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淺論物理學(xué)科的思維特點(diǎn)
物理學(xué)的研究，無(wú)論是概念的建立還是規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、概括，都需要思維的加工，與一般的思維過(guò)程相比較，在共性之中，物理學(xué)科的思維又有其個(gè)性。對(duì)這種個(gè)性的準(zhǔn)確了解和把握，有助于加強(qiáng)物理教學(xué)中的針對(duì)性和靈活性。
1．模型化
物理學(xué)科的研究，以自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和最普遍的運(yùn)動(dòng)形式為內(nèi)容。對(duì)于那些紛繁復(fù)雜事物的研究，首先就需要抓住其主要的特征，而舍去那些次要的因素，形成一種經(jīng)過(guò)抽象概括了的理想化的“典型”，在此基礎(chǔ)上去研究“典型”，以發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律性，建立新的概念。這種以模型概括復(fù)雜事物的方法，是對(duì)復(fù)雜事物的合理的簡(jiǎn)化。而抽象概括和簡(jiǎn)化的過(guò)程，也正是人腦對(duì)事物的思維加工過(guò)程。模型就是一種概括的反映，就是概念，亦即是一種思維的形式。
把握好物理模型的思維，是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的困難所在之一。然而，在中學(xué)物理教學(xué)中，模型占有重要的地位。物理教學(xué)，首先是引導(dǎo)學(xué)生步入模型這個(gè)思維的大門(mén)，適應(yīng)并掌握這種思維形式，具備掌握物理模型的思維能力。
2．多級(jí)性
任何一門(mén)學(xué)科，其內(nèi)容都不會(huì)是孤立的存在，不可避免地會(huì)與其他學(xué)科有或多或少的聯(lián)系。在本學(xué)科內(nèi)，一個(gè)物理問(wèn)題的提出、解決，其后所牽涉到的問(wèn)題，可能有許多個(gè)環(huán)節(jié)，問(wèn)題的解決所經(jīng)歷的思維過(guò)程，往往需要分作幾個(gè)過(guò)程、階段或幾個(gè)方面、幾步。須經(jīng)歷分析、綜合的相互轉(zhuǎn)換，往復(fù)循環(huán)，逐級(jí)上升。本文謂此特點(diǎn)為物理思維的多級(jí)性。
一般說(shuō)，物理思維的多級(jí)性，亦包括了模型的轉(zhuǎn)換。無(wú)疑，這種思維的多級(jí)性，要求更高的思維能力，這是對(duì)于思維能力培養(yǎng)的一次推進(jìn)。而對(duì)于步入新階段學(xué)習(xí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，是一個(gè)新的水平，也是對(duì)思維惰性的一個(gè)沖擊。從開(kāi)設(shè)物理課開(kāi)始，便須注意不斷地引導(dǎo)并培植學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、解決新問(wèn)題的敏銳能力，鼓勵(lì)學(xué)生勤于鉆研、深于追究的思維品質(zhì)。
3．多向性
許多物理問(wèn)題的解決，并不只有一種辦法。同一個(gè)問(wèn)題，從不同的方面出發(fā)，用不同的方法，都可以得到同一個(gè)結(jié)果。
還有一些問(wèn)題則不同，并不只有一個(gè)結(jié)果存在，需要作全面的分析。而解決這類問(wèn)題所需要的思維過(guò)程，須是開(kāi)放性的。即依據(jù)一定的知識(shí)或事實(shí)，靈活而全面地尋求對(duì)問(wèn)題的各種可能的答案。這種特點(diǎn)，被稱作發(fā)散思維或求異思維。
求異、發(fā)散是思維的靈活性、廣闊性的體現(xiàn)，要求個(gè)體具有能從常規(guī)、呆板或帶有偏見(jiàn)的思維方式中解脫出來(lái)，把思維從曾經(jīng)歷過(guò)的路上轉(zhuǎn)移開(kāi)來(lái)，以探求新的解決辦法，又能從不同的角度、方向、方面去思考問(wèn)題，用多種方法去解決問(wèn)題。
而且，在思考中能靈活地進(jìn)行分析和綜合的轉(zhuǎn)換，全面地把握問(wèn)題，細(xì)心地權(quán)衡哪些思維是有利的，哪些思維是正確的。
4．表述的多樣性
物理問(wèn)題的表達(dá)方式也是多種多樣的。例如表述物理規(guī)律，可以用文字?jǐn)⑹觯部梢杂霉奖硎�，還可以借助于畫(huà)圖像。有些問(wèn)題還可以用各種圖示。概念的表述，亦有類似的方式。每一種表述，都是一種語(yǔ)言，同樣是一種思維。
這種表述的多樣性，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，要求首先對(duì)思維的方法要加以選擇、優(yōu)化。選擇和優(yōu)化是對(duì)思維的批判性品質(zhì)的表現(xiàn)，也是思維靈活性品質(zhì)的表現(xiàn)。物理教學(xué)，就需培養(yǎng)學(xué)生選擇表述方式的意識(shí)，學(xué)會(huì)并掌握物理語(yǔ)言，準(zhǔn)確地運(yùn)用適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言思考、論述物理問(wèn)題的習(xí)慣和能力。
5．思維的轉(zhuǎn)換
思維的轉(zhuǎn)換是物理思維的又一個(gè)特點(diǎn)。它要求個(gè)體及時(shí)地更換自己的思維方向，轉(zhuǎn)換思維的方式，改變語(yǔ)言表達(dá)方式，以更簡(jiǎn)捷、有效的方式進(jìn)行分析、綜合。研究對(duì)象的轉(zhuǎn)換、物理模型的轉(zhuǎn)換、物理模型和數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換等是常見(jiàn)的。
思維的轉(zhuǎn)換，既是物理思維的特點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理甚覺(jué)困難的又一所在。
思維的轉(zhuǎn)換，是思維的靈活性品質(zhì)的體現(xiàn)，在物理教學(xué)中，需要有意識(shí)地培植這種品質(zhì)。
6．假設(shè)與驗(yàn)證
為著解決某一問(wèn)題的思維，所必須經(jīng)歷的步驟，一般說(shuō)有如下四步，即發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、認(rèn)清問(wèn)題、提出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)得出結(jié)論。而其中的假設(shè)與驗(yàn)證是思維過(guò)程的中心環(huán)節(jié)或關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在解決有多種可能的問(wèn)題時(shí)，結(jié)論與假設(shè)有關(guān)的，必須加以驗(yàn)證。驗(yàn)證假設(shè)的思維是人的認(rèn)識(shí)深化的過(guò)程。驗(yàn)證的方法，可以是間接的方法，即推理的方法，也可以是直接的檢查，即知覺(jué)的方法。但無(wú)論以怎樣的方法來(lái)作驗(yàn)證，都直接地培養(yǎng)了學(xué)生思維的廣闊性和深刻性。
7．等效思維
等效方法的運(yùn)用，是物理思維的又一個(gè)特點(diǎn)。所謂等效，即效果相同。例如矢量的合成分解、等效電路等屬之，都是簡(jiǎn)化復(fù)雜問(wèn)題的方法。把復(fù)雜的對(duì)象等效作一個(gè)模型，以便能夠應(yīng)用已有的知識(shí)去處理。這種等效處理的方法本身，就是一種思維。
8.實(shí)踐性
物理知識(shí)的另一個(gè)特點(diǎn)是它與實(shí)踐的緊密聯(lián)系。許多知識(shí)是實(shí)踐觀察的總結(jié)。
就其來(lái)源于實(shí)踐而又應(yīng)用于技術(shù)這一點(diǎn)講，物理知識(shí)是非常具體的、通俗的。而就其概括實(shí)踐來(lái)講，無(wú)論是初級(jí)經(jīng)驗(yàn)的概括，還是高級(jí)科學(xué)的概括，它又是那么抽象，既具體又抽象的特點(diǎn)，要求解決物理問(wèn)題的思維，必須具有相應(yīng)的特點(diǎn)。
一些論述需要作抽象的概括，而另一些論述則必須考慮到現(xiàn)實(shí)狀況，作聯(lián)系實(shí)際的思考。脫離實(shí)際必然導(dǎo)致思維的謬誤。因而，在物理教學(xué)中，必須時(shí)刻注意聯(lián)系實(shí)際，以期培養(yǎng)學(xué)生具有既能(河南作抽象的概括，又能具體地應(yīng)用、聯(lián)系實(shí)際的思維品質(zhì)。
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