想正在说着的这句话的下一句是什么。让同学们掌握的东西越多,学生的思维能力就会越强,而讲课越琐碎越重复,学生思维受到的限制就越多。孙维刚说:“人们喜欢说,这是一个多元的时代,做人成长没有唯一的标准,但我认为还是有最高标准,比如正派、诚实、无私。”孙老师训练学生“一题多解、多解归一、多题归一”,就是在训练学生大脑的思维能力,让学生能够站在系统的高度看问题,进而升华到从哲学的角度认知世界,从而形成

5、强大的学习能力。所以孙老师带的实验班,不单数学成绩名列前茅,其他各科成绩也有显著提高。我们把孙老师的教学思想在各个学科进行应用,都取得了显著的教学效果。原来各学科的思维结构和思维原点是相通的,是有规律可循的。我们从这些思维原点中提炼出来一个基本模型,这个模型是由四种基本学习能力组成,即发现研究对象的能力、围绕研究对象确定研究角度的能力、寻找知识之间联系规律的能力、建构知识网络制作联系导图的能力。这四种能力的训练能够在短时期内使学生站在系统的高度进行学习,造成学生总是浮想联翩思潮如涌的思维状态。研发出一个复合学习模型,这个复合学习模型是由六种复合学习能力组成,即理解概念的能力、研究概念的能力、理

6、解原理的能力、研究原理的能力、审题解题的能力和研究试题的能力。学生掌握了这个复合学习模型,提升的是自己的智力素质,这样就可以很轻松自在的运用到所有科目的学习中去,一理通,百理通。更为重要的是,它使使学生在思维的根源上具备了面对问题、探索问题、解决问题的能力,它打开了思维的万千视角,让学生将这种领悟延伸到未来,受益终生。有益的实行以下几点:1时时刻刻、事事处处,总使知识以“系统中的知识”的面貌,出现在学生面前,着眼于知识之间的联系和规律,使学生养成从系统的高度去把握知识、认识世界和进行思考。2着眼于知识之间的联系和规律的同时,着意于数学思想的渗透,更着重哲理观点的升华。人类历史上伟大的数学家、物

7、理学家、化学家哪一位不同时是思想家、哲学家?他们都是站在思想的高度、站在哲理的高度进行观察与思考的。教学中点点滴滴地长期渗透,则会使学生在耳濡目染过程中得到熏陶。3课堂上,使学生成为学习的主人,形成学生“超前思维,向老师挑战”的课堂气氛。例题写出来了,由学生思考、分析,到讲台上讲解;定理、公式写出条件时,鼓励学生想出它们的结论;再进一步,学生主动构造定理、公式;甚至,瞻前顾后,审时度势,提出应该给谁以定义和如何定义;乃至,对于教师课堂上的讲解,都抢在前面猜想它的下一句是什么这样做的优点,将使学生在思维活动中得到思维的训练。同时,一切都是自己动手完成,历景艰难”,熟知其中的“沟沟坎坎”,必将印象

8、深刻、记忆久远。学生向老师挑战,如果思考失误了,将从反面加深对正确认识的理解;同时,在整个过程中,学生之间的相互影响当然要大大改善只模仿教师一个人的局限性。另外,这种给学生们以在自己同伴面前展示自己才华的机会,将是一种很好的鼓励青年积极追求的方式。4一题多解,多解归一,多题归一。学数学需要做题,别的课程也如此,但怎样才能起到做题的作用,达到做题的目的呢?我认为,题不在多而在精彩。在这里,精彩是指题目本身无错误,不只是对定义、定理、方法进行复述,题目的思路应充满活力、综合性强等等。但更重要的,是“一题多解,多解归一,多题归一”。一题多解,将使学生身临其境,加深理解;多解归一,是寻求不同解法的共同

9、本质,乃至不同知识类别及思考方式的共性,上升到思想方法、哲理观点的高度,从而不断地抽象出具有共性的解题思考方法多题归一。为了这种“把题做透”的目标能够实现,教师必须少留作业。学生学习到底需要哪些简单实用的几种物理思维方式:在物理教学之中培养科学思维方法是培养学生创新思维的主要途径,从现象到本质、形象到抽象、科学推理、等效思维、数学方法等五个方面学生物理思维的基本方法.。一、发散和收敛。 发散必须对问题的共性有一个全方位、多层次的把握,联系越多,发散也就越广,可以做到一题多解,一题多串、举一反三触类旁通。而收敛思维必须对问题的个性有彻底的认识,分辨得越多,收敛得也就越准确,可以做到多题一解、一题

10、多变。在大多数情况下,既要用到发散思维又要用到收敛思维。 二、分与合。分是在思考时把事物分解为各个部分或各个属性,它主要着眼于研究事物的部分、局部、细节或阶段,而和是在思考中把研究对象所有的各个部分和各个属性综合为一个整体。它主要首眼于研究事物的整体、全局和全过程。有分则有合,有合则有分;分与合的观点以及由它产生的思维方式无不贯穿在高中物理教材的各个章节之中,尢其是在力学。 三、正和逆。 有许问题,利用正向思维根本无法解决或解决起来很困难、烦琐,而利用逆向思维可以收到“山重水复疑无路,柳岸花明又一村”之效。例如末速度为零的匀减速直线运动用逆向思维法转换为初速度为零的匀加速直线运动。 四、形象和

11、抽象。 形象和抽象思维在物理学中应用十分广泛,尤其在物理模型的建立和概念的形成中起十分重要的作用。如质点、点电荷、电场、磁场、电场线、磁场线、理想气体、匀变速运动等理相化模型的建立。五、等效和联系。 等效思维是以效果相同为出发点,对所研究的对象提出一些方案和设想进行一种等效处理的一种方式。这种方式具有启迪思考、扩大视野、触类旁通的作用。六、图像。图象思维是利用物理图象的物理意义并结合数学知识来分析和解决物理问题的思维方式。利用物理图象解决物理问题既直观、形象、又方便。 七、临界和极限。临界思维是利用物体处于临界状态的条件来解决物理问题的一种思维方式,在处理复杂问题时可以适当的将物理变化引向极限

12、,然后分析其极限状态,或者代入特征数据进行讨论,从而提示问题的本质,使过程简化的一种思维方式。极限思维是根据已知的经验事实,从边疆性的原理出发,把研究的现象和过程外推到理想的极值加以考虑,使主要因素或问题的本质迅速地暴露出来,从而行出正确的判断。临界思维和极限思维解物理问题,往往能化繁为简化难为易。怎样建立简单结构物理思维:一、学会观察:1、顺序2、特征3、对比4、全面二、学会过程分析1、化解过程层次:一般说来,复杂的物理过程都是由若干个简单的“子过程”构成的。因此,分析物理过程的最基本方法,就是把复杂的问题层次化,把它化解为多个相互关联的“子过程”来研究。2、探明中间状态:有时阶段的划分并非

13、易事,还必需探明决定物理现象从量变到质变的中间状态(或过程)正确分析物理过程的关键环节。3、理顺制约关系:有些综合题所述物理现象的发生、发展和变化过程,是诸多因素互相依存,互相制约的“综合效应”。要正确分析,就要全方位、多角度的进行观察和分析,从内在联系上把握规律、理顺关系,寻求解决方法。4、区分变化条件:物理现象都是在一定条件下发生发展的。条件变化了,物理过程也会随之而发生变化。在分析问题时,要特别注意区分由于条件变化而引起的物理过程的变化,避免把形同质异的问题混为一谈。三、因果分析法1、分清因果地位:物理学中有许多物理量是通过比值来定义的。如R=U/R、E=F/q等。在这种定义方法中,物理

14、量之间并非都互为比例关系的。但学生在运用物理公式处理物理习题和问题时,常常不理解公式中物理量本身意义,分不清哪些量之间有因果联系,哪些量之间没有因果联系。 2、注意因果对应:任何结果由一定的原因引起,一定的原因产生一定的结果。因果常是一一对应的,不能混淆。3、循因导果,执果索因:在物理习题的训练中,从不同的方向用不同的思维方式去进行因果分析,有利于发展多向性思维。四、原型启发法原型启发就是通过与假设的事物具有相似性的东西,来启发人们解决新问题的途径。能够起到启发作用的事物叫做原型。原型可来源于生活、生产和实验。如鱼的体型是创造船体的原型。原型启发能否实现取决于头脑中是否存在原型,原型又与头脑中

15、的表象储备有关,增加原型主要有以下三种途径:1、注意观察生活中的各种现象,并争取用学到的知识予以初步解释;2、通过课外书、电视、科教电影的观看来得到;3、要重视实验。五、概括法概括是一种由个别到一般的认识方法。它的基本特点是从同类的个别对象中发现它们的共同性,由特定的、较小范围的认识扩展到更普遍性的,较大范围的认识。从心理学的角度来说,概括有两种不同的形式:一种是高级形式的、科学的概括,这种概括的结果得到的往往是概念,这种概括称为概念概括;另一种是初级形式的、经验的概括,又叫相似特征的概括。相似特征概括是根据事物的外部特征对不同事物进行比较,舍弃它们不相同的特征,而对它们共同的特征加以概括,这

16、是知觉表象阶段的概括,结果往往是感性的,是初级的。要转化为高级形式的概括,必须要在经验概括的基础上,对各种事物和现象作深入的分析、综合,从中抽象出事物和现象的本质属性,舍弃非本质的属性。六、归纳法归纳方法是经典物理研究及其理论建构中的一种重要方法。它要解决的主要任务是:第一由因导果或执果索因,理解事物和现象的因果联系,为认识物理规律作辅垫。第二透过现象抓本质,将一定的物理事实(现象、过程)归入某个范畴,并找到支配的规律性。完成这一归纳任务的方法是:在观察和实验的基础上,通过审慎地考察各种事例,并运用比较、分析、综合、抽象、概括以及探究因果关系等一系列逻辑方法,推出一般性猜想或假说,然后再运用演绎对其进行修正和补充,直至最后得到物理学的普遍性结论。比较法返回比较的方法,是物理学研究中一种常用的思维方法,也是我们经常运用的一种最基本的方法。这种方法的实质,就是辩析物理现象、

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