第一章
第一章 中學(xué)物理教學(xué)的目的和任務(wù)
中學(xué)物理教學(xué)的目的和任務(wù)，不是任何人可以主觀任意地確定的．就實(shí)質(zhì)而言，首先是由社會存在或者說社會經(jīng)濟(jì)、政治的發(fā)展要求（主要是社會生產(chǎn)力水平和生產(chǎn)關(guān)系狀況）決定的．不同的社會發(fā)展階段，不同的時(shí)代，對教育就提出不同的要求．就我國而言，它是根據(jù)黨的教育方針、中學(xué)教育的性質(zhì)和任務(wù)、物理學(xué)科的特點(diǎn)及其在學(xué)校整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用、學(xué)生的年齡特征等因素來確定的．
中學(xué)物理教學(xué)目的，反映了黨和國家對中學(xué)物理教學(xué)的要求，它是中學(xué)物理全部教學(xué)工作的指南．無論是對教學(xué)大綱的理解，教學(xué)內(nèi)容的確定，教學(xué)原則的掌握，教學(xué)方法的選擇，還是教學(xué)過程中教學(xué)環(huán)節(jié)的運(yùn)用等，都必須以教學(xué)目的為準(zhǔn)則．同時(shí)，它也是檢查和評價(jià)物理教學(xué)質(zhì)量高低的依據(jù)．
因此，全面、正確、深刻地理解中學(xué)物理教學(xué)的目的和任務(wù)，并經(jīng)常以它為指導(dǎo)來進(jìn)行和檢查自己的日常教學(xué)工作，不僅為提高當(dāng)前物理教學(xué)質(zhì)量所必需，也是深化物理教學(xué)改革所要求的．
本章從中學(xué)教育的目的和任務(wù)開始，由培養(yǎng)全面發(fā)展的人和提高全民族的素質(zhì)出發(fā)，討論中學(xué)物理教學(xué)在知識、能力、思想品德等方面的任務(wù)，也從理論上作初步的闡釋．
§1.1 中學(xué)教育的性質(zhì)和任務(wù)
教育的基本職能是培養(yǎng)人．人的發(fā)展離不開社會，而社會的進(jìn)步又要通過人的發(fā)展來實(shí)現(xiàn)．在人與社會的關(guān)系中，就人作為有生命的實(shí)體來說，他要求社會滿足他生活和自身發(fā)展的需要，包括物質(zhì)需要和精神需要，社會應(yīng)當(dāng)為人的發(fā)展創(chuàng)造各種條件；就人作為社會成員來說，又要求每個(gè)人要為社會的發(fā)展作出貢獻(xiàn)，要為社會、為人類服務(wù)．因此，我們?yōu)榱伺囵B(yǎng)新的一代人，既要?jiǎng)?chuàng)設(shè)條件使其具有為了適應(yīng)現(xiàn)代生活、工作所需的科學(xué)文化知識，不斷追求新知、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，又要使其具有熱愛社會主義祖國和社會主義事業(yè)，為國家富強(qiáng)和人民富裕而艱苦奮斗的獻(xiàn)身精神．一句話，社會主義教育應(yīng)以培養(yǎng)全面發(fā)展的人為目的．
中學(xué)教育包括初級中學(xué)教育和高級中學(xué)教育．初級中學(xué)教育是普通教育中的義務(wù)教育階段，是每個(gè)適齡少年必須接受的培養(yǎng)基本素質(zhì)的教育；高級中學(xué)教育是經(jīng)過初級中學(xué)分流后進(jìn)一步打好基礎(chǔ)的普通教育，在全面提高素質(zhì)的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生的健康個(gè)性和特長．總之，中學(xué)教育是基礎(chǔ)教育，其任務(wù)是為提高全民族的素質(zhì)，培養(yǎng)有理想、有道德、有文化、有紀(jì)律的社會主義公民，并為培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的現(xiàn)代化建設(shè)需要的各級各類人才奠定基礎(chǔ)．其中關(guān)鍵是以提高全民族的素質(zhì)為目的，以培養(yǎng)全面發(fā)展的人為根本任務(wù)．這兩個(gè)方面是相互聯(lián)系、相互依存的．只有全民族的素質(zhì)提高了，才有可能使整個(gè)社會面貌、社會風(fēng)氣煥然一新，才有可能使我國老一輩革命家開創(chuàng)的社會主義事業(yè)向著共產(chǎn)主義的方向衍演繁榮地發(fā)展，為每個(gè)人的全面發(fā)展鋪平道路．反過來說，只有每個(gè)人積極投入社會主義現(xiàn)代化建設(shè)大業(yè)，又具有全面發(fā)展的才能并能充分施展，全民族的素質(zhì)才能逐步提高；沒有個(gè)人的全面發(fā)展和一系列切實(shí)提高的措施，全民族素質(zhì)的提高就是一句空話．這正說明了教育特別是基礎(chǔ)教育的重要性：要為全民族素質(zhì)的提高創(chuàng)造社會條件，否則個(gè)人的努力就缺乏保證，教師水平、教學(xué)過程與教材的質(zhì)量也難以一代一代地穩(wěn)步提高．總之，個(gè)人的全面發(fā)展和全民族素質(zhì)的提高，是互為因果互為條件的兩個(gè)方面．這里的“全”，既是指教育的目的是使受教育者在各方面得到主動的、生動活潑的發(fā)展，又是指教育的對象要面對全體學(xué)生，使全體學(xué)生都能得到全面發(fā)展．只有這樣，才能導(dǎo)致全民族素質(zhì)的提高．一句話，學(xué)生個(gè)體的全面發(fā)展是提高全民族素質(zhì)的基礎(chǔ)，而提高全民族素質(zhì)又是學(xué)生全面發(fā)展的條件和歸宿．只有著眼于提高全民族素質(zhì)這一根本目的，才有可能制定出一整套培養(yǎng)全面發(fā)展的人的有力措施．
素質(zhì)，是有機(jī)體具有的生理特點(diǎn)，主要是感覺器官和神經(jīng)系統(tǒng)方面的特點(diǎn)，是能力發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，也是在學(xué)習(xí)和社會實(shí)踐中逐漸發(fā)育和成熟起來的．某些素質(zhì)上的缺陷，可以通過學(xué)習(xí)和實(shí)踐獲得不同程度的彌補(bǔ)．
人的素質(zhì)是歷史的產(chǎn)物，又給歷史以巨大影響．全民族的素質(zhì)不單單是全體公民素質(zhì)的簡單總和，它是社會的物質(zhì)文明和精神文明、民族昨天的歷史和今天的面貌、經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會生活各方面的綜合反映，對每個(gè)人的成長和發(fā)展起著重大的影響．提高全民族素質(zhì)，分為提高整個(gè)民族的思想道德素質(zhì)、科學(xué)文化素質(zhì)、身體心理素質(zhì)和勞動技能素質(zhì)四個(gè)方面：
1．思想道德素質(zhì)
思想道德素質(zhì)主要體現(xiàn)在具有愛國主義、集體主義思想，樹立道德觀念，分辨是非、善惡和美丑，養(yǎng)成實(shí)事求是，言行一致，愛人民、愛科學(xué)，勇于獻(xiàn)身，奮力開拓的行為和習(xí)慣，其核心是有民族自尊心，有社會責(zé)任感，熱愛中國共產(chǎn)黨、熱愛社會主義祖國，能自覺地樹立為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)而努力奮斗的志向．
2．科學(xué)文化素質(zhì)
科學(xué)文化素質(zhì)不僅體現(xiàn)在了解和掌握知識的多少和水平上，而且體現(xiàn)在科學(xué)的求實(shí)精神、運(yùn)用和探索知識的能力，以及現(xiàn)代社會物質(zhì)與精神生活所必需的一般文化知識與修養(yǎng)上．例如，在觀察事物、現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)事實(shí)時(shí)，能夠找出其特征，了解它出現(xiàn)的條件，在一些典型情境中，能分析、概括出共性的東西，從而了解知識的內(nèi)容，認(rèn)識其本質(zhì)，甚至對新的情境能進(jìn)行分析、整理，作出判斷和推理等等．
3．身體心理素質(zhì)
身體心理素質(zhì)主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：
（1）身體形態(tài)發(fā)育水平．主要指發(fā)育是否正常，體型是否勻稱，姿勢是否正確．主要指標(biāo)有身高、體重、肺活量、胸圍，以及它們之間的比例．
（2）生理機(jī)能水平．主要指新陳代謝的功能，各種器官系統(tǒng)的工作效能是否正常．其中主要指標(biāo)是：視力是否正常、抗病能力的強(qiáng)弱．
（3）身體素質(zhì)水平．主要指動作的速度、耐力、靈活程度等．
（4）心理發(fā)育水平．主要指身體感知能力、意志、個(gè)性，以及對外界刺激的適應(yīng)能力．
4．勞動技能素質(zhì)
勞動技能素質(zhì)主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：
（1）勞動觀點(diǎn)．社會主義公民對待勞動、勞動果實(shí)和勞動人民應(yīng)有的正確態(tài)度．其核心內(nèi)容是熱愛勞動、珍惜勞動果實(shí)和尊重勞動人民．
（2）勞動習(xí)慣．社會主義公民應(yīng)以勞動為榮，養(yǎng)成為他人服務(wù)及自我服務(wù)的勞動習(xí)慣．
（3）勞動知識．勞動知識主要指工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)性行業(yè)方面的一般勞動知識和技能，如木工、金工、電工、種植、飼養(yǎng)、栽培、裁剪、縫紉等．
（4）勞動專長．由于各個(gè)地區(qū)條件的不同和每個(gè)人的興趣和愛好的差異，某些人可以在勞動工種的某一方面有所專長．
最后，應(yīng)當(dāng)指出：在我們的教育實(shí)踐中，并不是所有的學(xué)校都做到了把培養(yǎng)全面發(fā)展的人放在首位．例如，片面追求升學(xué)率問題，重視智育，忽略德育、體育、美育和適當(dāng)?shù)膭趧咏逃绕颍?，在智育中，也往往只重視知識的傳授，而忽視能力的培養(yǎng)和智力的開發(fā)等等．這些影響學(xué)生全面發(fā)展的現(xiàn)象，由來已久，其主客觀原因也比較復(fù)雜．但無論如何，我們要努力改變這種和培養(yǎng)社會主義接班人大相徑庭的狀況，否則很難談得上提高全民族的素質(zhì)．
百年大計(jì)，教育為本．全面理解和認(rèn)真貫徹培養(yǎng)全面發(fā)展的人，提高全民族素質(zhì)，為二十一世紀(jì)培育出一代代優(yōu)秀人才，是所有教育工作者，包括中學(xué)物理教師在內(nèi)的光榮任務(wù)．
§1.2 中學(xué)物理教學(xué)的目的和任務(wù)
中學(xué)物理教學(xué)，與其他學(xué)科教學(xué)一樣，都應(yīng)體現(xiàn)中學(xué)教育的總目標(biāo)，并為總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)．
根據(jù)中學(xué)教育（基礎(chǔ)教育）的目的、物理學(xué)科的特點(diǎn)，結(jié)合考慮中學(xué)生的年齡、心理特征（關(guān)于物理學(xué)科的特點(diǎn)和學(xué)生的年齡、心理特征，將在第二章、第三章分述），中學(xué)物理教學(xué)的目的和任務(wù)，可概括為：掌握基礎(chǔ)知識；培養(yǎng)學(xué)生能力；激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)高尚品德．正如《全日制中學(xué)物理教學(xué)大綱》（1990年修訂本）中所規(guī)定的：
“中學(xué)物理教學(xué)必須使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握學(xué)習(xí)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和從事社會主義建設(shè)需要的物理基礎(chǔ)知識以及這些知識的實(shí)際應(yīng)用；要培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ季S能力，分析和解決實(shí)際問題的能力．
在教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣；要重視科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的教育；要鼓勵(lì)獨(dú)立思考和創(chuàng)造精神；要結(jié)合物理教學(xué)進(jìn)行辯證唯物主義教育和愛國主義教育．”
關(guān)于知識、能力、興趣、品格這四個(gè)方面的任務(wù)，實(shí)際上是一個(gè)統(tǒng)一的整體．它們彼此相互作用，相互影響．掌握基礎(chǔ)知識是向?qū)W生進(jìn)行教育的前提，也是完成后三個(gè)任務(wù)的出發(fā)點(diǎn)．培養(yǎng)能力是目標(biāo)，只有學(xué)生的智力和能力得到預(yù)期的發(fā)展，才能更好地掌握知識、激發(fā)興趣和求知欲，通過教育形成高尚的品格．對中學(xué)生學(xué)習(xí)物理來說，培養(yǎng)興趣使之轉(zhuǎn)為強(qiáng)烈的求知欲望，更是中學(xué)物理教育成敗的關(guān)鍵和主要標(biāo)志．而興趣的培養(yǎng)和優(yōu)良品格的形成，作為非智力因素不僅能促成前兩個(gè)任務(wù)的順利完成，而且也是實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展和提高全民族的素質(zhì)所不可缺少的內(nèi)容．下面作一簡要分述．
一、掌握基礎(chǔ)知識
中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)該幫助學(xué)生掌握物理學(xué)中學(xué)生能接受的最常用、最基礎(chǔ)的知識，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)（包括升學(xué)和就業(yè)兩方面的需要）和參與現(xiàn)代生活打下基礎(chǔ)．
確定中學(xué)物理的基礎(chǔ)知識，不能以高一級學(xué)校的教材為依據(jù)；也不能把那些就業(yè)需要的職業(yè)技術(shù)性的課題都放進(jìn)來．作為一種基礎(chǔ)教育，在知識選擇上必須堅(jiān)持少而精的原則，選擇那些最普遍、最基本、最有代表性和學(xué)生可以接受的知識，例如科技與現(xiàn)代生活所需要的預(yù)備知識，形象生動的感性內(nèi)容，能理解的理性知識，按照學(xué)生的現(xiàn)有基礎(chǔ)、智力發(fā)展水平和潛力加以組織，確定中學(xué)物理教學(xué)的結(jié)構(gòu)體系，包括教學(xué)內(nèi)容的深廣度與具體要求．
在處理物理基礎(chǔ)知識時(shí)有三點(diǎn)值得注意：
第一，不要把知識單純看作物理科學(xué)的現(xiàn)成結(jié)論，而應(yīng)該把它看作認(rèn)識過程的結(jié)晶，是人類歷代無數(shù)次探索的結(jié)果．為此，在教學(xué)中不僅要讓學(xué)生掌握科學(xué)的結(jié)論，而且要讓學(xué)生學(xué)習(xí)探索的過程，掌握科學(xué)的方法．
第二，重視物理知識與生活、社會實(shí)際的聯(lián)系，例如生活中的常見現(xiàn)象，生產(chǎn)中的應(yīng)用，與能源、環(huán)境保護(hù)等重要社會問題有關(guān)的新成就，了解物理知識對提高人民生活，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展以及在社會主義建設(shè)中的作用等等．
第三，教給學(xué)生的物理學(xué)基礎(chǔ)知識，要分清主次，掌握重點(diǎn)，突破關(guān)鍵，千萬不要平均使用力量．
基礎(chǔ)知識一般分為三類：重點(diǎn)知識；重要知識；一般常識．
1．重點(diǎn)知識
重點(diǎn)知識是在物理學(xué)知識體系中占有最重要地位、在進(jìn)一步學(xué)習(xí)或參加社會主義建設(shè)中所必需、而且學(xué)生能夠接受的那些基本的物理概念和規(guī)律．例如，初中階段學(xué)習(xí)的二力平衡、密度、壓強(qiáng)、電功率等概念，液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律、歐姆定律、焦耳定律等規(guī)律；高中階段學(xué)習(xí)的力、加速度、功、能、電場強(qiáng)度、電勢、電流、電壓、電阻等概念，牛頓運(yùn)動定律、動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律，都屬于重點(diǎn)知識．
對于重點(diǎn)知識，要求學(xué)生掌握，實(shí)際上包括領(lǐng)會、鞏固和運(yùn)用三個(gè)環(huán)節(jié)．所謂領(lǐng)會，就是比較深入的理解，即對知識由不知到知，由知之甚少到知之較深，由了解、理解到確認(rèn)的過程．所謂鞏固，是保持理解、防止遺忘、強(qiáng)化記憶的過程．所謂運(yùn)用，是把理解了的知識通過不同方式轉(zhuǎn)化為學(xué)生的實(shí)際行動（實(shí)驗(yàn)、觀察或觀測、實(shí)習(xí)、練習(xí)、操作、計(jì)算、簡單設(shè)計(jì)、小制作、小發(fā)明等），解決難易程度不同的典型問題或?qū)嶋H問題．如何衡量學(xué)生是否掌握了某一物理概念或規(guī)律呢？這主要是考察學(xué)生是否明確它是從哪些客觀事實(shí)或現(xiàn)象中抽象、概括出來的；是否理解它的確切含義；是否能用它說明和解釋一些有關(guān)的物理現(xiàn)象，比較熟練和靈活地分析和解決一些有關(guān)的實(shí)際問題．一句話，在中學(xué)物理教學(xué)的整個(gè)知識結(jié)構(gòu)體系中，學(xué)生能否理論結(jié)合實(shí)際地正確理解這些概念或規(guī)律本身的含義及其來龍（基礎(chǔ)）去脈（應(yīng)用與延伸）．
2．重要知識
重要知識是為了掌握重點(diǎn)知識而鋪設(shè)的臺階，是必須學(xué)習(xí)的過渡性或預(yù)備性知識，也包括一部分鑒于中學(xué)生基礎(chǔ)不足而適當(dāng)降低要求的知識．例如：初中階段學(xué)習(xí)的力、重力、慣性、滑動摩擦、浮力、功、功率；熔點(diǎn)、沸點(diǎn)；電流、電壓、電阻等概念，阿基米德定律、物體沉浮條件、功的原理、光的直線傳播等規(guī)律；高中階段學(xué)習(xí)的速度、向心加速度、振動和波動的有關(guān)概念，理想氣體及其狀態(tài)方程，電容、電感、交流電的有效值、干涉、衍射、光電效應(yīng)、核能、質(zhì)能關(guān)系等，都屬于重要知識．對于重要知識，要求學(xué)生理解它的確切含義，會運(yùn)用它判斷一些問題，分析和解決一些簡單的問題，如解釋簡單的物理現(xiàn)象，進(jìn)行簡單的計(jì)算．
3．一般常識
一般常識的作用是擴(kuò)大學(xué)生眼界，奠定廣泛基礎(chǔ)，也包括一些在物理學(xué)中地位重要、富有生命力而因中學(xué)生接受能力有限不得不降低要求只作一般性介紹的知識．例如，初中階段學(xué)習(xí)的機(jī)械運(yùn)動、機(jī)械效率、樂音、噪聲、球面鏡、透鏡、熱機(jī)、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、家庭電話、安全用電、原子、原子核、能源的開發(fā)和利用等，高中階段學(xué)習(xí)的超聲波、靜電的防止和應(yīng)用、電磁波、波粒二象性、天然放射現(xiàn)象、放射性同位素及其應(yīng)用等，都屬于一般常識．這類知識一般只要求學(xué)生對事物和現(xiàn)象留下初步印象，知道其要點(diǎn)或大意，在再次相遇時(shí)可以加以識別，一般不需要給出定義，更勿須進(jìn)行推理和論證．
二、培養(yǎng)學(xué)生能力
1．能力與智力的關(guān)系，能力的含義
當(dāng)前能力問題已成為人們注意的中心，但什么是能力，什么是智力，目前人們的理解很不一致．大體說來有兩種觀點(diǎn)．
一種觀點(diǎn)認(rèn)為能力（ability）一般指具體能力或稱為特殊能力．而智力（intelligence）就是能力的綜合，或者說智力就是一般能力．例如桑代克（E．L．Thorndike）和蘇聯(lián)波果斯洛夫斯基等的《普通心理學(xué)》[1]．但這種區(qū)分比較簡單，粗糙．
另一種觀點(diǎn)是從智力與能力的主要來源來加以區(qū)別的．較多的人在教學(xué)論中持這種觀點(diǎn)．智力是人的大腦功能的表現(xiàn)，是人的先天生理素質(zhì)、社會歷史條件、教育和本人努力相互作用的產(chǎn)物．智力的強(qiáng)弱或發(fā)展得充分與否，主要反映在人腦的功能（如感知、記憶、思維、想象）上，反映在人腦活動的效果（如認(rèn)識事物的正確性、敏捷性、條理性等）上．能力是順利完成某種活動所需的那些個(gè)體心理特征②，是探索與運(yùn)用知識的本領(lǐng)，是決定人的活動成效的決定性因素．由此可見，能力是整體的人從事某項(xiàng)社會實(shí)踐活動時(shí)心理功能的表現(xiàn)，它是個(gè)人智力和知識技能通過實(shí)踐轉(zhuǎn)化而成為個(gè)體素質(zhì)的．因此，能力來源于智力而又高于智力．智力主要的基礎(chǔ)是先天的腦的生理功能，而能力主要的基礎(chǔ)在于人的社會實(shí)踐即后天形成的心理特征．兩者又是密切聯(lián)系的，孤立地強(qiáng)調(diào)先天的智力或后天環(huán)境的決定性都是片面的．
目前，能力的含義還在發(fā)展中，例如，有人主張，把某一活動推廣為某一特定職業(yè)活動，能力就更廣泛地指整體的人從事該職業(yè)應(yīng)具有的各種基本索質(zhì)與專業(yè)特長①．合國亞太地區(qū)科教文組織1981年還提出了擴(kuò)展能力（Opencompetence）的概念，即主張?jiān)诨灸芰χ?，目前還應(yīng)更多考慮到信息社會或開放型社會生活的需要，一個(gè)人還應(yīng)具有某些應(yīng)變能力、價(jià)值觀、態(tài)度等．能力的分類：一般可大體將能力劃分為認(rèn)識能力與活動能力兩大類．例如斯皮爾曼（C．Spearman）認(rèn)為可分為認(rèn)知性能力與非認(rèn)知性能力（如意志、興趣等）兩大類．而認(rèn)識能力有人又將其分為感知力、注意力、記憶力、思維力、想象力、而以思維力為中心②，其他的分類甚多，這里不再列舉．
2．能力、知識、方法的關(guān)系，能力的特征
我們知道，知識是人們在長期實(shí)踐活動中對客觀世界的認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶．它包括直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)、感性知識和理性知識．感性知識所反映的是關(guān)于事物的外表屬性或外部聯(lián)系．表現(xiàn)的心理形式是感知和表象；理性知識所反映的是關(guān)于事物的本質(zhì)屬性或內(nèi)部聯(lián)系．表現(xiàn)的心理形式是概念和原理．因此，知識廣義說來是理論知識、技能和方法的總稱．例如物理學(xué)知識除概念、規(guī)律、原理、推論等外，理所當(dāng)然地應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)表述和物理學(xué)方法．但技能與方法往往具有相對獨(dú)立性和較大的實(shí)踐性，因此有時(shí)狹義的知識往往指世代流傳下來的理論知識體系．
這里要著重談一下方法．事實(shí)上，每一門學(xué)科的方法就是該學(xué)科的邏輯語言或符號規(guī)則，是使本學(xué)科多種事實(shí)和原則互相聯(lián)系起來、使本學(xué)科理論動作起來的手段和橋梁．各種方法綜合起來就形成了探討本門學(xué)科有效途徑的方法論．經(jīng)驗(yàn)證明，掌握了某一領(lǐng)域的研究方法，就能使學(xué)習(xí)者在這一領(lǐng)域內(nèi)的能力按一定的程式不斷增長．對于物理學(xué)來說，物理學(xué)的思想和方法是物理學(xué)發(fā)展中的靈魂．教學(xué)效果的好壞，在很大程度上決定于是否使學(xué)生學(xué)到物理學(xué)的思想與方法．
知識和能力的關(guān)系是極為密切的，知識是能力的基礎(chǔ)，能力只有在掌握知識與運(yùn)用知識的過程中才得以發(fā)展，離開了知識的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，能力的培養(yǎng)就成了無源之水，無本之木；同時(shí)，能力的高低又反過來制約著知識掌握過程（包括攝取、領(lǐng)會、鞏固、運(yùn)用）的速度、深淺和成效，因此，知識掌握的過程特別是運(yùn)用的過程，往往是以能力的增長為結(jié)局的．學(xué)生具備了某些必要的能力（如感知能力，判斷能力乃至鑒賞能力），就給進(jìn)一步的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件，使他們能主動自覺地在知識的海洋中自由遨游．總之，必須寓能力培養(yǎng)于知識傳授之中，而知識的傳授又必須著眼于培養(yǎng)能力．
知識、方法、能力的三者關(guān)系還有待于深入探討．人類在知識（來源于實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)的感性知識和包括定性與定量分析的理性知識）取得的長過程中積累了許多有效的、成文或不成文的方法，能力則是從多次運(yùn)用知識和逐漸掌握方法后形成的在某一活動領(lǐng)域內(nèi)若干穩(wěn)固的心理特征的綜合．由此可見，知識和取得與運(yùn)用這些知識的典型的有效的方法是形成能力的基礎(chǔ)，而能力一旦形成以后就具有了開發(fā)新知識、創(chuàng)造新方法的本領(lǐng)．
從培養(yǎng)能力的過程來看，能力至少具有以下幾個(gè)特征：①實(shí)踐性：一切間接知識和方法只有通過本人的直接實(shí)踐活動經(jīng)驗(yàn)才能轉(zhuǎn)化為能力．換句話說，能力是本人直接實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)物，任何他人的好經(jīng)驗(yàn)只有經(jīng)過本人的重新掌握才能轉(zhuǎn)化為本人的精神財(cái)富．②綜合性：任何能力（如思維能力、運(yùn)算能力）都不是靠單項(xiàng)的知識和方法取得的，反之，任何一種知識、一項(xiàng)活動或一項(xiàng)方法光靠一種能力也不能完成，無論是繪畫、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)或理解一個(gè)概念與定律．可見知識、方法和能力之間并不是簡單的一對一的關(guān)系；③漸進(jìn)性：上面兩個(gè)特點(diǎn)決定了能力培養(yǎng)過程不可能一蹴而成，一次完成，只有通過多次實(shí)踐和綜合訓(xùn)練，才能在學(xué)習(xí)者本身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和實(shí)踐活動中形成穩(wěn)固的能力．由此可見，能力是比智力活動（取得知識與方法）含義更廣泛的概念，能力還包括從實(shí)踐到思維到實(shí)踐過程中非智力活動的因素（如組織能力、時(shí)代精神、忍耐力、專心致志等）．因此，能力來源于知識和方法而又高于知識和方法．
3．中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)培養(yǎng)的能力
學(xué)習(xí)物理必須從觀察、實(shí)驗(yàn)出發(fā)，對觀察、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析、概括，或運(yùn)用數(shù)學(xué)工具建立概念體系及有關(guān)物理量之間的定量關(guān)系，從而得到反映客觀事物性質(zhì)的基本規(guī)律．最后運(yùn)用它們說明、解釋現(xiàn)象，分析和解決有關(guān)的實(shí)際問題．這就是說，學(xué)習(xí)物理要強(qiáng)調(diào)觀察，實(shí)驗(yàn)，思維，運(yùn)用．因此，中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)培養(yǎng)觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，思維能力，分析和解決實(shí)際問題的能力．
（1）觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?div style="height:15px;">
觀察能力是人們通過感覺器官或借助于科學(xué)儀器，有目的、有計(jì)劃地感知客觀現(xiàn)象，從而獲得科學(xué)事實(shí)的能力．實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侵噶私鈱?shí)驗(yàn)的目的、會正確使用儀器、會記錄必要數(shù)據(jù)、會分析整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出必要的結(jié)論、會寫簡單的實(shí)驗(yàn)報(bào)告等一系列能力．培養(yǎng)觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，必須通過長期的實(shí)踐．既要從實(shí)際出發(fā)，又要嚴(yán)格要求，使學(xué)生初步養(yǎng)成良好的觀察、實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣．
中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮觀察的作用，特別在缺乏實(shí)驗(yàn)條件的情況下更是如此，運(yùn)用得當(dāng)，可以收到事半功倍之效．因此有必要重點(diǎn)研究一下觀察能力的培養(yǎng)問題．
人們天天在觀察，但觀察的結(jié)果和能力卻很不相同．這里首先有一個(gè)觀察的目的性問題．物理教學(xué)中的觀察，目的有三：一是了解物理現(xiàn)象的主要特征和發(fā)生發(fā)展的條件，認(rèn)識事物的某些屬性和特點(diǎn)．這就要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下仔細(xì)觀察，從平常的現(xiàn)象中捕捉不平常的東西，從表面上彼此無關(guān)的東西中發(fā)現(xiàn)它們的共同點(diǎn)、相似點(diǎn)或因果聯(lián)系．二是取得可靠資料（如記錄觀察結(jié)果、測量數(shù)據(jù)等），以備進(jìn)一步研究之用．資料或數(shù)據(jù)的可靠性要求多人或多次反復(fù)進(jìn)行．三是善于發(fā)現(xiàn)或提出問題，有些表面上看來十分細(xì)微的問題，有時(shí)就很有意義．這對于培養(yǎng)觀察的習(xí)慣或者說提出問題的習(xí)慣是至關(guān)重要的．
觀察大體有自然觀察與實(shí)驗(yàn)觀察（主要通過演示實(shí)驗(yàn)）兩種．帶有定量性質(zhì)的觀察叫做觀測（例如溫度，方位角等），人為地創(chuàng)造條件、控制現(xiàn)象發(fā)生與發(fā)展過程而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)觀察（測量）在物理教學(xué)中占大多數(shù)．為區(qū)別起見，著重定性討論的屬于觀察，著重定量記錄的屬于實(shí)驗(yàn)，此外還有定期或長期觀察（例如系統(tǒng)觀察每天日出時(shí)刻）等．
為了有計(jì)劃地培養(yǎng)觀察能力，教師在中學(xué)物理教學(xué)中要注意以下幾點(diǎn)：
①明確每次觀察的目的、任務(wù)、重點(diǎn)．由于客觀現(xiàn)象往往稍縱即逝，因此事前要做好充分準(zhǔn)備，例如觀察哈雷彗星或某顆人造衛(wèi)星，可以事先分配給學(xué)生不同的任務(wù)（記錄方位，拍照，觀察顏色與形狀、速度等等）．
②觀察訓(xùn)練中要嚴(yán)格要求，注意觀察得全面、準(zhǔn)確、細(xì)致、敏銳、教給學(xué)生科學(xué)的觀察方法．通常有重點(diǎn)觀察法（即重點(diǎn)觀察與目的性直接有關(guān)的現(xiàn)象及其特征），對比觀察法（兩種事物發(fā)生前后的對比，如沸騰前后的溫度、熔解前后的體積等），歸納觀察法（就個(gè)別現(xiàn)象分別觀察后加以歸納，例如虹的產(chǎn)生要求雨珠、光照、角度等條件齊備，歸納后可以創(chuàng)造人造虹彩的條件）．
③鼓勵(lì)學(xué)生養(yǎng)成課內(nèi)外隨時(shí)觀察的習(xí)慣，鼓勵(lì)他們多看、多想、多問，提出各種“荒誕不經(jīng)”的問題，這里往往蘊(yùn)育著青少年的創(chuàng)造才能的萌芽．教師可以有意識地引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊的事物，提出各種啟發(fā)性問題，如：喝汽水時(shí)為什么要用小管子？自行車為什么騎起來不會倒？為什么晚上星星多，第二天天氣晴？并鼓勵(lì)學(xué)生在觀察中提出各種問題，這樣就可以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步觀察的興趣．
（2）思維能力
思維是人腦將觀察、實(shí)驗(yàn)所取得的感知材料進(jìn)行加工，上升為理性認(rèn)識的過程．
思維過程主要有：分析、綜合、抽象、概括；思維形式有概念、判斷、推理想象等．推理一般可分為歸納推理、演繹推理、類比推理等．
分析是在頭腦中把某一事物的整體分解為部分，從而把個(gè)別的方面與特性分解出來加以認(rèn)識的過程．在分析中常用到比較．
綜合是分析的逆過程，即在頭腦中把整體的各個(gè)部分與各種特性和方面聯(lián)系與結(jié)合起來，從而達(dá)到比分解前對整體有更進(jìn)一步的認(rèn)識．
分析與綜合有初、高級之分．可以對具體事物與現(xiàn)象從表面上進(jìn)行初步的分析與綜合，這一般屬于認(rèn)識的初級階段，或者說大體上仍是感性階段，即認(rèn)識了事物的表面；高級的分析與綜合則是對事物本質(zhì)屬性與內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識，已進(jìn)入理性認(rèn)識的范疇，當(dāng)然，由于人們感性與理性認(rèn)識的不斷深化與螺旋上升，這種劃分也不是絕對的．
抽象是頭腦中將事物的一般與本質(zhì)屬性抽出來，從而與其它屬性區(qū)分開來．
概括是頭腦中對抽象出來的某些現(xiàn)象之間的共同屬性結(jié)合起來，并且推廣到同類事物上去．
抽象與概括是在分析與綜合大量事物或現(xiàn)象基礎(chǔ)上進(jìn)行的，由此可以總結(jié)出適用范圍較為廣泛的結(jié)論，從而建立模型、概念、規(guī)律與理論．
想象是在原有表象的基礎(chǔ)上，構(gòu)想新的圖景的心理過程．
對于初中學(xué)生而言，重點(diǎn)是指導(dǎo)學(xué)生從認(rèn)識大量的物理現(xiàn)象或科學(xué)事實(shí)開始，在此基礎(chǔ)上學(xué)會初步的分析，初步的概括，并且培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣．換句話說，并不要求對全面的思維能力進(jìn)行訓(xùn)練，只是對個(gè)別重點(diǎn)知識進(jìn)一步要求應(yīng)用（簡單計(jì)算或解釋簡單現(xiàn)象）．這里要注意避免讓學(xué)生進(jìn)行單純的強(qiáng)化記憶而不求理解，不會進(jìn)行初步思維，要知道單純記憶是學(xué)不好物理的．但要防止要求過高，過分追求嚴(yán)謹(jǐn)．所謂初步的分析概括，基本上是從物理事實(shí)的分析中直接進(jìn)行概括，例如會區(qū)分有關(guān)與無關(guān)因素，會找出共同特征，能從大量物理事實(shí)的共同特征中概括出概念與規(guī)律等等．
對于高中學(xué)生而言，應(yīng)當(dāng)在初中學(xué)生已有的初步分析、概括能力的基礎(chǔ)上，突出抽象和概括，以及科學(xué)的推理．客觀存在的事物、現(xiàn)象，往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的，由于它們處于多種條件下因而具有多方面的特性．然而，在一定的現(xiàn)象中，并不是所有的條件、所有的性質(zhì)都起著同等重要的作用，因此，為了便于研究，采取暫時(shí)舍去個(gè)別的、非本質(zhì)的因素，突出主要因素，這種科學(xué)的處理方法，叫做科學(xué)的理想化．這是根據(jù)大量的物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)事實(shí)，經(jīng)過分析、綜合等思維過程，對現(xiàn)實(shí)進(jìn)行的一種高度抽象和概括．所謂推理是根據(jù)一個(gè)或一些已知的事實(shí)或結(jié)論，得出另一個(gè)新的結(jié)論的思維形式．其中歸納推理是由一些個(gè)別性的結(jié)論，推出一般性規(guī)律的方法；演繹推理是從一般性的結(jié)論推出個(gè)別性的結(jié)論；類比推理是從個(gè)別的結(jié)論推出個(gè)別的結(jié)論．
總之，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是教學(xué)工作的重要任務(wù)．在教學(xué)過程中，應(yīng)該通過概念的形成、模型的建立、規(guī)律的得出，問題的解決，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合、抽象、概括、推理、想象等思維能力，并通過有計(jì)劃的訓(xùn)練，逐步發(fā)展學(xué)生良好的思維品質(zhì)①．
（3）分析和解決實(shí)際問題的能力
分析和解決問題的能力，實(shí)際上是觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力在具體實(shí)踐中的應(yīng)用．它包括運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決簡單的物理問題，運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)的手段解決有關(guān)的實(shí)際問題，運(yùn)用物理知識說明、解釋簡單的物理現(xiàn)象，以及解決一些綜合性的問題．這也是把知識變?yōu)閷?shí)際行動過程中手腦并用的能力．
在物理教學(xué)中，要防止學(xué)生死記硬背、亂套公式、憑空想當(dāng)然的壞習(xí)慣，必須教給學(xué)生分析問題和解決問題的思路和方法，提高分析和解決實(shí)際問題的能力．
三、激發(fā)興趣、培養(yǎng)高尚的品格
興趣是人要求獲得新知識的一種積極的心理表現(xiàn)．它對于順利取得知識、開闊眼界、豐富精神生活和推動不斷學(xué)習(xí)是一種強(qiáng)大的動力．愛因斯坦說過，興趣是最好的老師，一個(gè)人對某一事物有了濃厚的興趣，他掌握該事物的可能性就有了成功的重要保證．這一問題在本書第三章中還要詳細(xì)論述．
物理學(xué)屬于嚴(yán)格的精密科學(xué)．不少學(xué)生表現(xiàn)了濃厚的興趣，但也有一些學(xué)生感到學(xué)習(xí)困難．這就越加突出了初中入門階段培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的重要性，應(yīng)該千方百計(jì)從內(nèi)容、實(shí)例、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)境等各方面使學(xué)生由好奇轉(zhuǎn)為喜愛，由直接興趣（具體性，新奇性）逐漸轉(zhuǎn)為間接興趣（進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動機(jī)，看到學(xué)習(xí)成果，會獨(dú)立思考或直接觀察、實(shí)驗(yàn)的初步成功體驗(yàn)等等），培養(yǎng)學(xué)生始終保持興趣盎然，情緒飽滿，并樹立克服學(xué)習(xí)困難的頑強(qiáng)意志．這樣，學(xué)生將在愉快的氣氛中把學(xué)習(xí)物理這一艱苦的智力活動由好奇、趣味轉(zhuǎn)化為喜好、熱愛、追求、自覺地探索，頑強(qiáng)地面對困難．
品格指的是學(xué)生的品德和性格．這是培養(yǎng)全面發(fā)展的人所不可缺少的因素．我們是社會主義國家，我們的教育方針十分重視品格教育．為了適應(yīng)21世紀(jì)的社會需要，在中學(xué)物理教學(xué)中要注意以下四方面的教育：
（1）愛國主義教育．介紹科學(xué)家熱愛祖國的事跡，介紹我國歷史上的科學(xué)技術(shù)貢獻(xiàn)，介紹我國現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)成就，講述祖國和家鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展前景及國家對青年一代的殷切希望，以培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感，為祖國和家鄉(xiāng)的繁榮富強(qiáng)而努力奮斗的志向．
（2）辯證唯物主義教育．用辨證唯物主義的觀點(diǎn)和方法來闡述物理知識，潛移默化地使學(xué)生受到教育．
（3）培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度，即相信科學(xué)、實(shí)事求是、尊重事實(shí)、嚴(yán)肅認(rèn)真地按科學(xué)辦事的態(tài)度，鼓勵(lì)學(xué)生從實(shí)際出發(fā)，獨(dú)立思考，嚴(yán)肅地對待學(xué)習(xí)．
（4）培養(yǎng)健康個(gè)性，如遵守紀(jì)律，愛護(hù)儀器和公共財(cái)物，勤儉節(jié)約的教育等．
以上四個(gè)方面的教育事例在課內(nèi)外及物理學(xué)的發(fā)展史中屢見不鮮，要有意識地通過課內(nèi)外教育的結(jié)合、物理學(xué)史的教育和物理學(xué)習(xí)的實(shí)踐活動，幫助學(xué)生形成優(yōu)良的品格．
練習(xí)討論題
1．中學(xué)教育的根本目的是什么？為什么？當(dāng)前有哪些思想干擾了中學(xué)教育目的的實(shí)現(xiàn)？
2．中學(xué)物理教學(xué)的目的是什么？你是怎樣理解或貫徹的？有什么體會？有什么問題？
3．中學(xué)物理教學(xué)有哪幾項(xiàng)任務(wù)？它們之間有什么聯(lián)系？
4．用實(shí)例說明知識、能力、方法之間的關(guān)系，也可以結(jié)合你所見到的中學(xué)物理教學(xué)情況提出改進(jìn)能力培養(yǎng)和德育教育的措施．
5．談?wù)勀銓W(xué)習(xí)本章后的主要收獲．
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