论物理教学对学生思维发展的促进作用

在此基础上，把测定重力加速度g的实验改为探索自由落体运动的探索性实验。在教学中指导学生测量下落高度h和时间t，并对测量数据进行比较分析，从而验证下落高度h与下落时间t的平方成正比关系，推导出自由落体的运动公式，并计算出重力加速度的值。

从以上教学过程可以看出，这种做法不同于行为主义认知观念。在教学中将学生不是视作为被动的知识接受器，而是视作为积极的信息加工者。在第二教案的设计中，不只是强调学习的结果，而是强调学习的过程，使学生在掌握物理的基本规律的同时，还能掌握学习物理的基本方法。在第二教案的设计中，可以看到这样一些特征：

(1)强调学习过程。教师在实施教学活动时，设法形成一种学生能独立探究的情境，并不是提供现成的知识，通过这样的教学活动，学生不再是被动的、消极的知识接受者，而是主动的、积极的知识探究者。

（2）注重“直觉思维”的培养。教师在教学中，不是用指示性的语言或结论灌输知识，而是利用实验现象、生活经验等直觉映象，激发学生的思维，形成丰富的想象，促使学生运用已有知识，在解决问题中，发现探究事物的方法，并形成对规律的新认识。如在学生获得自由落体运动的速度随时间或高度的增加而增加的定性认识时，鼓励学生提出速度与时间或高度的定量关系的各项假设，并要求学生提供验证假设的方法。这种跃进的，走捷径的思维方式，在科学发现活动中是极为重要的，这种思维能力的培养在第一种教案中是无法做到的。

（3）强调学生的内在学习意愿的激发。在第二教案中，不仅利用物理学科自身的风采，激发学生的学习兴趣，而且利用学生对探索的欲望和成功的体验来激发学生的学习兴趣。例如，当有学生提出直接测量速度来验证自己的假设，而因速度无法直接测量遭到否定时，学生不仅对自己的能力提出挑战，而且，学生与学生之间也将形成竞争。学生在这种情况下，会自觉投入到寻找新的验证方法的探索之中去。

在实践中，我发现第一教案和第二教案的效果是不同的。例如在课程的最后，同时让学生解一有关“自由落体运动”的题目，学生体现出了不同的思维热情和认知水平。题目是这样的：已知落体在最后一秒内下落的高度，求物体开始下落时的高度。接受第一教案的学生，大多只能按类似的例题解法解决问题。而接受第二教案的学生，虽然没有直接获得例题的启示，但在解题时却充分体现创造思维，学生的解法出人意料的丰富多彩。有的同学利用最后一秒内的平均速度求全程高度，也有同学利用两阶段自由落体运动求解，还有学生利用初速为零匀加速直线运动的位移与时间平方成正比的关系求解。究其原因，我认为这主要是一方面学生能自觉将匀变速直线运动规律迁移到“自由落体运动”中，另一方面是学生的创造性得到了充分的激发。

从以上的事实可以看出，当我们的教学设计具备第二教案中所具备的三个特征时，教学有助于学生的思维发展。为此我认为，在物理规律的课堂教学设计中，不能单纯强调知识内容的多少，而应该注重教学过程的设计是否符合学生的认知心理，是否使教学过程涵盖知识领域、操作领域、情感领域等多方面的内容，超越学科知识本身，使学生在参与教学活动的同时，融入到学科的体系中去，领会学科体系内在的巨大的文化内涵。

高中物理所涉及的许多内容可使我们依照学生认知心理规律，设计出有利于学生思维发展的教学方案。例如，根据皮亚杰的“平衡”理论，我们可以设计出许多促进学生思维的教学方法。当代心理学家皮亚杰指出：促进儿童思维结构的不断变化和发展，其主要原因是“平衡”。所谓“平衡”就是指不断成熟的内部组织和外部环境的相互助作用，是一种动态平衡。个体通过“同化”和“顺应”这两种形式来达到机体与环境的平衡。平衡——不平衡——平衡——的动态过程，推动着学生思维结构的不断变化和发展。如在高中教材中有一节关于“力的合成”的教学内容。学生根据自己的经验，以及初中学生获得的知识，在大脑中存有一种“图式”。即在同一直线上的两个共点力，方向相同时合力F=F1+F2，方向相反时合力F=F1—F2。学生在一定认知水平上会认为这是适用于求任何两个共点力的合力的方法。当教师提出不在一直线上而是互成角度的两个F1和F2，其合力F的大小是多大的问题时，学生往往会试图把这一问题“同化”到已有的“图式”之中，即认为F=F1+F2。当教师通过实验演示，指出这个结论是错误的，即F=F1+F2，这时，学生原有的“平衡”被打破，这时就需要修正原有“图式”。建立新的“图式”，以此达到新的平衡。这个过程就是“顺应”的过程。在学生“顺应”过程中，如果教师能结合物理方法（如：等效替代，矢量图示等）进行一些“策略性知识”的传授，必将有利于学生掌握物理思想方法，丰富学生的思维方法，促进学生科学思维能力的发展。

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