中學物理之“難”：溯源、探微、建模與主張

陳祖標

摘 要 本文針對中學物理之“難”的時代叩問，從物理學本原入手，以多學科交叉融合的視角，直擊問題形成的過程、緣由及機制。

先是提出在“物”與“理”之間搭建一座“木棧橋”的構設喻意，繼而結合教改實踐推進“新式課堂+教師發(fā)展”的探索實驗，在 此基礎上創(chuàng)建了“物理實驗統(tǒng)合作用模型圖”和“物理思維‘三重融合'模型圖”，并藉由模型建構，提出破解物理之“難”的 方法和路徑，再由此提出物理新思維的教學主張。

關 鍵 詞 物理之“難”;物理新思維;模型建構;物理核心素養(yǎng);教學主張

在中學教育界，對“物理之‘難'”的認知，主要源 于對常識和經(jīng)驗的判斷，鮮見有人對此展開系統(tǒng)性的 學理研究。此問題在文理分科“二元選擇”的年代尚 不突顯，主要原因在于廣大普羅大眾對于高考分科制 度下的既有安排已不持異議（物理劃歸理科）;同時， 由文理分科制度帶來的問題和弊端，也沒有給當時的 社會帶來實質性的沖擊和影響。當歷史的車輪駛入 2014 年 ，以國務院發(fā)布“高考綜合改革意見”為標志， 我國高考制度改革開始走向“多元選擇”的新時代。^[1] 然而，人們始料未及的是，在先行試水高考改革的個 別省市，卻接連出現(xiàn)了大面積考生“棄選物理”的罕見 現(xiàn)象，這在驚動教育界的同時也引爆了全社會的關 注，連帶將所謂的“物理之‘難'”問題，第一次“全景 式”地呈現(xiàn)在公眾的面前。人們不禁要問，物理果真 如此之“難”嗎？為什么偏偏是物理而不是別的科目， 先是充當文理分科“攔路虎”的角色，繼而又成為“新 高考”選考科目最大的“棄選項”？物理究竟怎么啦？

一、本源追溯

尋根溯源，人們首要之問是，何謂“物理”？筆者 認為，如果拋開學理定義不談，而以認知心理學的觀 點來看，所謂“物理”，其實可以簡單的理解為“物+ 理”。所謂“物”，即世間萬物，大到宇宙，小到粒子，看 得見摸得著的謂之“物”（實物化），透過“物”，能夠發(fā) 現(xiàn)和通達“物”之運動的本質和規(guī)律，就是“理”（抽象 化）;既看不見也摸不著的，則通過科學實驗或理論計 算（模象化），也能夠找到和發(fā)現(xiàn)其中“物”之運動的本 質和規(guī)律，同樣也是“理”（符號化）。在現(xiàn)實物理世界 中，既可以透過具物化或具象化的呈現(xiàn)方式，并輔之 以概念、判斷、推理等形式，從而分析、歸納、總結得出 高度抽象化的“理”;同樣，也可以通過理論計算或科 學實驗，將“理”反向“還原”為或具物或具象的一個過 程。從科學意義講，只要“物”與“理”二者是可逆的， 便構成“真理性”的關系，換句話說，這個“物”與那個 “理”，就一定存在著某種規(guī)律性的聯(lián)系（詳見圖1）。

圖示中不難看出，不管是從“物”到“理”，還是從 “理”到“物”，二者之間似乎橫亙著一道深深的“鴻 溝”。而模型的樣態(tài)和“鴻溝”的喻意，恰好與所謂的 “物理之‘難'”問題，極其生動形象地“貼合”在了一 起。假如以這一模型為基準，藉此來考察和分析“教” 與“學”之間的互動關系及特點，又會有怎樣的發(fā) 現(xiàn)呢？

從二者外顯性行為特征來看，教師在教學中往往 扮演“先行者”的角色，而學生則充任“跟學者”的角 色。教師想要把物理“教好”，就必須自己先行跨越 “物”與“理”之間這道“鴻溝”，并且練就跨越“鴻溝”的 高強本領，在教起課來時，才能夠做到“從容不迫”和 “游刃有余”;而學生，在初次面對這道“鴻溝”時，則是 亦步亦趨地跟著教師“學樣做樣”，稍有不慎，就會跌 進“鴻溝”里爬不起來。如果從“教”與“學”的內在機 理來進一步加以分析，人們還會發(fā)現(xiàn)，不管是從“物” 到“理”，還是從“理”到“物”，跨越“鴻溝”之所以顯得 有些難度，本質上是二者之間的“跳躍性”實在是太大 了，以至于“教”與“學”之間很難做到“完全同步”“無 縫對接”和“同頻共振”。譬如說，從“物”到“理”，就是 從原來很“具物化”的元初認知階段，一下子躍升至完 全“抽象化”的邏輯演繹之中，學生即便不暈了，肯定 也會被搞懵了;而從“理”還原到“物”時，則是從高度 “抽象化”的狀態(tài)中，一下子又跳回到非常“具物化”的 初始形態(tài)之中，跨度實在是太大了！這充分說明了， 在“物”與“理”之間，似乎缺少了某種必要的“過渡”， 抑或說缺失了某種必要的“鋪墊”。

如此看來，假如教師能夠想方設法在“物”與“理” 之間為學生鋪設幾個“木柱墩”，或者在“木柱墩”上面 再架設起一座“木棧橋”，或許大部分學生就可以比較 從容地跨越這道“鴻溝”了！現(xiàn)在的問題是，在物理課 的實際教學中，這個“木柱墩”喻義的對象物究竟是什 么？“木棧橋”又應該怎么來架設呢？

二、教改探微

2012年夏，福建師范大學一行志同道合的“物理 人”相約成立了“物理新思維工作室”。七年來，團隊 秉承“還原物理本來之面目、弘揚物理實踐之精神、問 計物理革新之路徑”的新思維理念，邊研究、邊實踐、 邊探索，在與基層一線中學物理教師廣泛開展合作教 研和協(xié)同實踐中，期許能夠從中尋得破解物理之“難” 的路徑或啟示。具體而言，團隊在實踐層面上先后做 了三項基礎性的教改實驗。

1. 編撰《物理就這么好玩》試驗性讀物 目標是嘗試編寫一套與物理教材相配套的供八 年級學生課外同步閱讀使用的“入門級”物理小說。 這本讀物在經(jīng)過一年多集體努力下，完成了第一稿的 編撰工作，隨即于2015年秋季起以推薦讀物（內部使 用）的形式，在實驗校的實驗班級里投入試用。試用 結果令人驚喜，盡管讀本看起來還相當?shù)拇植诤椭?嫩，卻廣受學生的歡迎和喜愛。之后的試驗結果也進 一步證實了，這本讀物配套教材來使用，確實有助于 初二學生“入門”物理時，即能建立起對物理的興趣和 認知，甚或在一定程度上還起到了促進學生提高課業(yè) 質量的功效。這一試驗結果同時也給團隊帶來了兩 點啟示：一是提出了一個疑惑，即現(xiàn)行教材的編寫體 例在生活性和趣味性方面是不是距離學生“稍稍遠了 一點”？二是促使研究團隊的工作重心發(fā)生偏轉，即 由教材研究轉向課堂實驗。
2. 創(chuàng)建“新式課堂”和新思維課例體系 工作室成立伊始，團隊就一直琢磨著，相對于傳 統(tǒng)課堂而言，有沒有存在著一種有助于破解物理之 “難”的所謂“創(chuàng)新課堂”，抑或“新式課堂”？此時恰逢 晉江市大力推進“教育強市”建設之際，雙方一經(jīng)商 洽，共同決定以物理作為先行試點學科，通過開展校 地協(xié)同，一起來合作推進“中學物理教育協(xié)同創(chuàng)新工 程”項目建設。該工程一共包括5個子專項，涵蓋初中 物理新思維教改實驗、新型數(shù)字化實驗系統(tǒng)培訓（簡 稱“DIS培訓”）、實驗示范平臺建設、物理尖子生培養(yǎng) 和教具研制開發(fā)五個方面，其中第一個項目是核心， 也是重點。從 2015年秋季起，團隊以“初中物理新思 維教改專項”的研究與實踐為龍頭，并且融入其他項 目的相關要素，在晉江市一南一北各選取一所學校作 為項目實驗校（南片是一所完中校、北片是一所初中 校），并在每所實驗校里特別選取一個初二平行教學 班作為實驗班（南片區(qū)A班、北片區(qū)B班），同時將《物 理就這么好玩》作為實驗班的配套讀物來使用，在確保兩個實驗班與本年級平行班《物理》“課內課”（即納 入教學計劃要求開設且須開足規(guī)定課時的主干必修 課）保持同等要求、同一進度的前提下，分別對A、B兩 個實驗班實施兩種不同的校本課“嫁接”方式，其中A 班采用“并列式”做法，即在“課內課”的基礎上，同進 度、同節(jié)奏另行開設一個自成體系的“物理新思維”標 本課系列;B班則采取“嵌入式”的做法，即在保持物 理總課時不變的情況下，按照“課內課”行進的節(jié)奏， 將“物理新思維”校本課，分專題、分模塊適時嵌入“課 內課”之中去，同時保持“課內課”與“校本課”始終處 于一種良性互動的“齒合”狀態(tài)之中。

團隊之所以將上述試驗稱之為創(chuàng)建“新式課堂” 的實踐，主要是基于團隊研制的這種物理新思維課 例，既不是一般意義上的常規(guī)課，也不是傳統(tǒng)意義上 的復習課，而是一種新式的“統(tǒng)合課”。團隊從幫助學 生構建科學的“物理思維”和形成正確的“物理觀念” 出發(fā)，嘗試采用一種特殊的“統(tǒng)合”方式，將一個章節(jié) 或涉及多個章節(jié)內容但具有相同主題意義的知識模 塊（知識團）進行整體構設與“再造”，力求將其中要求 學生必須掌握的“核心知識點”以及必須養(yǎng)成的“關鍵 能力”等要素內容有機地整并在一起，在此基礎上設 計成一個個典型的課例，最終形成一個將“知識邏輯 構架”與“思維邏輯構架”合二為一的新思維課例 體系。

幾年來的試驗結果同樣讓人欣喜不已。主要創(chuàng) 新點有三：一是這種“課”的形態(tài)是全新的，如前所述 它是一種有別于過去常規(guī)課堂形態(tài)的新式的“統(tǒng)合 課” ;二是“課”的內容是“有機雜糅”的，一切根據(jù)需要 而定，有的課例可能是單元性質的，有的則涉及多個 單元的內容，有的甚至是跨年段跨學科整合而成的; 三是“課”的呈現(xiàn)形式也是“包羅萬象”的，有講授、有 實驗、有討論、有互動，更有一種新創(chuàng)的“新思維具象 圖”（參見圖2）運用在其中。這種圖示既是一種全新 的板書設計，也是一種融“知識邏輯構架”與“思維邏 輯構架”于一體的創(chuàng)新構設，既可以作為教師開展綜 合化教學（如綜合課例、專題課例、復習課例等）的“圖 示式教案”和“整體式板書” ，同時也可以作為學生進 行課后復習和拓展提升的“圖示式學案”和“可視化提 綱”。實踐證明，“新式課堂”的探索和新思維課例體 系的創(chuàng)建，得到了一線師生的充分肯定和廣泛贊許。

1. 附著在“新式課堂”之上，探索構建一種教師研 修培訓新模式

這種“融課改研訓、課題研究和教具研發(fā)于一體” 的“創(chuàng)新課堂+教師發(fā)展”的研訓新模式，與傳統(tǒng)的教 師培訓模式相比較，具有三個特點：一是新思維課例 的承載性和先導性，如前所述，新思維課例的研制，本 身就是創(chuàng)建“新式課堂”的一種大膽而有益的嘗試，其 新的教學理念、教學模式、教學方法和手段等，均可以 透過課例展示和課例分析得以全面而直觀地呈現(xiàn)出 來;二是以課堂為中心，將課例展示、教學研究與教師 研訓三者有機統(tǒng)合起來，既體現(xiàn)了“課訓結合”的要 求，也達致了“研訓一體”的目標，這是傳統(tǒng)師資培訓 一直想做卻始終沒能做到的，堪稱是新時代條件下教 師研修培訓的新探索和新范式。三是圍繞課例研制 自然結成的“研究共同體”，實質上也是一個“學習共 同體”，可以向高校職前培養(yǎng)端來延伸和拓展，有助于 高校方面將在讀教師教育專業(yè)學生納入其中，讓這些 未來教師和“未來名師”得以在真實的課堂教學實踐 中學習與成長，不啻是一種職前職后一體化的新 探索。

三、模型建構

團隊在邊實踐邊研究的同時，也嘗試從模型構設 上尋求問題的突破口，主要工作有二：

其一，通過構設“物理實驗統(tǒng)合作用模型圖”（見 圖3） ，揭示實驗是架設起“物”與“理”之間互聯(lián)通道的 首選工具和最佳手段。

眾所周知，物理作為一門經(jīng)典的實驗科學，是實 驗構筑起了物理學最廣泛亦最為深厚的學科基礎。 從“物”+“理”模型圖中可以看出，不管是從“物”到 “理”，還是從“理”到“物”，實質上都是探究“物”之運 動本質和規(guī)律的復雜認知過程。學生認為物理很 “難”學，從模型標示上看是因為“物”與“理”之間的 “跳躍性”太大了，但究其本質而言，則是因為物理問 題的探究過程相對比較復雜且“不易控制”，以至于他們必須借助一個特別的“工具”來輔助，而這個“工具” 又必須同時具備“雙向互逆”的功能，才足以支撐來實 現(xiàn)。很顯然，實驗就具備有這樣一種特殊的功能。通 過實驗，學生能夠從具體的事物或現(xiàn)象中歸納出一般 規(guī)律，這是歸納推理，是概念的形成過程，即形成 理”;同樣，通過實驗，學生也可以將一般規(guī)律應用到 具體事物和現(xiàn)象中去解決問題，這是演繹推理。從特 殊到一般，從一般到特殊，不僅雙向可逆，還符合認知 發(fā)展規(guī)律。從這個意義上講，實驗好比是鋪設在“物” 與“理”之間的一個個“木柱墩”，是幫助和支撐起學生 順利跨越“物”與“理”之間“鴻溝”的首選工具和最佳 手段。

同時，藉由上述模型圖的構設，人們或可發(fā)現(xiàn)，物 理實驗之于“科學探究”的意義其實遠不止于此，實驗 不僅是“科學探究”的基礎，還是“科學探究”最重要、 最基本的要素成分。在此基礎上，人們或許還可藉此 進一步推及開來，從促進學生學科核心素養(yǎng)形成與發(fā) 展的高度，充分認識到物理實驗的特殊性及重要意 義，即物理實驗不僅是學生“科學思維”發(fā)展的關鍵支 撐和主要路徑，同時也是學生形成正確“物理觀念”， 養(yǎng)成科學態(tài)度和科學精神的實踐基礎和必要條件（詳誠然，物理教師在實際教學中能否“不折不扣”地 開好實驗課，這又是問題的另一面了。而恰恰在這 里，最能體現(xiàn)出一個教師是不是真正重視實驗，能不 能精確設計實驗，以及實驗能力水平高不高。從認知 心理學的角度講，學習的實質就是學生對于教學材料 的認知加工，它會占用學生的認知資源，如果教師設 計的實驗晦澀難懂，抑或以“說實驗”來代替“做實 驗”，顯然會大大增加學生的認知負荷，極有可能將學 生主動探究的興趣給“澆滅”掉，并使學習過程變得無 趣和無效。久而久之，學生理所當然會認為物理很 “難”學了。相反，如果廣大教師都能夠直觀、準確、簡 潔地設計實驗，而且能夠按要求開好實驗課，豈不大 大減輕了學生的認知負荷，并且在“物”與“理”之間布 設了一個個方便行走的“木柱墩”了嗎？此時的“物理 之‘難'”，或許就不再是“難事”了。

其二，通過構設“物理思維‘三重融合'模型圖” 見圖4），從理論層面上揭開了“物理之‘難'”問題，究 竟是“因何而‘難'”和“‘難'在哪里”的關鍵性答案。

如上所述，既然實驗是物理學的基本屬性，是否 可以就此斷言它同時也是物理學的學科特性呢？答 案：非也。屬性能否等同于特性，關鍵在于它的唯一 性。在自然科學中，實驗是眾多學科的共有屬性，并 非物理學所獨有。那么，物理學特有的學科特性又是 什么呢？

團隊在常年深入中學一線的調研中，基于對大量 樣本的觀察和分析，總結出一個帶有普遍現(xiàn)象的規(guī)律 性問題。大家發(fā)現(xiàn)，對于大多數(shù)學不好物理的學生來 說，其學習物理最大的困難是理解上的困難。而理解 上的困難，則集中體現(xiàn)在學生解決物理實際問題過程 中存在著三個思維上的“堵點”：第一個“堵點”情況最 嚴重，表現(xiàn)在學生連起碼的看題和讀題都搞不懂，當 然也就談不上畫圖建模和列式計算了;第二個“堵點” 的情況盡管稍稍好一些，但也問題不少，表現(xiàn)在學生 看題讀題和理解題義已不存在任何困難了，但要他們 畫圖建模要不是畫不出來了，即使能畫出來很大可能 性也是畫錯了;第三個“堵點”的情況稍稍讓人安慰一 些，這部分學生總體上看讀題和畫圖都會做了，在解

題的方向把握上也大致沒有問題了，但最終要不是不 懂得列式運算，就是運算的結果做錯了。

這一現(xiàn)象無疑給了團隊以極大的啟示：三個思維 上的“堵點”，恰如三個“障礙”一般，橫亙在學生的面 前。而學生解決物理問題的整個過程，就像是跨欄跑 一樣，必須越過這三道“路障”，如果跨越過去了，就說 明學生解決物理問題的能力已經(jīng)具備了，假如跨越不 過去，則說明學生在解決物理問題時確實存在著現(xiàn)實 困難。由此可見，要真正學懂弄通物理，學生必須具 備跨越這三道“路障”的心智、技能和本領！

團隊在更深一層的觀察和分析中還發(fā)現(xiàn)，學生在 思考和解決物理問題過程中遇到的這“三個堵點”（即 “三道路障”的升級版），除了物理本身概念、定理和公 式一般說來都較為抽象難懂外，其實也跟教師“教”的 思維方式及輸出模式與學生“學”的接入模式及思維 方式，二者之間的適切狀態(tài)和緊密程度相關聯(lián)。如果 二者處于“正相關狀態(tài)”之中（即契合度高 ，耦合度 大），說明學生對教師的“教”是比較適切的;反之，如 果二者處于“負相關狀態(tài)”之中（即契合度低、耦合度 ?。?，則表明學生對教師的“教”不僅“不適應” ，而且很 有可能已經(jīng)感到“吃力”了。后者也從一個側面充分 說明了，此時學生表現(xiàn)出來的學習物理之“難”，不僅 存在著跨越“三道路障”的能力之“難” ，很大可能性還 疊加了“教”與“學”之間因“錯配”造成的相互適切之 “難”。

這是團隊從現(xiàn)象分析中得到的兩個重要結論。

而當團隊從現(xiàn)象分析深入到模型建構時，又相繼 獲得了兩個重要的發(fā)現(xiàn)。

在心理學中，根據(jù)思維任務的性質、內容和解決 問題的方法不同，一般將思維分為實踐思維（具物思 維）、形象思維（具象思維）和邏輯思維（抽象思維）。^[2] 實踐思維是指以實際動作為支柱的思維;形象思維是 指以事物的具體形象和表象為支柱的思維;邏輯思維 則是以概念、判斷、推理等形式進行的思維。

當團隊將思維的三種形態(tài)，與學生遇到的上述思 維上的三個“堵點”，交互分析比對時，大家驚奇地發(fā) 現(xiàn)，三種思維與“三個堵點”恰好一一對應起來了。第 一個“堵點”對應實踐思維，第二個“堵點”對應形象思 維，第三個“堵點”對應邏輯思維。第一個“堵點”呈現(xiàn) 出來的情況，說明是學生的實踐思維出了問題，而實 踐思維出問題的原因，則可以合理性的推斷是由于 “以實際動作為支柱”的實踐性教學環(huán)節(jié)（主要是實 驗）要么是缺失了，要么是學生還沒有從實驗教學和 實驗操練中真正理解和掌握實驗的目的與要義;第二 個“堵點”的情況，則說明是學生的形象思維出了問 題，而形象思維出問題的原因，則是要求“以事物的具 體形象和表象為支柱”的物理建模（主要是畫圖、作圖 和圖示）出問題了，學生要不是不會畫圖建模，要么就 是在圖示中沒能準確地表達出來;第三個“堵點”的情 況 ，對應的是邏輯思維出了問題 ，而邏輯思維出問題 的原因，往往是要求“以概念、判斷、推理等形式進行” 的邏輯演算（主要是公式、定理及列式運算）出問題。

團隊在模型推演中進一步發(fā)現(xiàn)了，學生解決物理 問題的整個過程，就像是穿越了三個不同的“場景”。 第一個場景是“現(xiàn)實場景”，即看題讀題，掌握問題的 要領;第二個場景是“物理場景”，即畫圖建模，找到解 決問題的方法和路徑;第三個場景是“數(shù)理場景” ，即 列式運算，求得問題的最終結果。學生在解決物理問 題過程中自然生成的這“三個場景”，不僅與上述三種 思維活動相適配，同時還與“三個堵點”的表現(xiàn)情況相 吻合?，F(xiàn)實場景對應實踐思維，與第一個思維“堵點” 的情況相適配;物理場景對應形象思維，與第二個思 維“堵點”的情況相適配;數(shù)理場景對應邏輯思維，與 第三個思維“堵點”的情況相適配。一般說來，這自然 生成的這“三個場景”，從一開始就有可能給學生“設 置”三道無形的“障礙”;而三道無形的“障礙” ，如果沒 能及時得以排解，則很可能進一步發(fā)展成為三道有形 的“路障”;而一旦形成了三道“路障”，則完全有可能 進一步演變成為三個思維上的“堵點”，甚至演變成為 學生不可逾越的學習上的三個“難點”。這不就是整 個研究團隊一直在苦苦追尋的所謂的“物理之‘難'”， 究竟是因“何”而難和“難”在哪里的關鍵性答案嗎？

找到了問題的癥結，當然要對“癥”來下“藥”了。 簡而言之，就是要求教師和學生必須結成“學習共同 體” ，將解決物理問題時需要穿越的“三個場景”以及 由此可能生成的三道無形的“障礙”，在有可能形成有 形的“路障”之前，要千方百計把它排除掉 ，讓“障礙” 不再形成“路障”;而沒有了“路障” ，當然也就沒有了 “堵點”;沒有了“堵點” ，學習也就不存在困難和問題 了， “三個場景”不就因此“三重融合”成了單一的“大 物理場景”了嗎？（詳見圖4）

由此看來，正是物理學的這種“思維特質”，決定 了物理課的“教”與“學”或許是一個特殊的案例，它不 僅需要實踐思維做基礎，也需要形象思維來支撐，更 須臾離不開邏輯思維來協(xié)同配合并發(fā)揮作用?；蛟S 在別的學科的教與學過程中，也不同程度地存在著類

似的“三個場景”“三個堵點”甚或“三重融合”的情況 和特征，但可以肯定地說，它們都沒有物理學科來得 這么突出、這么鮮明、這么有學科特點。同時，正是物 理思維遞次呈現(xiàn)出來的“具物性”“具象性”和“抽象 性”的“三階思維”特性，不僅體現(xiàn)了一個人認識物理 世界從低階向高階不斷躍進的發(fā)展過程，而且與其相 對應并在其中起關鍵性支撐作用的三種思維活動以 及三種思維能力，則完美構設了物理學科“科學思維” 所特有的“三階思維內核構架”（參見圖4）。這不就是 研究團隊一直夢想著要為學生搭建起一座跨越“物” 與“理”之間“木棧橋”的真正目的及意義嗎？

如此一來，在“木柱墩”之上架設起“木棧橋'，不 就成了一座“希望之橋”了嗎？

有意思的是，團隊構設的上述模型，恰恰與教育 部2017年印發(fā)《普通高中物理課程標準（2017年版）》 以下簡稱“新課標”）的精神是相契合的。新課標指 出，學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學 生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品 格和關鍵能力。物理學科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀 念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方 面。^[3]可以說，物理課的教與學，其實就是在教師的指 導下，學生經(jīng)歷科學探究，掌握學習方法，鍛造科學思 維，形成物理觀念，養(yǎng)成科學態(tài)度，并為日后擔當作為 甚或科學發(fā)現(xiàn)奠基鋪路的過程。

以上的發(fā)現(xiàn)和結論，其實也是團隊在實踐層面上 探求破解物理之“難”的邏輯起點和實踐遵循。

四、物理新思維的教學主張 首先，從具物化的思維特性來看，實踐思維強調 以物表征” ，交互通道是“觀察”和“實驗”。對教師來 說，就是要使物理課的教學，盡可能采取“具物化”的 方式方法來進行，以讓學生在學習中或可近距離地觀 察，或可真實性地感知，或可有憑借物地想象，譬如， 教師應該將教材中那些體現(xiàn)重要物理思想的教學實 例，凡適宜搬到大自然當中去觀察與實踐的，就要盡 可能地把課堂搬到大自然里去（自然實驗）;不能搬到 大自然去的，就要盡可能地采用演示實驗來進行;對 于那些不能用演示實驗來進行的，則要盡量采用直觀 的語言、形象的比喻、風趣的講解，來給學生建立近似 具物化”的場景，以讓學生易理解、可感知、能想象， 增強教師“輸出模式”與學生“接入模式”的“同頻共 振”。而對學生來講，則應將自己在“觀察”和“實驗” 中的所見所聞所悟，時時匯聚在與教師的交流互動之 中，以讓自己的思維“節(jié)律”，能夠跟上教師教學行進的“節(jié)奏” ，構建起師生之間“同頻共振”的理想“節(jié)拍 詳見圖5中的左邊列）。

其次，從具象化的思維特性來看，形象思維強調 “以圖示意”，交互通道是“模具”和“圖示”。對教師而 言，就是要使物理課的教學，盡可能的采取“具象化” 的方式方法來進行，以讓學生在學習中或可真實性地 模擬，或可表列式地歸納，或可圖像式地表達，或可采 取擬人化或擬物化的場景圖示來進行綜合呈現(xiàn)等，譬 如自制教具，雖制作簡易，但表現(xiàn)力超強，不僅可以巧 妙解決教學中的諸多難題，也可讓學生在真實性的模 擬中產(chǎn)生極大的震撼與啟迪，這就是心理學上常講的 “模具”的作用與意義;又譬如運用圖表式呈現(xiàn)方式 往往教師“略施巧計”，就可以將一大堆看起來雜亂無 序、枯燥乏味的數(shù)據(jù)（包括實驗數(shù)據(jù)） 、公式、定理、結 論等，一下子直觀的“勾連”出其中的意義和要領;再 譬如，團隊創(chuàng)建的“新概念具象式思維導圖”（簡稱“新 思維具象圖”，參見圖2） ，就是一個成功的可視化教學 案例。這些方式方法，不僅是貫通教師“輸出模式”與 學生“接入模式”相互適切的有效手段，還是實現(xiàn)師生 交相互動達致最高“契合度”和最大“耦合度”的理想 途徑。

再次，從抽象化的思維特性來看，邏輯思維強調 “以式達義” ，交互通道是“數(shù)形結合”“數(shù)理演算”“數(shù) 學建模”和“數(shù)理直覺”。對教師來說，就是要使物理 課的教學。