用思想启迪智慧

【摘 要】在多年教学实践探索的基础上，用博物明理、格物启智来诠释物理学什么和物理怎么教的问题，形成“用思想启迪智慧”的教学主张，体现一种基于物理思想方法的教学策略。

【关键词】物理教学;思想方法;启迪智慧

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1005-6009（2015）18-0061-03

【作者简介】王高，江苏省教师培训中心（江苏南京，210036）教授，江苏省特级教师，首批“江苏人民教育家培养工程”培养对象。

从1985年8月走上物理教学的讲台，我就一直在探寻：物理学习中最有价值的是什么？作为一名教师如何把最有价值的东西教给学生？

首先，物理是什么——科学、智慧和文化。

物理学始源于伽利略，他找到了物理学的根基——实验;奠基于牛顿，他找到了物理思想、数学方法。实验、物理思想和数学方法是物理学的三大要素，也是物理学习的核心内容。法国物理学家庞加莱说过：“物理学是从一系列事实、公式和法则上建立起来的，就像房子是用砖砌成的一样。但是，如果把一系列事实、公式和法则就看成物理学，那就犹如把一堆砖看成房子一样。”

就学科本质而言，物理是一门科学，以实验为基础的自然科学;物理是一种智慧，使人们产生认识客观世界的智慧;物理是一类文化，是集真、善、美于一体的高品位文化。

其次，物理学什么——知识、方法和科学观念。

物理中的“物”指的是物质世界，“理”指的是普遍规律，物理学习就包括知识、方法和科学观念。

对于物理知识的学习，要能形成物质世界的整体物理图象，注重掌握知识的结构和联系（整体性）;不断从新的角度审视和理解物理概念和规律，关注其内涵的丰富、应用的扩展、相互关系的变化（发展性）;提高应用物理知识理解、解决实际问题的能力（迁移性）。

思想是方法的灵魂，方法是思想的表现形式和得以实现的手段。丰富的物理学思想有着众多的表现形式，即蕴含着丰富的方法论内容。分析、综合、比较是最基本的方法，抽象、归纳、演绎是最重要的方法，类比、等效、守恒、对称是最常用的方法。物理学中的科学思想和方法推动着人们的认识过程由“物”到“理”，不断升华，推动着整个物理科学向前发展。科学思想是科学素养的内涵，科学素养是科学思想的外在体现;科学方法是能力的内涵，能力是方法的外在体现。

还要学习先进的科学观念，树立科学世界观，物理中的唯物论——实践（实验）是判断（检验）真理（科学）的唯一标准;学习物理中的辩证法——相对性原理，否定之否定，质变与量变，等等。

第三，物理怎么教——格物启智。

教育的全部目的就是使人具有活跃的智慧。教学实践表明，教学中用物理思想方法来建构物理知识体系，把教学从浅表的知识教学和技巧训练水平提升到深层的思想方法教学的水平上来，更有效地促进学生智慧的发展。所以，学生智慧生长应成为物理教学的核心价值追求。

案例：《机械能守恒定律》。

教材从探究守恒量出发，通过重力与弹力做功的实例，来认识机械能可以从一种形式转化为另一种形式，在一定条件下，总的机械能保持不变，自始至终向学生渗透能的转化与守恒思想，我们如何领悟教材编写者的思想，并落实到教学过程中去呢？比如，对于机械能守恒定律的三种表达式，不仅仅是告诉学生有三种表达形式，方便解题，更重要的是理解其中蕴含的能量转化与守恒的思想。

1.EK2+EP2=EK1+EP1（或E2=E1）表明了系统初状态机械能与末状态机械能相等，这里的初态与末态的选取具有任意性，体现了动能与势能有转化且转化过程中机械能的守恒性。

2.△EK=△EP表示系统减少（或增加）的动能等于系统增加（或减少）的重力势能。说明动能和势能在转化过程中总的机械能是守恒的。

3.△EA增=△EB减表示组成系统的A、B两部分中，A部分机械能的增加量与B部分机械能的减少量相等。说明系统内机械能可以转移，但总的机械能保持不变。

从机械能守恒定律的应用中，学生感悟到该定律的核心是能量转化与守恒的思想，表现在从能量转化与守恒角度比较容易解决曲线运动、变力作用等复杂问题的优越性，意识到机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，牢固树立能量守恒的思想。

物理教学不仅要教给学生知识，更要教给学生科学思想和方法。因为知识只有通过具体方法加以应用才能体现出它的价值，才能体现出人类在生产、生活中不断认识和改造自然的能力。在学习中，适当地模拟物理概念、规律得出的探索过程，就能使学生在该过程中接触、吸收、消化、运用物理思想和方法，进而习得物理概念、规律。在学习物理知识的同时，也接受思想和方法的滋养;才能使学生学到由思想和方法孕育出来的活的知识，做到不仅知其然还知其所以然，进而提高学生科学素养。掌握了物理思想方法，才能在应用中散发智慧的火花，有所创新。

案例：《追寻守恒量》。

设计思想：无论是社会科学还是自然科学，都会寻求某种不变性，在科学上称之为守恒，在数学上就是不变量，研究物理需要追寻这种守恒量。教材中增加了《追寻守恒量——能量》内容，旨在引导学生学会寻找守恒量，并从守恒量出发引入能量概念，把能量守恒思想渗透在机械能学习的全过程中，充分体现了新课程的教学理念，重视知识获得的方法和过程，传播物理中的守恒文化。

教学中我颠覆了教材的简单陈述，主要讨论三个问题：

1.为什么要追寻守恒量？

通过共同讨论让学生感知：体会守恒是感知客观的规律，发现守恒是应用科学思想的胜利，认识守恒是享受自然的美丽。

2.如何追寻守恒量？

在师生共同探究的基础上，总结出发现守恒量的一般过程：确定探究的过程并做精细描述，寻找变量及其变化情况，寻找“消”与“长”的组合变量，对“消”与“长”组合中变量大小进行比较，判断是否存在守恒量;对守恒条件的分析与确认，写出守恒量表达式（守恒定律）。

3.怎样追寻守恒量的核心价值？

通过教学活动让学生感悟到追寻守恒量的价值体现在：确立守恒量的定量表达式——守恒定律，树立守恒的思想，传播物理文化。

物理教育的深远意义就在于启迪人们认识客观世界的智慧，用哲学之剑去解自然之谜，改善人们的生活。简言之，物理教学就是要让学生博物明理。格物启智就是以实验为手段，以物理知识为载体，以提高学生智力为核心，用物理学的思想启迪学生的智慧。这就是“博物明理，格物启智”——我对物理教学“教什么”和“怎么教”的理解和追求。

如果知识的背后没有方法，知识只能是一种沉重的负担;如果方法的背后没有思想，方法只不过是笨拙的工具。课堂教学改革就是要超越知识教学，从知识走向智慧，从培养“知识人”转为培养“智慧者”。智慧不能像知识一样直接传授，但它需要在获取知识、经验的过程中经由教育的悉心呵护而不断得到开启、丰富和发展。富有思想的课堂是放飞学生智慧的圣地。因此，我致力于基于物理思想方法的智慧教学实践。

1.在以鱼学“渔”中生长智慧。

我深切地感受到，要教好物理，需要潜心研究物理学科本身及数学、哲学等相关的学科，把蕴含在物理中的思想方法提炼出来，这是开启学生智慧的基础。

物理学中蕴含有丰富的思想方法，有指导层面的、具有哲学特征的思想方法——物理世界的物质性、对立与统一、量变与质变、否定之否定等;有工具层面的数学思想方法——函数与方程思想、数形结合思想、微分与积分思想、极限思想;有体现学科自身特征的物理思想方法——理想化思想、守恒思想、等效思想、类比思想等。

古人曰：授人以鱼，只供一饭之需; 教人以渔，则终身受用无穷。方法是渗透在物理学的每一个具体研究过程中，融合在每一个物理概念、定律、公式的建立过程中的，因此在讲授物理概念、定律时，要讲清它们的来源、思路、建立过程、建立方法及物理意义，还要关注各概念、定律、定理之间的内在联系和面临的新的问题。

教学过程中要让学生首先经历走近方法——物理方法的感知阶段，再经历走进方法——学生形成物理方法的过程，最后经历走出方法——学生应用物理方法的过程。感知方法的过程是形成方法的基础，有了反复又深刻的感知才能够很好地形成与应用，再到学生自主生成科学方法，达到走出方法的最高境界。当然，某种物理方法的形成，需要经历反复感知不断深入的过程，各种物理科学方法也要做到有机融合。

2.在实验体验中迸发智慧。

物理学发展中，有过许许多多卓越的实验，具有极其丰富和精彩的物理思想，揭示了解决问题的途径和方法，这些思想和方法已经超越了各个具体实验而有着普遍的指导意义。实验中蕴含的丰富的物理思想方法，这些都是智慧之源泉。

经典实验中闪耀着智慧之光，如：卡文迪许扭秤实验的设计中三次放大，巧妙地把一个弱小的力测量出来，这就是智慧的力量。

小实验中蕴含着大智慧，小实验能将抽象的物理知识形象化，将繁杂的物理问题简单化。比如用学生的铅笔、橡皮筋和白纸，做一个“射猴”实验，较好地验证了平抛运动的等时性，展现了小实验的神奇魅力。

3.在融入生活中增长智慧。

知识来源于生活，生活是鲜活的，教学应回归到学生生活中去，回到这些思想方法的出生地，只有在它们出生的地方才能找到被科学家高度抽象提纯后过滤掉的汁液，才能给学生以生活的世界，滋养智慧的思想和方法。

例如：在行进的车上喝水，因水杯中的水在剧烈地前后晃动，所以乘客往往容易被呛到。怎么办？新课程认为，物理不再是单一的、理论化的、体系化的书本知识，而是向学生呈现人类群体的生活经验，并把它们纳入到学生的生活世界中加以组织，赋予生活意义和生命价值。

4.在应用领悟中升华智慧。

“悟”是一种学力修炼、思想创造、智慧升华、崇高境界。在教学过程中，如果缺少了学生“悟”的过程，那么即使记住了大量的知识，也只是信息的储存而已。就算掌握了一定的方法和技巧，造就的也只是考试型人才而不是创造型人才。

古代大教育家朱熹曾说过：“读书无疑者，须教有疑，有疑者，却要无疑，到这里方是长进。”着力疑问，就会激发思考，积极探索，进入“悟”境。教学中，教师营造必要的氛围，创造思维的情境，触发学生思考，能为诱发学生的悟性提供契机，物理学中的思想方法为学生指明思考的方向与途径，有效地开启学生的悟性，使之较快地实现认识的飞跃。但愿我们的课堂中学生能多发出这样一些声音：

啊？是这么回事！——醒悟。

唉，应该这样！——感悟。

噢，原来如此！——领悟。

天哪，这么简单！——顿悟。

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