余俊文(邛崍市平樂(lè)中學(xué) 四川 成都 611539)
中下生界定為整個(gè)年齡段物理考分排在后75%的學(xué)生,他們學(xué)習(xí)物理入門困難.多年的研究發(fā)現(xiàn),其原因在于入門階段這部分學(xué)生學(xué)習(xí)物理的切入點(diǎn)錯(cuò)位,并進(jìn)一步導(dǎo)致其形成不正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維定勢(shì),自己沒(méi)有摸索出怎樣學(xué)習(xí)物理,不知道學(xué)習(xí)物理從哪里入手,怎樣努力,其結(jié)果必然造成學(xué)習(xí)物理入門困難.
中下生學(xué)習(xí)物理最缺的是物理思維.不難發(fā)現(xiàn)從小學(xué)到高中,中下生的學(xué)習(xí),其思維很大程度上一直停留在模仿階段(即被動(dòng)的、本能的形象思維的初級(jí)階段),習(xí)慣于形成一種類似于信號(hào)反射的方式來(lái)認(rèn)識(shí)問(wèn)題、思考問(wèn)題,應(yīng)變能力極差;非常欠缺物理思維更加強(qiáng)調(diào)的主動(dòng)性,即主動(dòng)地把所學(xué)的物理知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí),并主動(dòng)地建構(gòu)自己的知識(shí)結(jié)構(gòu),再結(jié)合實(shí)際問(wèn)題主動(dòng)、創(chuàng)新地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決它.于是不難解釋,為什么有部分初中物理優(yōu)生會(huì)很快變成高中物理差生?其原因在于:初中物理常識(shí)性的知識(shí)含量很大,靈活的、變幻的不多,被動(dòng)地模仿加強(qiáng)訓(xùn)練,學(xué)習(xí)效果不會(huì)很差.而高中物理理論性強(qiáng),邏輯思維要求高,常識(shí)性的極少,需要主動(dòng)理解、加強(qiáng)知識(shí)轉(zhuǎn)化和構(gòu)建.當(dāng)學(xué)習(xí)高中物理的思維還停留在模仿、被動(dòng)階段,將無(wú)法應(yīng)對(duì)“哪怕形式上一字之變、一線(圖)之變、一符(號(hào))之變……其問(wèn)題就有根本之變”的局面.于此學(xué)習(xí)物理的切入點(diǎn)不能從學(xué)習(xí)的形式上去找,要從物理思維的本質(zhì)上去找.切入點(diǎn)并不在于花哨的新課引入形式;而在于突出物理思維的能動(dòng)性,將“被動(dòng)地模仿”有效地轉(zhuǎn)化為“主動(dòng)地思維”;在于主動(dòng)地將形象思維與邏輯思維完美地融合起來(lái).
師生非常有必要形成物理知識(shí)很基礎(chǔ)、很重要的共識(shí),這是學(xué)習(xí)物理知識(shí)入門切入點(diǎn)的前提.若師生在這個(gè)環(huán)節(jié)上有絲毫的異議,一旦重要性打折扣,那么學(xué)生的物理思維會(huì)產(chǎn)生消極的惰性,思維不上道.因?yàn)槲锢硭季S需要能動(dòng)性,需要刻意與主動(dòng),并需要強(qiáng)化與反復(fù).一旦學(xué)習(xí)物理入門切入點(diǎn)的前提沒(méi)有了,就談不到如何提高學(xué)習(xí)物理的效率問(wèn)題,如何提高物理知識(shí)的掌握水平問(wèn)題.
物理知識(shí)的重要性可從兩個(gè)方面理解.其一,物理知識(shí)是整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ),其重要性在于不可替代.比如教科書(shū)[1]指出:“物理學(xué)是自然科學(xué)的重要組成部分,物理學(xué)的研究成果和研究方法在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域都起著重要的作用,物理學(xué)是現(xiàn)代技術(shù)的重要基礎(chǔ),物理學(xué)對(duì)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展有重要的作用.”它甚至是一些社會(huì)科學(xué)的基礎(chǔ),如“蝴蝶效應(yīng)”可能解釋華爾街的金融風(fēng)暴,“熵增原理”能解釋社會(huì)秩序的發(fā)展規(guī)律等.
其二,物理知識(shí)對(duì)個(gè)人的可持續(xù)發(fā)展很重要.社會(huì)數(shù)量繁多的崗位大體可以分為技術(shù)和管理兩大類.這兩大類之間有著不可逆的關(guān)系(熱力學(xué)第二定律恰能很好地解釋此現(xiàn)象).擁有技術(shù)的人可較為容易地過(guò)渡到管理,反之則難.物理知識(shí)又是所有技術(shù)類的基礎(chǔ).可以說(shuō)物理知識(shí)對(duì)個(gè)人能否可持續(xù)發(fā)展是至關(guān)重要的.
解決物理問(wèn)題的思維明顯包括形象思維與邏輯思維.所謂形象思維,是指以具體的形象或圖像為思維內(nèi)容的思維形態(tài),是人的一種本能思維.人一出生就會(huì)無(wú)師自通地以形象思維方式考慮問(wèn)題.以作草圖的方式進(jìn)行物理過(guò)程分析、受力分析、運(yùn)動(dòng)分析,都是典型的形象思維過(guò)程,它能使分析的對(duì)象更具有生動(dòng)性、直觀性、整體性,是建立物理思維的起點(diǎn).而邏輯思維是指人們?cè)谡J(rèn)識(shí)過(guò)程中借助于概念、判斷、推理反映現(xiàn)實(shí)的過(guò)程.尤其是邏輯思維中的“歸納與演繹”過(guò)程,即由個(gè)別性(一般性)前提推導(dǎo)出一般性(個(gè)別性)結(jié)論,前提與結(jié)論之間的聯(lián)系是必然的.比如在前形象思維的基礎(chǔ)上分析題目,給出哪些物理量、這些物理量的關(guān)系、變量間的關(guān)系、獨(dú)立變量間的關(guān)系等.還需要將這些物理量通過(guò)運(yùn)算規(guī)則(量與量的函數(shù)關(guān)系)來(lái)準(zhǔn)確地確定它們之間,尤其變量之間、獨(dú)立變量之間的因果關(guān)系,均屬于典型的邏輯思維過(guò)程.
要做到形象思維與邏輯思維真正地、有機(jī)地、完美地融合,需要加強(qiáng)思維訓(xùn)練.
(1)要刻意突出在高中物理入門階段,以形象思維為基礎(chǔ)進(jìn)行模仿訓(xùn)練,并以實(shí)際例題分析、求解的過(guò)程為原型進(jìn)行.刻意突出原型特征,針對(duì)實(shí)例過(guò)程分析受力,分析運(yùn)動(dòng),分析作圖等(形象思維的比重大),再尋找實(shí)例中有哪些過(guò)程,有哪些量,哪些已知,哪些未知;再抽象為量與量間的關(guān)系,尤其是那些變量與獨(dú)立變量的關(guān)系;再抽象到某個(gè)函數(shù)關(guān)系,建立公式求解(邏輯思維的比重大).再將結(jié)果放回實(shí)例中去討論,比如解的取舍,矢量的方向(形象思維的比重大)等.做到在整個(gè)實(shí)例原型中刻意強(qiáng)調(diào)哪些思維屬于形象思維,哪些思維屬于邏輯思維;刻意強(qiáng)調(diào)形象思維與邏輯思維的相互滲透,相互影響,相互修正.
(2)刻意引導(dǎo)中下生在模仿中使“抽象”得以升華.下一步需擺脫對(duì)實(shí)例原型的模仿,直接理解前提與結(jié)論間的必然聯(lián)系的內(nèi)涵,直接理解物理思維的內(nèi)涵,更加深形象思維與邏輯思維的融合.
(3)刻意突出在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步單刀切入邏輯思維,以逐步減少形象思維的比例.如將一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)直接抽象為質(zhì)點(diǎn)的s-t圖、v-t圖,再抽象為F-t圖、a-t圖,以至于抽象為一般函數(shù)圖.偏重于邏輯思維的訓(xùn)練,促使物理思維更加成熟,指導(dǎo)解決問(wèn)題個(gè)體會(huì)更加給力.
在學(xué)習(xí)物理之前,“自然常識(shí)”主要訓(xùn)練形象思維,“數(shù)學(xué)”主要訓(xùn)練邏輯思維,二者是分離的;即使相融也是極少量的、極膚淺的.經(jīng)過(guò)初中階段物理思維的訓(xùn)練之后,許多中下生物理思維習(xí)慣仍然停留在形象思維與邏輯思維的分離狀態(tài),極大地阻礙了二者的融合和物理思維的轉(zhuǎn)向;但又非常需要新的物理思維習(xí)慣來(lái)取代這種分離狀態(tài)的思維定勢(shì).于是有必要堅(jiān)持做到每個(gè)細(xì)節(jié)都要拋開(kāi)以前沒(méi)有有意注意形象思維與邏輯思維的習(xí)慣,并且要重新審視、關(guān)注,刻意地思考、判斷如何從形象思維的過(guò)程中提煉邏輯思維的基礎(chǔ)和要素,再通過(guò)邏輯思維反過(guò)來(lái)促進(jìn)形象思維的粗略性和(主觀)想象性,再進(jìn)一步提高邏輯思維的質(zhì)量.
強(qiáng)調(diào)用物理思維來(lái)串聯(lián)物理知識(shí)體系.知識(shí)點(diǎn)細(xì)目系統(tǒng)性強(qiáng)是高中物理的鮮明特點(diǎn).在獨(dú)立分析研究一個(gè)物理過(guò)程時(shí),不是“大規(guī)律”、“小概念”都一一重要.大規(guī)律是聯(lián)系統(tǒng)領(lǐng)小概念的“綱”,小知識(shí)點(diǎn)則是“目”.抓住大規(guī)律這個(gè)綱,就能牽涉出小知識(shí)點(diǎn)這個(gè)目,對(duì)學(xué)習(xí)各小知識(shí)點(diǎn)的作用目的就格外清晰,更能加深其準(zhǔn)確性.學(xué)習(xí)物理最終要能熟練地駕馭各個(gè)小知識(shí)點(diǎn)于大規(guī)律、物理過(guò)程之下以解決問(wèn)題.一般情況下需經(jīng)過(guò)這樣的環(huán)節(jié):物理過(guò)程分析— 建立物理模型— 對(duì)應(yīng)物理公式— 運(yùn)算(數(shù)學(xué)知識(shí))— 結(jié)果及討論.其中運(yùn)算環(huán)節(jié)是中下生的致命弱點(diǎn).但一般情況下物理問(wèn)題的運(yùn)算要求不會(huì)很高,具體操作中可以適當(dāng)?shù)氐蛉趸\(yùn)算技巧,而強(qiáng)化物理過(guò)程的分析、物理規(guī)律優(yōu)化運(yùn)用等其他環(huán)節(jié),強(qiáng)調(diào)分析定性的關(guān)系和分析規(guī)律的對(duì)應(yīng)性,繞過(guò)一些繁雜純數(shù)學(xué)的運(yùn)算.這對(duì)中下生學(xué)習(xí)物理入門有很大的幫助.
一般綜合性物理題目所給信息都是敘事形式展現(xiàn)的,即一邊介紹某個(gè)過(guò)程,一邊給出所涉及的物理量,直至給完所有應(yīng)給信息.有的題目會(huì)明顯給出其物理過(guò)程,有的題目則不然,需要讀者自己去提煉.如果讀者沒(méi)能從所給零散信息中讀出其物理過(guò)程(建立物理模型),那該題目幾乎無(wú)法解.這是中下生的致命弱點(diǎn)之一,因此需要精讀題目.
首先要強(qiáng)制自己精讀題目,要排除外界干擾,指著讀,讀出重音,讀懂題目給出每一個(gè)信息的意圖,反復(fù)讀,絕不能類似于讀小說(shuō)大概故事情節(jié)那樣粗略地閱讀.其次要一邊讀一邊勾畫所給信息的詞句,一邊畫草圖或在所給圖中一一對(duì)應(yīng)地標(biāo)識(shí)出來(lái).再次要思考已知量與未知量的邏輯關(guān)系.最后在頭腦中對(duì)于所做草圖或圖像的時(shí)空一定是變化的.比如質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)波動(dòng)等,一定要形成運(yùn)動(dòng)映像.又如箭頭符號(hào)、字母符號(hào)、規(guī)則符號(hào),在形象思維和邏輯思維中對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)潔語(yǔ)言,切不可視而不見(jiàn).
精讀不僅要讀懂所給每個(gè)信息的意圖,而且要讀懂整個(gè)題目所考查的意圖;接下來(lái)分析量與量的關(guān)系和據(jù)此選擇對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn).這好比一個(gè)醫(yī)生給病人治病,不僅要對(duì)病情很清楚,而且對(duì)各種藥物的功能和性情非常清晰,還必須對(duì)所用藥物的順序、劑量與病情變化的關(guān)系非常清晰.同樣道理,要解一個(gè)物理題目,不僅對(duì)物理過(guò)程和考查問(wèn)題非常清晰,而且所學(xué)到的各知識(shí)點(diǎn)、規(guī)律的內(nèi)容、條件、結(jié)論非常清晰,還必須對(duì)不同的物理過(guò)程所需物理知識(shí)非常清晰,選準(zhǔn)知識(shí)點(diǎn).
中下生要學(xué)習(xí)物理入門絕非經(jīng)過(guò)一次啟發(fā)、一次引導(dǎo)、一次訓(xùn)練就能解決問(wèn)題的,而是需要一個(gè)長(zhǎng)期地、主動(dòng)地建立形象思維與邏輯思維的融合且突出邏輯思維的物理思維習(xí)慣,來(lái)取代其根深蒂固的、單一的、本能的模仿為主的形象思維;因?yàn)樵械乃季S定勢(shì)太強(qiáng)大,而新的思維習(xí)慣太弱小.盡管已經(jīng)找到了中下生學(xué)習(xí)物理入門的切入點(diǎn),但入門的關(guān)鍵還在于主動(dòng)地堅(jiān)持下來(lái),在切入點(diǎn)上下功夫,在著力點(diǎn)上給力.沒(méi)有任何捷徑可走.教師的引導(dǎo)、啟發(fā)、訓(xùn)練只是外因,只起輔助作用.
綜上所述,中下生學(xué)習(xí)物理的切入點(diǎn)不能僅從學(xué)習(xí)的形式上去找,要從物理思維的本質(zhì)上去找,即主動(dòng)地建立形象思維與邏輯思維融合而偏重于邏輯思維的物理思維習(xí)慣,來(lái)取代其根深蒂固的、單一的、本能的模仿為主的形象思維.堅(jiān)持下來(lái),在切入點(diǎn)上下功夫,在著力點(diǎn)上給力,就能改善中下生學(xué)習(xí)物理入門現(xiàn)狀,從不會(huì)到會(huì)學(xué)物理.
1 張同恂.全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(shū)·物理.北京:人民教育出版社,2006
2 余俊文.物理思維的障礙與對(duì)策.物理通報(bào),2011(1):89