孫立軍

物理學(xué)的研究，無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，與一般的思維過程相比較，在共性之中，物理學(xué)科的思維又有其個(gè)性。對這種個(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，是對復(fù)雜事物的合理的簡化。而抽象概括和簡化的過程，也正是人腦對事物的思維加工過程。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，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.多級性

任何一門學(xué)科，其內(nèi)容都不會是孤立的存在，不可避免地會與其他學(xué)科有或多或少的聯(lián)系。在本學(xué)科內(nèi)，一個(gè)物理問題的提出、解決，其后所牽涉到的問題，可能有許多個(gè)環(huán)節(jié)，問題的解決所經(jīng)歷的思維過程，往往需要分作幾個(gè)過程、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)，逐級上升。本文謂此特點(diǎn)為物理思維的多級性。

一般說，物理思維的多級性，亦包括了模型的轉(zhuǎn)換。無疑，這種思維的多級性，要求更高的思維能力，這是對于思維能力培養(yǎng)的一次推進(jìn)。而對于步入新階段學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，是一個(gè)新的水平，也是對思維惰性的一個(gè)沖擊。從開設(shè)物理課開始，便須注意不斷地引導(dǎo)并培植學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題、解決新問題的敏銳能力，鼓勵(lì)學(xué)生勤于鉆研、深于追究的思維品質(zhì)。

3.多向性

許多物理問題的解決，并不只有一種辦法。同一個(gè)問題，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。而解決這類問題所需要的思維過程，須是開放性的。即依據(jù)一定的知識或事實(shí)，靈活而全面地尋求對問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)、呆板或帶有偏見的思維方式中解脫出來，把思維從曾經(jīng)歷過的路上轉(zhuǎn)移開來，以探求新的解決辦法，又能從不同的角度、方向、方面去思考問題，用多種方法去解決問題。

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?，也可以用公式表示，還可以借助于畫圖像。有些問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，都是一種語言，同樣是一種思維。

這種表述的多樣性，在解決問題的過程中，要求首先對思維的方法要加以選擇、優(yōu)化。選擇和優(yōu)化是對思維的批判性品質(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，學(xué)會并掌握物理語言，準(zhǔn)確地運(yùn)用適當(dāng)?shù)恼Z言思考、論述物理問題的習(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，改變語言表達(dá)方式，以更簡捷、有效的方式進(jìn)行分析、綜合。研究對象的轉(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，需要有意識地培植這種品質(zhì)。

6.假設(shè)與驗(yàn)證

為著解決某一問題的思維，所必須經(jīng)歷的步驟，一般說有如下四步，即發(fā)現(xiàn)問題、認(rèn)清問題、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)識深化的過程。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，即知覺的方法。但無論以怎樣的方法來作驗(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，都是簡化復(fù)雜問題的方法。把復(fù)雜的對象等效作一個(gè)模型，以便能夠應(yīng)用已有的知識去處理。這種等效處理的方法本身，就是一種思維。

8.實(shí)踐性

物理知識的另一個(gè)特點(diǎn)是它與實(shí)踐的緊密聯(lián)系。許多知識是實(shí)踐觀察的總結(jié)。

就其來源于實(shí)踐而又應(yīng)用于技術(shù)這一點(diǎn)講，物理知識是非常具體的、通俗的。而就其概括實(shí)踐來講，無論是初級經(jīng)驗(yàn)的概括，還是高級科學(xué)的概括，它又是那么抽象，既具體又抽象的特點(diǎn)，要求解決物理問題的思維，必須具有相應(yīng)的特點(diǎn)。

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)。