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摘 要：物理思想是物理思维方法的灵魂，为提升学生核心素养，以物理思想为教学起点和学习终点，统领高中物理教学。“螺旋式发展” 教学策略符合学生思维发展的阶段性与理解水平的阶段性。“从做中学” 动手做重演发生形成和发展过程，让物理思想在头脑里产生出来，教师只充当思想形成的“催化剂”，使学习成为学生“亚研究” 、“再创造”的过程。
关键词：物理思想；物理教学；螺旋式发展；从做中学
引言
在高中物理教学中普遍忽视了学科思想的教学，强调知识的教学，却又使学生的知识学习陷入庞杂、零散而缺乏整合；强调解题技巧的训练，却又使学生的技能学习停留于浅表、机械的水平而缺乏创造。如何才能保持对物理的兴趣，把学生带到快乐学习的境界之中，关键就是能否在“物理思想”层面上去学物理。
1 对物理思想的认识
1.1 物理思想
物理思想是人们在研究物质性质、相互作用和运动规律的自然科学反映在人的意识中经过思维活动而产生的世界观，是物理学的基本观点及处理和解决问题的观念和逻辑定式以及看待问题的情感、态度，是物理思维方法的灵魂。
物理教学应以物理思想为教学起点和学习终点。学生实现三维目标不是像坐标轴相分离的过程，而更应该是像一个三棱锥塔的三个面一样，当人们站在塔的不同侧面的底部时，他们之间相距很远，但当他们爬到塔的高处时，他们之间的距离就近多了。以此推理三维目标将随着高度的不断上升而不断接近，并在顶点达成统一的物理思想，进而提升核心素养。
1.2 物理思想的发展及中学几个重要的物理思想
亚里士多德，以物质运动及其与时间、空间、周围物体的关系及物质本原为研究对象，重视观察，强调思维逻辑的作用，首先引用数学方法来考察具体物理定律。伽利略，把科学实验思想方法首次引入物理学中，开创了以实验事实为根据具有严密逻辑体系的近代科学。牛顿，因果决定论，其核心是力和力所决定的因果性，认为找到了力的规律就是找到了对运动现象的解释。爱因斯坦，坚信自然界的统一性和合理性，对自然界的统一性、相对性和规律性的理解，是他生活的最高目标。
在高中物理教学中，应该渗透的几个重要的物理思想。
等效思想。如力的合成与分解、等效电阻、电路、电源等。从历史故事曹冲称象引出等效思想，在力的合成实验原理中体现力的作用效果的等效代替。
模型思想（物理模型、理想模型）。对实际问题简化为物理原型，再现原型的本质。如，小到质点、点电荷基本物理模型，大到知识体系“地心说”、“日心说”、“宇庙大爆炸”物理建模思想。
数理思想（极限、微元、控制变量思想）。在瞬时速度定义中，应用数学极限思想；在运动规律描述中，结合数学函数原理；在运动合成与分解中，通过引用“刘徽割圆术”事例体会“化曲为直”的思想；由量变到质变的辩证思想，牛顿通过数学计算预见了发射人造卫星的可能性；在探究牛顿第二定律加速度时，渗透控制变量思想。
守恒思想。质量、电量、能量、动量守恒，包含“东西守恒”与“变中不变”，“有得有失”与“心理平衡”的思想。
2 以物理思想统领高中物理教学的思考
2.1 物理思想统领高中物理教学的必要性
爱因斯坦指出：“在建立一个物理学理论时，基本观念起了最主要的作用。物理书上充满了复杂的数学公式，但是所有的物理学理论都是起源于思维与观念，而不是公式。”从物理思想的视角和高度来把握高中物理教学，可获得“由授人以鱼变授人以渔”的教学效果。在教学中，关注物理学家如何提出科学问题，他们在思考和解决物理问题过程中有哪些关键环节；关注在物理知识形成过程中，形成了哪些思想方法；关注物理学在研究自然的过程中形成了什么思想，这些思想又是怎样发展并演化成为今天的物理思想[1 ]。
2.2 以物理思想统领高中物理教学的探究
2.2.1 螺旋式发展教学策略，形成科学的物理思想
布鲁纳提出“螺旋式教学”，就是采用与学生思维方式相符的教学形式，随着学生成长，不断拓广和加深学科的内容，使之在课程中呈螺旋式上升态势的教学模式。物理学知识要求学生的物理思想、思维能力必须按螺旋式发展，因此教师在教学过程中应当引导学生对相关知识物理思想进行有效的联系和对比，需要构建螺旋式上升高中物理教学体系，“螺旋式发展”是学生思维发展的阶段性与理解水平的阶段性的综合反应 [2 ]。
前期，初步形成高中物理思想，进入螺旋式上升的初期。这阶段目标要求是从初中过渡到高中，设置合适的阶梯，让学生体会初高中物理的异同，逐步形成物理思想雏形。初中以观察、实验为基础，教材内容是简单的物理现象和结论，对物理概念和规律的定义与解释简单粗略，研究问题大多是单一的对象，单一的过程、静态的简单问题；高中物理教学则采用观察实验、抽象思维和数学方法相结合，对物理现象进行模型抽象和数学化描述，要求通过抽象概括、想象、假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律，研究解决的往往是涉及对象多个状态、多个过程、动态的复杂问题。对思维能力要求高，要有全面完善的物理思想的指导。
中期，目标要求学生能适应高中物理的学习环境，从螺旋的上升期过渡到螺旋的平衡发展期，形成比较成熟的物理思想。熟练掌握建立理想物理模型的思维方式，能用控制变量法进行分析，能应用数学知识解决物理问题。充分利用场理论和守恒定律学习，全面发展科学的物理思想。在电磁学中，将学生带入“场”的想象中，进入微观世界的思维方式，要注意培养学生的想象能力和应用数学知识解决物理问题的能力（数理思想），提升学生空间思维能力。要特别注重“最近发展区”的理念，从场的对称性和力的等效思想分析入手，帮助学生逐步掌握场和微观世界的物理思想，实现物理思想的转换。通过力的平衡、机械能守恒和能量守恒等内容学习，形成多角度分析问题的意识和能力，形成既考虑部分又考虑整体的物理思想。体会牛顿经典物理简单、和谐、统一的思想。通过原子物理的学习，活跃学生的思想，初步实现从经典物理思想向量子化思想的转变，体会爱因斯坦的物理思想。 后期，是完善物理思想的阶段，要求学生能站在物理思想的高度看待物理问题形成综合能力。既能用牛顿的因果决定论的运动规律和天地统一思想来分析解决问题，也能用守恒思想从部分与整体的关系来分析解决问题。既能用理想化模型（模型思想），抓住主要问题来思考问题，又能用控制变量（数理思想）全面思考问题。我们要充分利用和把握物理知识的这种螺旋式结构，并通过探讨螺旋式结构与物理教学之间的关系，认清物理学习、思想形成的螺旋式发展的特点，注重知识结构的内在联系，加强知识的层次性建构，使学生对物理思想的形成，实现“螺旋式发展”的高效性。
2.2.2 从做中学教学策略，形成科学的物理思想
杜威提出了“从做中学”的基本原则，他认为学生应该从自身的活动中进行学习，以使学生的兴趣和需要得到满足。强调在教学过程中，要唤起学生思维，将模糊的、疑难的情况转变为清晰的、确定的情境，强化体验以唤醒思维，形成科学思想。动手做重演发生形成和发展过程，让思想在头脑里产生出来，教师只充当思想形成的“催化剂”，使学习成为学生“亚研究”、“再创造”的过程。物理思想是一种智慧，表现在经验和思考的过程，智慧是悟出来的，高中生获得物理思想的基本方式与目标要求是“感悟”。感悟，来源于亲身经历与感受，让学生亲自操作，认真感悟过程，自主建构物理知识体系。
例如，“物体的运动是否需要力来维持？”这不单是知识性问题，它涉及到人平时生活中的观念甚至是处事哲学。不懂物理的人，往往被表面现象错觉所左右，甚至是亚里士多德那样的伟人都如此。虽然现在的学生，并不受亚里士多德的直接影响，但却有亚里士多德一样的自然认识。在教学中应该通过动手做体验真理，让小球从同一斜面滚下，在不同的水平接触面上运动的距离不同；让不同的小球（铁球、木球、乒乓球）从同一高度下落，从空气进入水中，感受运动的不同变化，从而破除“力是维持运动”的观点；利用小球冲上斜面与竖直向上抛出，观察刚开始上升阶段到下落过程前后不同的变化，破除有“冲力”和“抛力”的错误认识。
物理模型来自生活，在研究抛体运动时，各类抛体运动模型建立来自体育运动，通过学生参与乒乓球、排球、篮球、铅球等各种活动，科学建模，将复杂问题简单化、形象化、模型化，揭示原型特征和本质，“从做中学”形成模型思想。如（2015年全国I卷第18题）一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图1所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是多少？本题考查平抛运动规律和空间想象力，考查学生的建模能力（模型思想）。又如，排球扣球问题，如图2所示，排球场总长为18m，设网高为2.5m，假设从对方飞来一球，刚好在3m线正上方被后排强攻击回。假设排球被击回的初速度方向是水平的，将排球视为质点，且排球在飞行过程中所受空气阻力和浮力均不计。（1）若队员击球点的高度为2.25m，则球击回的水平速度应在什么范围内才能使球既不会触网也不会出界？（2）若队员仍从3m线处竖直起跳，起跳高度y满足什么条件时，会出现无论球的速度多大都是触网或出界？这样的问题，既训练了平抛建模，又能结合数理思想与空间想象能力解决复杂的物理问题。“从做中学”有效提升学生的物理思想和学科素养。
参考文献：
[1]冯华.以物理观念统领物理教学[J].中学物理教与学，2014（10）：3.
[2]夏良英.构建螺旋上升式高中物理教学体系的探讨[J].物理教师，2014（9）：19.
关键词：物理思想；物理教学；螺旋式发展；从做中学
引言
在高中物理教学中普遍忽视了学科思想的教学，强调知识的教学，却又使学生的知识学习陷入庞杂、零散而缺乏整合；强调解题技巧的训练，却又使学生的技能学习停留于浅表、机械的水平而缺乏创造。如何才能保持对物理的兴趣，把学生带到快乐学习的境界之中，关键就是能否在“物理思想”层面上去学物理。
1 对物理思想的认识
1.1 物理思想
物理思想是人们在研究物质性质、相互作用和运动规律的自然科学反映在人的意识中经过思维活动而产生的世界观，是物理学的基本观点及处理和解决问题的观念和逻辑定式以及看待问题的情感、态度，是物理思维方法的灵魂。
物理教学应以物理思想为教学起点和学习终点。学生实现三维目标不是像坐标轴相分离的过程，而更应该是像一个三棱锥塔的三个面一样，当人们站在塔的不同侧面的底部时，他们之间相距很远，但当他们爬到塔的高处时，他们之间的距离就近多了。以此推理三维目标将随着高度的不断上升而不断接近，并在顶点达成统一的物理思想，进而提升核心素养。
1.2 物理思想的发展及中学几个重要的物理思想
亚里士多德，以物质运动及其与时间、空间、周围物体的关系及物质本原为研究对象，重视观察，强调思维逻辑的作用，首先引用数学方法来考察具体物理定律。伽利略，把科学实验思想方法首次引入物理学中，开创了以实验事实为根据具有严密逻辑体系的近代科学。牛顿，因果决定论，其核心是力和力所决定的因果性，认为找到了力的规律就是找到了对运动现象的解释。爱因斯坦，坚信自然界的统一性和合理性，对自然界的统一性、相对性和规律性的理解，是他生活的最高目标。
在高中物理教学中，应该渗透的几个重要的物理思想。
等效思想。如力的合成与分解、等效电阻、电路、电源等。从历史故事曹冲称象引出等效思想，在力的合成实验原理中体现力的作用效果的等效代替。
模型思想（物理模型、理想模型）。对实际问题简化为物理原型，再现原型的本质。如，小到质点、点电荷基本物理模型，大到知识体系“地心说”、“日心说”、“宇庙大爆炸”物理建模思想。
数理思想（极限、微元、控制变量思想）。在瞬时速度定义中，应用数学极限思想；在运动规律描述中，结合数学函数原理；在运动合成与分解中，通过引用“刘徽割圆术”事例体会“化曲为直”的思想；由量变到质变的辩证思想，牛顿通过数学计算预见了发射人造卫星的可能性；在探究牛顿第二定律加速度时，渗透控制变量思想。
守恒思想。质量、电量、能量、动量守恒，包含“东西守恒”与“变中不变”，“有得有失”与“心理平衡”的思想。
2 以物理思想统领高中物理教学的思考
2.1 物理思想统领高中物理教学的必要性
爱因斯坦指出：“在建立一个物理学理论时，基本观念起了最主要的作用。物理书上充满了复杂的数学公式，但是所有的物理学理论都是起源于思维与观念，而不是公式。”从物理思想的视角和高度来把握高中物理教学，可获得“由授人以鱼变授人以渔”的教学效果。在教学中，关注物理学家如何提出科学问题，他们在思考和解决物理问题过程中有哪些关键环节；关注在物理知识形成过程中，形成了哪些思想方法；关注物理学在研究自然的过程中形成了什么思想，这些思想又是怎样发展并演化成为今天的物理思想[1 ]。
2.2 以物理思想统领高中物理教学的探究
2.2.1 螺旋式发展教学策略，形成科学的物理思想
布鲁纳提出“螺旋式教学”，就是采用与学生思维方式相符的教学形式，随着学生成长，不断拓广和加深学科的内容，使之在课程中呈螺旋式上升态势的教学模式。物理学知识要求学生的物理思想、思维能力必须按螺旋式发展，因此教师在教学过程中应当引导学生对相关知识物理思想进行有效的联系和对比，需要构建螺旋式上升高中物理教学体系，“螺旋式发展”是学生思维发展的阶段性与理解水平的阶段性的综合反应 [2 ]。
前期，初步形成高中物理思想，进入螺旋式上升的初期。这阶段目标要求是从初中过渡到高中，设置合适的阶梯，让学生体会初高中物理的异同，逐步形成物理思想雏形。初中以观察、实验为基础，教材内容是简单的物理现象和结论，对物理概念和规律的定义与解释简单粗略，研究问题大多是单一的对象，单一的过程、静态的简单问题；高中物理教学则采用观察实验、抽象思维和数学方法相结合，对物理现象进行模型抽象和数学化描述，要求通过抽象概括、想象、假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律，研究解决的往往是涉及对象多个状态、多个过程、动态的复杂问题。对思维能力要求高，要有全面完善的物理思想的指导。
中期，目标要求学生能适应高中物理的学习环境，从螺旋的上升期过渡到螺旋的平衡发展期，形成比较成熟的物理思想。熟练掌握建立理想物理模型的思维方式，能用控制变量法进行分析，能应用数学知识解决物理问题。充分利用场理论和守恒定律学习，全面发展科学的物理思想。在电磁学中，将学生带入“场”的想象中，进入微观世界的思维方式，要注意培养学生的想象能力和应用数学知识解决物理问题的能力（数理思想），提升学生空间思维能力。要特别注重“最近发展区”的理念，从场的对称性和力的等效思想分析入手，帮助学生逐步掌握场和微观世界的物理思想，实现物理思想的转换。通过力的平衡、机械能守恒和能量守恒等内容学习，形成多角度分析问题的意识和能力，形成既考虑部分又考虑整体的物理思想。体会牛顿经典物理简单、和谐、统一的思想。通过原子物理的学习，活跃学生的思想，初步实现从经典物理思想向量子化思想的转变，体会爱因斯坦的物理思想。 后期，是完善物理思想的阶段，要求学生能站在物理思想的高度看待物理问题形成综合能力。既能用牛顿的因果决定论的运动规律和天地统一思想来分析解决问题，也能用守恒思想从部分与整体的关系来分析解决问题。既能用理想化模型（模型思想），抓住主要问题来思考问题，又能用控制变量（数理思想）全面思考问题。我们要充分利用和把握物理知识的这种螺旋式结构，并通过探讨螺旋式结构与物理教学之间的关系，认清物理学习、思想形成的螺旋式发展的特点，注重知识结构的内在联系，加强知识的层次性建构，使学生对物理思想的形成，实现“螺旋式发展”的高效性。
2.2.2 从做中学教学策略，形成科学的物理思想
杜威提出了“从做中学”的基本原则，他认为学生应该从自身的活动中进行学习，以使学生的兴趣和需要得到满足。强调在教学过程中，要唤起学生思维，将模糊的、疑难的情况转变为清晰的、确定的情境，强化体验以唤醒思维，形成科学思想。动手做重演发生形成和发展过程，让思想在头脑里产生出来，教师只充当思想形成的“催化剂”，使学习成为学生“亚研究”、“再创造”的过程。物理思想是一种智慧，表现在经验和思考的过程，智慧是悟出来的，高中生获得物理思想的基本方式与目标要求是“感悟”。感悟，来源于亲身经历与感受，让学生亲自操作，认真感悟过程，自主建构物理知识体系。
例如，“物体的运动是否需要力来维持？”这不单是知识性问题，它涉及到人平时生活中的观念甚至是处事哲学。不懂物理的人，往往被表面现象错觉所左右，甚至是亚里士多德那样的伟人都如此。虽然现在的学生，并不受亚里士多德的直接影响，但却有亚里士多德一样的自然认识。在教学中应该通过动手做体验真理，让小球从同一斜面滚下，在不同的水平接触面上运动的距离不同；让不同的小球（铁球、木球、乒乓球）从同一高度下落，从空气进入水中，感受运动的不同变化，从而破除“力是维持运动”的观点；利用小球冲上斜面与竖直向上抛出，观察刚开始上升阶段到下落过程前后不同的变化，破除有“冲力”和“抛力”的错误认识。
物理模型来自生活，在研究抛体运动时，各类抛体运动模型建立来自体育运动，通过学生参与乒乓球、排球、篮球、铅球等各种活动，科学建模，将复杂问题简单化、形象化、模型化，揭示原型特征和本质，“从做中学”形成模型思想。如（2015年全国I卷第18题）一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图1所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是多少？本题考查平抛运动规律和空间想象力，考查学生的建模能力（模型思想）。又如，排球扣球问题，如图2所示，排球场总长为18m，设网高为2.5m，假设从对方飞来一球，刚好在3m线正上方被后排强攻击回。假设排球被击回的初速度方向是水平的，将排球视为质点，且排球在飞行过程中所受空气阻力和浮力均不计。（1）若队员击球点的高度为2.25m，则球击回的水平速度应在什么范围内才能使球既不会触网也不会出界？（2）若队员仍从3m线处竖直起跳，起跳高度y满足什么条件时，会出现无论球的速度多大都是触网或出界？这样的问题，既训练了平抛建模，又能结合数理思想与空间想象能力解决复杂的物理问题。“从做中学”有效提升学生的物理思想和学科素养。
参考文献：
[1]冯华.以物理观念统领物理教学[J].中学物理教与学，2014（10）：3.
[2]夏良英.构建螺旋上升式高中物理教学体系的探讨[J].物理教师，2014（9）：19.