物理思想的特征和分类

1 物理思想的特征和分类物理思想是物理学中常出现的一个概念,然而,对物理思想概念的含义,学者有不同的认识和理解．笔者认为,物理思想应该与具体的物理概念、物理规律、物理方法及物理理论相区别,也应该和一般的哲学思想和科学思想相区别,它是高于概念、规律、方法和理论,而又低于哲学思想和一般科学思想的一种科学认识．在物理科学的发展史上,可以把对物理现象的每一种新的认识看作一种物理思想,而在物理教育中,应该把物理思想理解成是对物理概念、规律、方法甚至理论的进一步的概括．1.1 物理思想的特征⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩概念性规律性物理思想的分类方法性综合性,,,,,,思维创造性:物理思想的形成要经过多次抽象与概括要对物理现象和过程进行创造性的认识．特别是那些重大的物理思想往往要经过几代科学家的思考和创新．就是我们在教学中要使学生形成一些简单的物理思想或领会一些复杂的物理思想也必须有学生自己的深入思考和顿悟．物理思想也不能由公式推导出来只能是创造性思维的结果．内容的科学性:物理思想虽然是思维创造的结果但它是以科学的物理概念、规律、方法、理论特征为依据,,,,,,,⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩并被反复证明具有广泛适应性．物理思想的科学性并不意味着它是绝对的真理而是表明它的形成具有科学的依据．层次性:物理思想有简单与复杂之分这要取决于它所概括的物理内容的深度与广度．另外一种物理思想的形成也有由简单到复杂由不成熟到成熟的过程．观念指导性:物理思想的价值在于它能够从观念上指导人们把物理知识运用于问题的解决以及从观念上指导人们探求新现象创建新理论．⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩思维创造性内容的科学性特征层次性观念指导性1.1.1 思维创造性 物理思想的形成要经过多次抽象与概括,要对物理现象和过程进行创造性的认识．特别是那些重大的物理思想,往往要经过几代科学家的思考和创新．就是我们在教学中要使学生形成一些简单的物理思想或领会一些复杂的物理思想,也必须有学生自己的深入思考和顿悟．物理思想也不能由公式推导出来,只能是创造性思维的结果［2］．1.1.2 内容的科学性 物理思想虽然是思维创造的结果,但它是以科学的物理概念、规律、方法、理论为依据,并被反复证明具有广泛适应性．物理思想的科学性并不意味着它是绝对的真理,而是表明它的形成具有科学的依据．1.1.3 层次性 物理思想有简单与复杂之分,这要取决于它所概括的物理内容的深度与广度．另外,一种物理思想的形成,也有由简单到复杂,由不成熟到成熟的过程．1.1.4 观念指导性 物理思想的价值在于它能够从观念上指导人们把物理知识运用于问题的解决,以及从观念上指导人们探求新现象,创建新理论．,,;,,;;概念性:是对某类物理概念深刻理解进一步概括而形成的认识．如对各种力的深入认识可以概括出力的思想对各种形式的能的深入认识可以概括出场的思想等．规律性:是对某个或某类物理规律的深刻理解进一步概括而形成的认识．如由牛顿第二定律产生力学因果论思想由热力学第二定律产生自然过程不可逆思想由各种守恒定律产生守恒思想等．方法性:是对物理概念、规律形成过程中的思维方法或对物理理论构建方法的进一步概分类,,⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩括而成的认识．如理想化思想、数学表述思想、科学假说思想、公理化思想、实验验证思想等．归纳思想、演绎思想、类比思想等也可归入其中．综合性:是物理理论深刻理解进一步概括而形成的皆具概念性、规律性或方法性的认识．如基元性思想、对称思想、简单性思想、统一性思想，科学审美思想等．综合性物理思想是最高层次的物理思想．1.2 物理思想的分类 按照具体的物理思想所概括内容的特点,可以把物理思想分成概念性物理思想、规律性物理思想、方法性物理思想及综合性物理思想．概念性物理思想是对某类物理概念深刻理解,进一步概括而形成的认识．如对各种力的深入认识,可以概括出力的思想;对各种形式的能的深入认识,可以概括出场的思想等．规律性物理思想是对某个或某类物理规律的深刻理解,进一步概括而形成的认识．如由牛顿第二定律产生力学因果论思想;由热力学第二定律产生自然过程不可逆思想;由各种守恒定律产生守恒思想等． 方法性物理思想是对物理概念、规律形成过程中的思维方法或对物理理论构建方法的进一步概括而成的认识．如理想化思想、数学表述思想、科学假说思想、公理化思想、实验验证思想等等．归纳思想、演绎思想、类比思想等也可归入其中．综合性物理思想是物理理论深刻理解,进一步概括而形成的,皆具概念性、规律性或方法性的认识．如基元性思想、对称思想、简单性思想、统一性思想，科学审美思想等．综合性物理思想是最高层次的物理思想．对物理思想作如上分类,主要是为了在物理教学中,能够把物理思想与物理知识和方法联系起来,使物理思想容易被理解,使物理思想的培养更具体一些.;;;⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩概念性:力的思想场的思想等．规律性:力学因果论思想自然过程不可逆思想守恒思想等．分类方法性:理想化思想、数学表述思想、科学假说思想、公理化思想、实验验证思想等．归纳思想、演绎思想、类比思想等．综合性:基元性思想、对称思想、简单性思想、统一性思想，科学审美思想等．2、物理思想的育人功能物理思想是人类在创立和发展物理科学理论的过程中,对物理知识与方法进行概括而形成的科学认识,并对人们在理论创新和问题解决上具有意识导向作用.2.1 物理思想的思维创造性特征,使它具有启迪智慧、发展创造性思维的功能当我们领略前人的物理思想时,常常会发现,这些思想往往不是公式化的推导得出的,而是经过深刻的思考,进行科学想象和创造而形成的．在学习过程中要形成一种简单的或复杂的物理思想,学习者也必须对某一部分知识或某种方法进行充分的理解,而且必须有自己的想象和创造性的思维．学习和形成物理思想,可以开阔人的思维,培养人的科学创造力．2.2 物理思想的内容科学性特征,使它具有促进受教育者深刻理解并掌握物理知识与方法的功能任何物理思想都以物理知识或方法为基础,物理思想的形成尤其强调对物理知识与方法的反复认识和思考．这个过程并不是知识的简单累积或方法的简单模仿,而是不断深入、细致的理解和概括的过程．学习和形成物理思想,有助于对科学理论的掌握．事实上,形成物理思想是学习物理知识和方法的更高目标［3］．2.3 物理思想的观念指导性,使它具有激发受教育者的理论创新的意识和树立受教育者运用物理知识解决实际问题的观念的功能任何一种成熟的物理思想,均可指导人们认识在物理科学发展过程中不断出现的新课题,或指导人们去解决在生活中遇到的实际物理问题．如,爱因斯坦的相对论正是根源于其科审美思想．另外,在物理科学发展的历史上,新的物理思想的诞生,需要冲破宗教迷信的腐朽观念和某些哲学思想和学术思想的束缚．如,哥白尼的日心说思想,打破了宗教神学的禁锢,为揭示自然界中机械运动的一般规律开辟了新途径;“世纪之交”的量子论思想和相对论思想,改变了人们的机械决定论思想和绝对时空观,开始了物理科学的新时代．物理思想所包含的这种创新精神,使它具有培养受教育者的科学品质的功能［4］．3 物理思想与物理教育3.1 物理思想的形成在物理教育中的可行性及其作用从物理思想的多种育人功能,可见,在物理教育中重视学生的物理思想的形成是很有必要的,不仅要把那些综合性物理思想看作是真正的物理思想,同时,在物理教育中,凡是对物理概念、规律、方法、理论进行充分思考所产生的超越教材中的有关定义和表述的更概括的认识就是物理思想．再者,物理思想具有层次性,有简单的物理思想,有复杂的物理思想,不管是简单还是复杂,它的形成总有个渐进的过程．综合性物理思想也必然是各种简单的物理思想逐步综合、概括而成的,尤其是它的创造性是由许许多多简单的创造而逐步养成的．其作用主要在于,培养学生的创造意识和勇气,发展学生的创造思维能力,促进学生的物理科学理论的学习和运用．3.2 在物理教育中进行物理思想培养的设想在物理教育中进行物理思想培养,会涉及到许多方面,如教育观念、课程与教材等．在此仅从物理课堂教学角度,谈几点设想．3.2.1 物理思想培养首先要求教师自身具备较高的专业素质物理思想培养是比知识教育和能力教育更高层次的物理教育,它以培养学生的创造性思维和创造精神与意识为目的,因此,要求教师有较高的物理专业知识水平和课堂教学艺术．教师要有能力挖掘教材中的物理思想培养因素,并能以适当的方法启发学生的创造性思维．3.2.2 物理思想培养要抓住创造性思维这个关键在物理教学中存在这样一个问题:为强调物理概念、规律、理论的科学性,从教材的描述到教师的讲授,普遍把它们视为逻辑推理的必然如此的结论,很少强调其中的主观创造成分．事实上,物理概念、规律、理论更多的正是创造,那些对客观物理现象的唯象的描述规律并不是物理科学理论的精华．物理教学回避了直觉、猜想、假设,于是就失去了创造，进行物理思想培养,必须先解决这些问题．我们应该让学生知道,物理科学并不是只从现象往上推的,还可以是从某种观念往下推的,只要其推论能解释有关问题．教师可以尝试让学生就某一问题的解释依据自己的某种观念进行构想,以开阔其思维,发展其创造力．3.2.3 物理思想培养要从“双基”入手,循序渐进,逐步发展物理思想不能脱离物理知识、技能、方法而存在,因此也依赖“双基”教学．学习和形成物理思想,还要先从简单入手,如从初步的物理观察、测量思想,到力的思想、能量的思想、场的思想;从初步的物质守恒、运动守恒、能量守恒思想,到概括的守恒思想等等.3.2.4 物理思想培养要结合物理学史,结合历代物理学家的科学活动来进行让学生了解重大物理思想的演变过程和物理学家在物理思想认识上的突破或失败的经历,对他们学习和运用物理思想具有极大的启迪作用,也有助于其创造精神的培养知识梳理运动是物体的属性，并不是由于力的作用而产生的。

力不是物体运动的原因，力是使物体运动状态改变的原因。

物体的运动形式由两个因素决定：物体的速度和物体受到的合外力。

1．几种常见运动形式中的运动与力的关系(1)若物体所受到的合外力为零，则物体运动状态将保持不变，即物体保持静止或作匀速直线运动。

反过来，若物体处于匀速运动或保持静止时，其受到的合外力一定为零。

(2)当物体运动速度方向与合外力方向共线时，物体作直线运动。

若速度方向与合外力方向相同，则物体作加速直线运动；若速度方向与合外力方向相反，则物体作减速直线运动。

2．加速度与合外力间的关系、速度与加速度(合外力)间的关系(1)由牛顿第二定律可知，加速度方向总与合外力方向相同、加速度大小与合外力大小成正比。

它们间存在因果关系、矢量关系、同时关系、对应关系等多角度的联系。

(2)速度是描述物体运动快慢的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量，即加速度是速度对时间的变化率。