[摘要]：在物理規(guī)律教學中可以通過以下途徑培養(yǎng)學生的思維能力：讓學生獲得足夠的感性認識、掌握恰當?shù)乃季S方法、排除思維障礙和提高理解應用能力。

　　[關鍵詞]：物理規(guī)律；思維能力；學生

　　物理規(guī)律(包括定律、定理、原理、法則、公式等)反映了物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律，反映了物質(zhì)運動變化的各個因素之間的本質(zhì)聯(lián)系，揭示了物理事物本質(zhì)屬性之間的內(nèi)在聯(lián)系，是物理學科結構的核心。物理規(guī)律的教學既是物理知識教學的核心內(nèi)容，同時也是物理思維能力培養(yǎng)的重要途徑。本文介紹物理規(guī)律的教學過程中思維能力的培養(yǎng)。

　　一、獲得足夠的感性認識

　　物理規(guī)律具有三個顯著特點：第一，物理規(guī)律是觀察、實驗、思維相結合的產(chǎn)物；第二，物理規(guī)律反映了有關物理概念之間的必然聯(lián)系。任何物理規(guī)律，都是由一些概念組成的，通過語言邏輯或數(shù)學邏輯表達概念之間的聯(lián)系和關系；第三，任何物理規(guī)律具有近似性和局限性。反映物理現(xiàn)象和物理過程的發(fā)生、發(fā)展和變化的物理規(guī)律，只能在一定的精度范圍內(nèi)足夠真實但又是近似地反映客觀世界。物理規(guī)律不僅具有近似性，而且由于物理規(guī)律總是在一定范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，或在一定的條件下推理得到的，并在有限領域內(nèi)檢驗的，所以，物理規(guī)律還具有局限性。也就是說，物理規(guī)律總有它的適用范圍和成立條件。由此可見，作為近似反映物理對象、物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化規(guī)律的物理規(guī)律的建立，離不開觀察實驗和數(shù)學推理，也離不開物理思維，是三者相結合的產(chǎn)物。豐富的感性認識是建立物理規(guī)律的基礎。

　　學習物理規(guī)律是對已有的物理規(guī)律的一個有組織的學習過程，它雖不像物理史上建立物理規(guī)律那樣曲折漫長，但也是極其復雜的，需要在一定的背景知識指導下，對感性認識進行思維加工。獲得足夠的感性認識是學習物理規(guī)律的基礎，也是在物理規(guī)律教學中培養(yǎng)學生思維能力的基礎。在物理教學中，教師要指導學生通過觀察實驗，分析學生生活中熟知的典型事例，或從對學生已有知識的邏輯展開中提出問題，激發(fā)學習興趣，創(chuàng)造便于探索規(guī)律的良好的環(huán)境，提供探索物理規(guī)律所必須的感性材料，提供進一步思考問題的線索和依據(jù)，為研究物理規(guī)律提供必要的感性認識。

　　二、掌握建立規(guī)律的思維方法

　　在獲得足夠的感性認識的基礎上，教師要指導學生探索物理規(guī)律，根據(jù)建立物理規(guī)律的思維過程和學生的認知特點，選擇適當?shù)耐緩剑瑢Ω行圆牧线M行思維加工，認識研究對象、現(xiàn)象之間的本質(zhì)的、必然的聯(lián)系，概括出物理規(guī)律。這是在物理規(guī)律教學中培養(yǎng)學生思維能力的關鍵。中學生在建立物理規(guī)律時，常用的思維方法有四種：

　　第一，實驗歸納。實驗歸納即直接從觀察實驗結果中分析、歸納、概括而總結出物理規(guī)律的方法。具體的做法有：第一，由對日常生活經(jīng)驗或實驗現(xiàn)象的分析歸納得出結論。如掌握蒸發(fā)快慢的條件、電磁感應定律等；第二，由大量的實驗數(shù)據(jù)，經(jīng)歸納和必要的數(shù)學處理得出結論。如掌握力矩的平衡條件、胡克定律、光的反射定律、氣體的實驗定律等；第三，先從實驗現(xiàn)象或對事例的分析中得出定性結論，再進一步通過實驗尋求嚴格的定量關系，得出定量的結論，如掌握液體內(nèi)部的壓強、牛頓第三定律、光的折射定律等；第四，在通過實驗研究幾個量的關系時，先分別固定某些量，研究其中兩個量的關系；然后加以綜合，得出幾個量的關系。如掌握歐姆定律、牛頓第二定律、焦耳定律等等；第五，限于條件，無法直接做實驗時，可通過分析前人的實驗結果，歸納出結論。例如掌握光電效應公式。

　　第二，理論分析。理論分析就是利用已有的物理概念和物理規(guī)律，通過物理思維或數(shù)學推理，得出新的物理規(guī)律的方法。常見的有理論歸納和理論演繹兩種。理論歸納就是利用已有的物理概念和物理規(guī)律，經(jīng)歸納推理，得出更普遍的物理規(guī)律的思維方法。例如，能的轉化和守恒定律的學習和掌握，就可利用理論歸納的方法。能的轉化和守恒定律是在科學各分支學科長期發(fā)展的基礎上，經(jīng)許多人系統(tǒng)的研究和總結后，于19世紀中期形成的自然界的一條基本規(guī)律。學習和掌握這一規(guī)律不可能由某一實驗歸納來完成，可以根據(jù)科學史上建立這一規(guī)律的過程，對有關規(guī)律進行歸納而得到。19世紀中期以前，在力學方面，建立了動能、勢能、機械能等概念和機械能守恒定律：在熱學方面，人們建立了熱量的概念，并廣泛研究了熱與機械功的相互轉化問題，得到熱力學第一定律；在電學方面，英國物理學家焦耳對電流熱效應進行了定量的研究，建立了焦耳定律；化學反應中建立了能量守恒。學生可以對所學的這些實驗規(guī)律進行歸納總結，從而掌握能的轉化和守恒定律；理論演繹就是利用較一般的物理規(guī)律，經(jīng)演繹推理，推導出特殊的物理規(guī)律的思維方法。例如，在學習了能的轉化和守恒定律后，可以推斷出判定感應電流方向的規(guī)律——楞次定律。又如，學習理想氣體實驗定律，既可用實驗歸納法，也可以用理論演繹法，從理想氣體狀態(tài)方程演繹出玻意耳定律、蓋·呂薩克定律和查理定律。若將實驗歸納和理論演繹結合起來，有助于理想氣體實驗定律的理解。

　　第三，類比。類比是根據(jù)兩個(或兩類)對象在某些屬性上相似而推出它們在另一屬性上也可能相似的一種推理形式。其具體過程是：通過對兩個不同的對象進行比較，找出它們的相似點，然后以此為依據(jù)，把其中某一對象的有關知識或結論推移到另一對象中去。類比方法在物理學中獲得了廣泛的運用。首先，類比是提出物理假說的重要途徑；其次，在物理學研究中廣泛運用著的模型化方法，實質(zhì)上包含著類比方法的.應用。學生在學習物理規(guī)律時，可以遵循建立物理規(guī)律的程序和原則，通過類比的思維方法，加深對物理規(guī)律的理解，同時提高思維能力。

　　第四，臻美。所謂臻美的方法，就是在研究物理問題的過程中，按照美學規(guī)律，對尚不完美的東西進行加工、修改以致重組的思維方法。美是在審美主體與審美客體統(tǒng)一的審美活動中，能滿足主體需要的并合乎客觀規(guī)律的可感形象。物理學中蘊含著美的本質(zhì)，本質(zhì)要通過形式來反映。雖然物理的研究范圍極為廣泛，物理規(guī)律極為復雜，但物理家們普遍認為，物理學中蘊含的形式美主要有：“對稱、簡潔、和諧、多樣統(tǒng)一”。利用臻美的思維方法，通過對美的追求提出假說，然后利用實驗直接或間接驗證，從而建立物理規(guī)律，是物理規(guī)律建立的一種重要的方法。學生在學習某些物理規(guī)律時，要掌握這一思維方法。

　　當然，在帶領學生探索和研究具體的物理規(guī)律時，不一定要按照歷史上建立物理規(guī)律的過程來進行，教師可以根據(jù)教學要求、學生的年齡特征、知識基礎、能力水平、學校情況、教學內(nèi)容、自身特點等來確定用什么方法。