樊彬彬

摘 要：物理是一门与日常生活息息相关的学科，学生从中学开始接触物理学科直到大学。但是大学物理与中学物理的学习存在很大不同，许多学生都不能很顺利地学好大学物理，这主要是由于物理思维方式独特，个体之间存在差异。当学生习惯了中学物理的思维方式以后，如何在学习大学物理的过程中培养学生的物理思维是大学物理课程中很重要的一个方面。本文就从课堂讨论出发，结合实例谈谈培养学生大学物理思维需要注意的几个方面。

上新学期大学物理第一节课的时候，我向学生提出一个问题：为什么不同高度的汽车，它的车前窗玻璃的倾斜度不同？比如小轿车的车窗玻璃倾斜度很大，而卡车和公交车这类车的车窗玻璃几乎和地面是垂直的。学生听到这个问题，最直接的反应就是认为这样可以减少阻力，或者是增加室内空间，等等。

我听后并没有对学生的回答做出评判，而是继续提示学生这是一道物理题，并且这个知识点又是学生已经在中学时候学过的。这个时候，班里的学生议论纷纷，但仍得不出正确结论。

这时，我再给学生提示：提到车窗，它跟物理知识中的哪部分知识相关？当然是光学。光学很重要的一个知识点就是成像。提示到这里，有的学生已经说出正确答案了：不同倾斜度的车窗玻璃，使地面上的人和物体所成的像不会影响到司机的视线。这个时候学生才恍然大悟。

从上文中的问题不难看出，大学生在刚接触大学物理时，思考问题时沿用的仍然是中学物理思维。碰到一个问题，总想直接得到答案，或者是直接采用计算的方法，而往往忽略了对问题的分析过程。这样反而使本来很简单的一个问题变得很复杂。对一些大学生来说，他们缺乏的就是物理思维：物理学中的科学思维。

卓越的思维能力作为创新人才的重要特征，处于人的智能结构的核心地位。因此培养学生的思维能力、完善学生的思维品质始终是物理教育中落实素质教育的最重要的任务之一。

中学阶段，由于面临升学压力，学生以做题为主，每天的任务就是通过大量习题练习掌握知识点，熟练掌握每个公式和定理，着眼于掌握传授的已有知识，并不会花更多心思去思考其中的科学联系。

而大学物理教学过程中，则更多的是将物理与现代科学、前沿技术以及生活实例结合在一起，要求学生学会用科学的思维去思考物理问题。

如何行之有效地培养学生的物理思维是摆在所有大学物理教师面前的一道难题。[1]

一、分析实例，培养学生掌握物理思维的过程

物理思维即物理学中的科学思维，物是物质；理是道理，即规律和本质。物理学是研究物质运动规律、物质的基本结构及相互作用的一门学科，它的研究对象具有客观性，不以人的意志而转移。[2]

所谓物理思维，首先是对客观现象或是实验现象的直观认识，然后透过现象分析原理，对现象和实验进行再认识，从而把感性认识上升到理性认识，揭露和还原事物的本质。从而形成正确的理论认知。

要在平时的讲解过程中引导学生掌握物理思维的过程，即提出问题—观察和实验—捕获信息—立论解释。

比如在学了静电感应以后，提问关于避雷针的原理。首先提出上述问题，其次通过实验观察静电感应现象，通过实验，学生观察到，当产生静电感应现象时，如果导体上某处的曲率半径很小，那么在该处就会聚集大量的感应电荷，达到一定程度的时候就会击穿空气，使空气电离，变成导体。

根据实验得到的上述信息去分析避雷针的原理就是一个很简单的问题：当带电云层靠近建筑物的时候，感应电荷主要集中于避雷针上。达到一定程度的时候，避雷针和带电云层中间的空气被击穿，空气被电离变为导体，带电云层中的大量电荷就通过避雷针而被导入地下，从而保护建筑物的安全。

在解决问题的过程中，要有意识地引导学生养成这样一个思维习惯：学会通过已有的知识和实验来分析同类物理现象，而不再是拿到一个问题就凭直觉来判断；或者解决一个问题只是会这一个问题而已，要做到能融会贯通，从而走出应试教育的误区。

二、因材施教，找到合适的切入点

由于大学物理是基础课，每学期所带班级的专业不同，那么在引导学生分析问题的过程中就要做到因材施教，根据学生不同的专业背景，结合学生的专业课来举例和实验。

比如，面对工科学生和农科学生时就要选择不同的模型。农科专业学生学习物理时，热学中会涉及干热风等影响到小麦种植的因素，由此知识点出发，引导学生建立大气隔热模型，分析干热风产生的原因，以及如何有效利用干热风等问题。这个问题就同时涉及物理和气象学知识，而气象学恰恰也是学生的专业课之一。

通过对这个问题的讲解，一方面，使学生对物理和自己所学专业之间的紧密关系有新的认识，以加深学生对专业课知识和物理知识的理解；另一方面，这本身又是生活中常见的现象，可增强学生的物理学习兴趣，有助于培养学生的物理思维。

三、理论联系实际，培养思维的独创性

思维的独创性表现为思路开阔、灵活、新奇、独特，有丰富的想象力，善于联想，长于类比；在心理上还表现为有强烈的创造愿望。[3]

关注当前的前沿科技是激发创造力的一个有效途径，比如关注每年的诺贝尔物理奖获得者的最新成果以及最新的一些科学动态等。

学生都知道物质由分子原子组成，而有没有更小的粒子呢？有的学生知道夸克，有的则答不上来。事实上，比分子原子更小的粒子还有很多，其中希格斯-玻色子，它被认为是质量的起源和物质的最小单位，由此使物理学进入了一个新的时代，解决了物理学一个最本质的问题。而这也正是欧洲大型强子对撞机上演微缩版的“宇宙大爆炸”这个规模最大的科学计划的本意。

通过讲解该计划的目的和让学生自己查找资料，能使学生对宇宙起源和我们所处的物质世界有新的认识。同时，还要引导学生关注每年的诺贝尔获奖者所做的研究及其意义，对最前沿的技术有所了解。

另一方面，要引导学生将所学的知识运用于实际生活中，而不只是局限于课本上。用物理原理来分析解决实际问题，才能够让学生培养真正的物理思维。

比如影视剧中常提到的隐形问题，而中学物理中其实就提到了光的直线传播以及光路是可逆的等理论，由此可得出结论：隐形即意味着“失明”。也就是说当别人看不到你的时候，其实他是看不到光线，从而使学生对光学有更直观的认识。

又如太阳光下我们看到的彩色肥皂泡和油污表面的彩色条纹涉及光的本质，即光的波粒二象性。而对学生经常玩的荧光棒以及常见的霓虹灯发光机理的分析，能使学生更清楚了解发光机理的分类。[4]

四、加强课堂讨论，培养思维的敏捷性和灵活性

很多时候，由于年龄和阅历的原因，很多学生往往有很重的是非观，并且很容易受到他人想法的左右，对事物现象的认识往往停留在表面而忽略其本质和内在联系。为此，作为物理教师，要在课堂上引导学生学会透过现象看本质，可以在课堂上设置一些社会热点事件的讨论。通过课堂上同学之间对一些社会事件的讨论，听取其他人的看法，吸收更多的见解，能够改变学生传统的思维模式，逐渐形成发散思维。

对待同一事件从不同的角度，追根溯源，寻求本质和解决问题的方法。比如曾引起广泛争议的“扶老人”事件。引导学生分别从求救人者、撞人者和老人的角度出发，分析各方做法的原因。通过这个讨论，学生对相关事件的认识都有了根本性的变化，看待问题不再是片面的、孤立的，而是会从多角度和立体去看待问题，克服心理定势，而不再是本能地从最直观的角度，或者是单纯用对或错来思考问题。[5]

通过这样类似的训练和培养，学生在考虑物理问题时才能学会从多角度看待客观事物和了解实验现象，才更有可能发现事物的本质和内在联系，才能在生活和科研中运用物理原理，以解决实际问题。

五、把握实质，将新问题变成老问题

培养学生的物理思维，很重要的一个方面就是要让学生在分析问题、解决问题的时候，要善于抓住问题的本质，将看似未知的物理知识和已知的物理知识相结合，找到解决问题的方法。在学习大学物理的过程中，很多学生反映知识点太碎太多，这就是学生没有找到这些知识点之间的内在联系。

教师需要培养学生在学习和实际生活中归纳和总结问题的能力，找出问题的本质所在，然后根据已有的知识进行推理，对实验现象和生活现象进行科学归纳和总结，从而得出正确的结论。即把握问题实质，将新问题变成老问题。

比如现在我们经常看到的很多办公室用的玻璃都是从外面看不到里面，但从里面可以看到外面；与此相类似的就是电视电影中经常看到的审讯室从里面看不到外面，但从外面可以看到里面。那么实际上这两种情况的原理都是一样的，即光学部分提到的增反膜和增透膜的原理。

六、结语

物理思维是在研究和解决物理问题以及学习物理知识的过程中逐步形成和得到发展的，并在这个过程中表现出来，直接影响工作学习效率。大学物理作为一门基础课程，对学生的综合素质和思维方式的培养有很大影响。在学习和生活中，引导和培养学生的物理思维，不仅对学生现在的学习有所帮助，更能够帮助学生走向社会以后，在工作和生活中有效地解决实际问题，形成自己的独特见解。

参考文献：

[1]王小萍，韩 宁，杜宏义.物理教学中应用问题解决提高学生物理思维能力的研究[J].北京教育教学研究，2008，（6）：31-33.

[2]王持坤.提高物理思维有效性的方法研究[J].甘肃科技纵横，2008， （4）.

[3]陆桂凤.系统科学与物理思维创造力的培养[J].南宁师范高等专科学校学报，2008，25（3）：128-129.

[4]王 莉，樊柏村，杨 艳.浅谈在大学物理教学中培养学生的物理思维——以光的干涉和衍射为例[J].牡丹江师范学院学报（自然科学版），2008，（4）：69-70.

[5]王福新，李 红.论物理思维的基本方法培养[J].河南教育学院学报（自然科学版），2007，16（2）：71-74.