理论与实践相结合的教学对学生思维和实践能力的培养

　　纵观初高中物理可知，力、热、光、声、电、原子物理在初高中教材中均有提到，但是在初中物理中这些知识都是停留在感知的层面上，初中的物理知识致力于让学生感知物理的现象，教材以大量的图形和跟生活很贴近的文字，让学生形成对物理的感性认知，至于这些物理现象和定理、定律是怎么发现的，以及整个研究过程是无法在初中教材中获得的，学生的思维能力、实践能力的培养更是捉襟见肘了。那要如何在物理教学中培养学生思维能力和实践能力呢？我们首先来看看高中物理教材，高中物理信息量明显多于初中，其能力目标也有明显的区分，高中物理不仅要知其然更要知其所以然，更加重视物理现象、定律和定理的过程研究。因此在高中物理教学中不仅要教好学生学好知识的同时还要让学生学好怎么学，把教学重点放在学生思维能力和实践能力的培养上，教学相长与实践是检验和发展真理的理念放在教育教学的重要位置上是我们的工作重点。

　　教育学提出，知行合一是教育学的重心，知乃传授学生予课本物理的理论知识，形成学生的感性认知。行乃培养学生将知识理论应用于解决问题，使学生形成分析问题解决问题的能力，更进一步能提出问题的能力。在知行合一中的教学重点又趋向于能力的培养。能力是又主要体现在实践中解决问题，实践不能盲目地，毫无依据地行动，古语说的好三思而后，思要有理有据，行要有方式方法。因此在物理教学中我们不仅要着力培养学生的智，更要发展学生的能，智能的有机结合形成智力。智力的核心是思维能力，而思维的核心形态是抽象逻辑思维，行是体现学生的实践能力以及在实践中培养创新能力。

　　物理学科的研究，以自然界物质的形态、结构和最普遍的运动形式为内容。对于那些纷繁复杂事物发展的研究，首先，需要抓住其主要特征及个性，而舍去那些次要因素影响，形成一种经过抽象概括的理想化的“典型”，在此基础上去研究“典型”，以发现其中的规律性，建立新的物理概念。这种以模型概括复杂事物的方法，是对复杂事物的合理简化。其次，是将物理过程模型化。其一，是创设合理的简化的物理情景模型；其二，是将描述物理的参量关系数学图像化、再次培养学生对物理问题的敏感度。

　　在物理教学中，充分把握好物理模型的思维，是学生学习物理的有效方法之一。然而，在物理教学中，模型占有重要的地位，模型的构建依赖于物理情景的建立。物理教师应引导学生先是物理情景的设想而后步入模型思维的大门，再进入事物的发展分析（物理过程分析），适应并掌握这种思维形式是提高学生对物理模型的思维能力比较好的途径。

　　提高学生的思维能力和实践能力是高中物理教师教学过程中的重点和难点。如何提高学生的这些能力呢？

　　一、构建物理模型

　　回顾物理学发展史，我们可以发现物理概念和规律，都是由于科学家们根据前人的理论基础经过大胆的猜想构思，构建出科学的、合理的理想化的物理模型，并通过一定的实验检验或实践论证，物理模型与事实基础很好吻合的前堤下获得的，而我们的教学能尽最大可能的再现前人的猜想和实验。

　　比如，可以在课堂中构建伽里略让小球从弯曲的斜槽上自由下落，提出问题让学生思考：小球将要上升的高度？实践证明无法上升到原来的高度；让学生分析为什么？引导学生要让小球达到原有的高度该怎么办？提出假设当斜槽理想光滑时，这个问题就解决了，小球就可沿另端斜槽上升到初始高度。再提出将另一端斜槽倾角减小会出现什么现象？如果另端斜槽末端趋向于水平，小球无法达到初始高度将会出现什么样的情况？如果末端光滑水平了，小球将会是咋样的状况呢？学生会自然而然猜到小球要一直运动下去，永不停止。这样的物理情景再现，学生能从理想的模型中自然而然形成牛顿第一运动定律的理解，才能更好地理解惯性和惯性定律。进一步从物体的所处的状态引申物体的受力情况，不难得出物体等效不受力的作用。然而，课堂中设置的实验并未能达到真正的理想光滑的物理场景，从中引导学生分析原因顺其思路得到力与运动的本质性的关系。又如，构建用铁粉放在磁体周围的物理模型研究磁体周围空间性质，实验现象形象化了磁体周围的客观物质的分布状况，铁粉的分布显示了磁棒周围的磁力线形状，从而建立了磁感线的概念。因此，合理的、理想化的物理模型的教学，是有利于学生从直观的物理现象中形成感性认识，教师加以合理的引导和分析，可以使学生从感性认识上升到理性的认识，从形象的思维上升的理性的逻辑思维。

　　在高中教材中，我们熟悉的理想化模型还有如质点、弹簧振子、单摆、点电荷、点光源、薄透镜、狭缝、薄膜，等等。正是引入了这些忽略次要因素的理想化物理模型，才使许多复杂的现实问题，通过模型化处理能够比较顺利地解决抽象的物理问题。物理模型教学不仅培养学生的感性认识而且增加了学生学习物理的乐趣，如果离开了物理模型，不仅增大了物理研究过程的难度，而且对物理学科的深入发展必然会障碍重重。

　　二、构建数学图像

　　将物理参量巧妙运用数学图象，采用数形结合的途径，能更好直观地描述物理量之间的关系、形象展示物理规律，更有利将复杂的物理过程形象化。结合图象，学生也能够较容易地理解物理过程，发现物理规律，找到解决问题的捷径，解决繁杂物理问题。比如在物理教学中，v-t图是常用的数学图象。但一般，我们往往是将它应用在匀速或者匀变速直线运动中，利用斜率求加速度大小，利用“面积”求位移大小，还可以利用v-t图象解决追及、相遇等问题。然而，拓展v-t图的应用范围，还可以应用于非匀变速运动过程，利用图线说明加速度不断变化的运动规律。又如力做功的教学中也能巧妙利用F-S图像理解功的问题，F-S图像中的图线与坐标轴构成的面积即力的做功，F-S数学图像不仅可以解决恒力做功而且可以解决变力做功。因此，数学图像在物理教学中的重点在于分析清楚坐标轴、坐标点、图线、坐标轴与图线构成的面、截距、斜率的物理意义。 　　利用图象法不仅可以培养学生数学综合能力，还可以挖掘学生的探究能力以及物理现象的外延结论等，提高了学生的思维能力和实际解决问题的能力。同时还可以激发学生的探究欲望和创新精神，也可以使学生体验成功的快乐，增强学习物理积极性和应用物理的能力。

　　在物理教学中，教师通过物理参量的数学图像化将抽象的物理问题简单化、模型化，尽量用学生可以直观观察和想象的事例和图标来说明问题，重视物理模型和图象教学，教会学生化繁为简，充分利用物理模型画出物理图形和物理数学图像。因此，物理教师要深入研究教材，拟定教法，以适合学生心理水平和现有的知识水平，有效应用物理模型和物理数学图像促使学生积极思考和主动思维，从而创造条件，促进学生从感性思维上升至抽象的逻辑思维，进一步发展学生的实践能力。

　　三、实践能力的培养

　　思维能力的培养和创新精神的培养，其共同目的都在于使学生有一定的实践能力，否则我们培养的学生就是“高分低能”。苏霍姆林斯基说过：“儿童的智慧在他们的手指尖上”。中学生也不例外。因此，在物理教学中要注重对学生实践能力的培养。学生通过动手操作实践，获得感性经验，既能帮助学生理解知识，又可以调动积极情感，培养自主创新学习能力。

　　学生实践能力的培养，首先应调动学生主动参与教学活动的积极性。学习是一个动力转化的过程，特别是物理课的教学，绝不是单纯的学生听老师讲，学生只有在教师正确的领导下主动参与教学过程并且亲自实践，才能在理解的基础上建构起自己的知识体系，并发挥自己的聪明才智，从而逐步形成自己的实践能力，如通过《恒定电流》和《传感器》的学习后，我让学生亲自动手组装由电池构成的简单照明，和玩具电动机的组装、开关控制电路，实践开关怎么连接可以在不同地点控制同一盏小灯泡（家里卧室的双向控制开关）。使他们掌握了电路设计、电路讨论、认识简单的家用电路设计；认识日常生活中的传感器的应用，如手机屏幕传感器、电子秤、机器人，等等。这不仅增加了学生的学习兴趣，更是达到了学以致用的目的。

　　实践能力的培养，除了要让学生主动参与以外，更主要的是指导并帮助学生养成科学的实践方法，既不能随心所欲，又不能简单应付。对于一些实验和实习，要求学生要像科学家一样，自行设计方案进行实验或实习，对于实验、实习的过程，要细致的观察，认真的记录，仔细的研究、积极思考进而得出自己的结论。这样，才能逐步培养学生的科学态度、方法和实践的能力。

　　实践能力的培养，还应鼓励学生走出课堂，在生活实际中来观察、研究、思考，并以此来巩固加深对原本知识的理解。注意用课本上的知识来解决生活中的问题。比如，用反射原理制作潜望镜、小孔成像制作简易照相机、电磁理论制作金属探测器、莱顿瓶、自制闪关灯等等。这些活动对于学生熟练操作技能，发挥创造个性和培养实践能力都具有重要的意义

　　总之，物理教学，必须从本学科的特点出发，以辩证和唯物观点为指导，以心理学理论为依据，理论与实践相结合教学，对学生的思维能力和实践能力培养是教学的重要途径，也是物理教师教学的重中之重。

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