物理学习方法的概论

    引言:有效的学习应该有其内在的规律性,应该存在科学的方法。就学习过程而言,影响学习效果的主观因素可大致分为:认知策略、智慧品质、思维方法、个性心理素质等四个方面。好的学习效果应源于,科学的认知策略、良好的智慧品质、优化的思维方法、良好的心理素质。所谓的学习方法就是从以上四个方面出发,寻出的通向良好学习效果的对学习对象的操作方式。
    一、   认知策略上体现的科学的学习方法
    1、尝试错误法
    在解决问题的过程中,为了达到目标经常先确定一个解题的方向,选用某一方法试探性地力求达到解题目标。如果这种试探过程毫无结果,或许就可以从这一错误方法中获得正确解题的启示。这种做法就称为尝试错误法。
    在解题过程中可以通过尝试错误更加深入地理解概念、规律的实质;通过尝试错误的方法可以进一步归纳出科学的方法。
    2、小结的作用及进行
    当学习告一段落时就需要进行小结。小结些什么?如何进行?这是一个“二而一”的问题。可以通过下面的顺序来实现:
    (1)首先考察知识的类属、性质、意义。
    考察知识的类属即是要将所学知识归到一个知识体系中去,形成新的知识体系。考察知识的性质、意义即是要从不同角度去认识知识的本质及它的作用。
    (2)对知识结构与认知结构的理解:理解知识体系中各组成部分的本质、相互联系及差异;掌握解答各类课题的规则、方法、和步骤,形成一定的认知结构。
    (3)对知识间因果关系的理解:认识某一物理现象为什么会发生;某一物理状态、物理过程在某种条件下可能产生的结果。
    (4)对逻辑关系的理解:认识概念、规律间的内在逻辑关系与相应的依存与类比关系。
    小结的目的从本质上是深入对知识的理解。关于理解要经历以下阶段:关于知识字面的理解;关于知识的解释(能用自己的语言加以说明。或举例、或论述);关于知识非本质的认识(能够区分本质与非本质因素);关于知识在新情境下的应用。
    3、触类旁通,举一反三,乃求知之捷径
    如何才能做到触类旁通,举一反三?
    首先,需要明确认识对象之间的在内容与方法上共同的本质因素,而后才能“触类”。但这只是“旁通”的前提。知识之间、技能之间的共同因素是触类旁通,举一反三的重要客观条件。
    其次,更关键的是学习者已有知识经验的概括化水平与新课题类化的能力。已有知识经验的概括化水平高,能够反映物理现象、过程的本质(则能够“触类”、“举一”),就能够根据新课题的特点准确地对课题进行分类,就会避免根据表面特点进行猜测、盲目尝试、或者不顾条件死套公式(就能够真正做到“旁通”、“反三”)。
    4、原型启发——创造的源泉
    当我们进行创造性思考、解决问题时,从其他事物中得到了解决问题的启示,从而找到了解决问题的方法和途径。我们把这种具有启发作用的事物称作“原型”。从本质上说,原型之所以有启发作用,主要是因为这一事物本身的特点和属性,与所要创造的东西有相似之处。
    物理学中的原型可以通过学习过程建立。在学习中,物理学概念模型(如质点、理想气体、点电荷等)、物理过程模型(如各种典型运动过程、碰撞、反冲等)、典型的解题过程(方法、技巧、思路)等都可以抽象为学习者头脑中的“原型”。
    为了获得原型,在学习中应该注重基本概念、基本规律、基本技能的学习及训练;注重典型例题的学习与思考;注重典型物理过程的分析;注重归纳思路、方法、技巧。
    二、   智慧品质特征对“如何学习”的启示
    人的智慧能力不是根据他在模仿的基础上能做些什么或在详尽的解释以后能掌握些什么来判断的。
    人的智慧表现在:相当独立地掌握或“发现”对自己来说是新的知识,在于他在解决新问题时把这些知识迁移到新的情景的广度。
    1、“它”是什么?“它”不是什么?
    智慧的最重要品质之一是它的深度。这个品质表现在人掌握新材料、解决问题时能抽象各种特征的本质的水平上以及对各种特征概括的水平上。
    在学习中,智慧的深度体现在学习新知识、解决新问题时能明确新知识、新问题的本质,能够知道“它”是什么?“它”不是什么?并能够形成关于它们的简约的概括。
    在学习新知识时为了达到把握学习对象本质的目的,学习不妨经过如下的顺序:
    (1)明确新旧知识的结合点。
    (2)比较新旧知识的异同。明确新知识的构成要素。
    (3)新知识的各种不同表述及其应用的可能性。
    (4)新知识没有别的用途吗?解决问题时假如用别的代替?假如去掉新知识表述中的某些条件?假如将其叙述反过来?
    2、发散与无限——创造力之源
    “想当然”乃思维中的弊端。想当然的事情,可能是最不可思议的事情。
    把你的思路向各方面展开,奇迹就会在你面前出现。
    智慧的最重要品质之二是它的灵活性。在学习中创造性思维的前提是,不仅广泛地运用已掌握的知识、而且要克服以往经验的障碍、脱离思维的习惯的束缚,解决知识同问题情景要求之间的矛盾。这就要求学习者必须克服以往经验、思维习惯所带来的“想当然”,将思路向各个方向尽可能地发散,以便新颖而独特地用知识解决问题。
    例如:在中学物理中“如何确定物体的受力?”。对这一命题可以进行发散思考:可以从力与运动关系中、力对时间的累积效果中、力对空间的累积效果中等几个角度去思考。
    3、整体大于部分之和
    智慧最重要品质之三是它的稳定性。对学习者来说,重要的不仅仅是区分出学习对象的本质特征,而且在头脑中要保持着它的全部特征,根据这些特征进行操作而不受所分析情境的外部、偶然特征的重大影响,即是保持智慧的稳定性。将学习对象作为一个整体而不是被分割的部分进行把握,能够更好地认识学习对象的本质。
    掌握事物之整体,作为人认识世界的特性之一,乃是达到顿悟的关键所在。
    4、用心感知自己的思绪
    智慧的最重要品质之四是它的自我意识性。学习者清楚地意识到自己的思维活动、使自己的思维活动成为解决问题的主体的思维对象,便能揭示自己思维进程中的错误及其原因,并能够找到纠正它们的方法;同时还能用词或其他符号表现思维活动的结果(如新形成的概念和规律的重要特征)、借以找到形成这种结果的方法。学习者可以在学习中不断地去反省自己的思维活动,增强思维的自我意识,提高思维能力。
    5、独立思考些什么?
    智慧的最重要品质之五是它的独立性。即学习者在运用新知识方面的独立性。它表现在以下几个方面:
    (1)      学习者能够自觉提出学习的具体目的
    学习的目的性是学有所得的保证。有目的的学习可以激发较强的心理能量,为完成学习任务创造了良好的心理条件。
    学习目的的确定应该分散到每一次的学习中,即每一次学习应该提出具体且可以达到的目标(如做什么、做多少、做到什么程度),以此来避免由于缺乏目标而迷失方向,避免学习计划落空。
    学习的目的性更应该体现在课堂上。在听新课之前应先预习提出问题,以此来确定听课的目的。这样才能在课堂上处于主动的地位上,才能明确学些什么,才能在释疑中产生学习的兴趣,从而培养出学习的兴趣。
    (2)      学习者能够独立发现并提出问题
    独立发现并提出问题,需要学习者对学习对象进行深入的分析与思考。可以从“求同”、“求异”、是否存在因果关系、逻辑关系等角度对学习对象提出问题。
    (3)      学习者能够针对发现的问题提出假设并独立地解决这些问题。
    在学习中遇到的问题很多情况下具有不确定性。例如:一个物体向东获得一个瞬时冲量后将做什么运动?由于受力情况未知,需要做

出假设。再如:关于被动力(弹力、摩擦力)的大小和方向的假设。
    三、   学会思考优化思维
    1、正确处理分析与综合的关系
    解题中的分析与综合的关系:创造活动的本领,首先在于综合——现状的再构成。分析不过是旨在实现综合——现状的再构成的准备阶段。必须认识到为了什么目的而进行分析,换言之,是以怎样的综合为目标进行分析的。尤其在解题中,我们的分析从哪里开始?分析什么?怎样分析?如此等等,都需要先对问题有一个综合后而达到的整体的认识。
    2、怀疑与否定——思维升华的必经之路
    二元对立统一是自然界和心理世界都遵循的规律,在物理世界中当然不能例外。物理概念、规律的本质与其非本质是对立统一的。本质与其非本质都强调着自己而否定对方。但另一方面,它们又都以对方的存在为自己存在的必要前提,没有自己当然也就没有对方,而没有了对方,自己也就不复存在。
    在物理学习中要敢于对既成的理论提出怀疑和否定。在怀疑后的探索中,更清醒地认识其非本质,最后达到对其本质的把握;在否定后才能创建新的理论。
    因此,我们要在观念的对立面之间撑渡思想之舟。把思想不断地推向其否定之否定,便会在这一对立与统一的运动之中有所创见,使思想得到升华。
    3、妨碍思路的因素。
    在学习过程中思维的流畅性是学习成功的重要保障。如何锻造流畅的思维?在客观上,呈现的学习对象的复杂程度固然是影响我们思考的因素,但我们别无选择,我们只能从主观上找寻妨碍我们思路的因素。从主观的角度看,以下几个因素值得考虑:
    (1)克服个人中心倾向。在思考的过程中,“想当然”之所以出现,是因为我们不假思索认为它是什么,而没有认真地去考虑它真的是么?应该时常将自己摆在旁观者的位置上,全方位去审视学习与思考的对象。
    (2)在思维过程中加强自我提示。思维遇到困难造成间断,要变得流畅起来,需要不断地进行自我提示:为什么是这样?怎样才能解决?如果…就…、还有哪些可能的解决方法?如此等等。
    (3)要选择最佳的思维角度与思维起点。从哪个方面或角度去思考?比如,求电势差U?是从其定义出发?还是从功能关系出发?亦或从电场的性质出发?是从整体的角度还是隔离分析?是先假设判定吗?还是先进行等效变换?等等。思维从哪里开始?是从问题开始还是从已知条件开始?或者从物理过程中的某个位置开始?
    4、加速思路变换的方法:
    (1)改变条件考察内涵的变化。
    物理学的概念、规律等都是有其存在条件的。着意改变它们的存在条件,考察它们内涵的变化,明确各种制约关系,为由此及彼、及它的思路变换做准备。物理问题的解是与特定的条件对应的。改变物理问题的题设条件,考察解的变化,并从这种变化中归纳出解题的各种思路,从而使思路灵活起来,能够快速变换思路。
    (2)求同训练。
    “求同”是指在不同的学习阶段上,不断地对所学内容或已做过的习题进行考察比较,找出它们的共同点。这种共同点可以是多种多样的,比如,条件上的、结论上的、形式上的、物理过程上的、思维方法上的、解题技巧上的等等。求同的目的是为了将来进行类比思考、对命题进行题目归类,选择思路、方法、技巧,加速思路变换做准备。
    (3)从现状出发探索目的——有没有别的用途?
    物理学中的牛顿第二定律研究了加速度与力、质量的关系,它除了能够已知其中两个量求第三个量之外,它还能够干什么?它与其他两个定律联合起来能够解决哪些问题?它能否与动量定理、动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律等联合解决问题?解决哪些问题?
    5、向目标收敛、自目标发散——“锲而不舍,金石可镂”
    心理学家在长期的研究中发现,人们在解决一个具体问题时究竟会采取什么样的思考方式,或者遵循着什么样的解决的方式,常常是由具体问题本身所具有的形式所决定的。在物理问题中,常见的问题是以具有固定的必然唯一的答案为特征的。比如,物理问题常常是明确地要求:求移动的距离是多少,求电路中的电流是多少,求速度是多少,求时间是多少,求电压是多少,求弹簧的最大弹性势能是多少(这

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