專題講座
初中物理教學中的能力培養
顏季州（北京教育學院朝陽分院，高階教師）
心理學中，能力是指人們順利地完成某種活動的必要條件。心理學家指出:如果乙個人能夠迅速和成功地掌握某種活動，比其他人較易於得到相應的技能和達到熟練程度，並且能取得比中等水平優越得多的成果，那麼這個人就被認為是有能力的。
在物理教學中，作為物理教師，要注意用合理的方法使學生獲得最基本的物理知識，同時，更要注意物理能力的培養，這也是課程改革與課堂教學改革的重點所在。
一、初中生物理能力的分析
根據九年義務教育初中物理教學大綱的要求，結合作者的初中物理教學經驗認為，初中學生的物理能力可以根據初中生的年齡特點和學習心理特徵進行分類。
（一）觀察能力
觀察能力是指觀察目的清晰，明確觀察物件的主要特徵及其變化的條件。觀察的方法有許多，初中學生適合的方法主要有下列幾種:
1.整體觀察法
從整體形狀、結構、布局等不同側面進行觀察。如對一些常見的電器、熱機、簡單機械的觀察。
2.區域性觀察法
從某一區域性的形狀、構造、功能及其和整體的關係等某一特定的角度去觀察，以獲得對區域性的具體感知。如觀察體溫計的構造，觀察密度計的結構等。
3.現象觀察法
感知觀察物件發生的全部現象，以及現象的性質，發生的條件，發生現象的具體部位、特徵等。如觀察證明大氣壓存在的現象「瓶子吃雞蛋」、「紙片托住一杯水」等等。
4.過程觀察法
觀察物件隨時間、空間的變化情況，它在變化過程中呈現的規律性以及這種變化的階段性。例如「傻瓜相機原理分析」；「用歐姆定律解釋短路和斷路」等教學策略。
（二）實驗能力
實驗能力指了解實驗目的，理解實驗原理，會正確地使用儀器，會做必要的記錄;會根據實出簡單的實驗報告。初中物理的實驗有很多，我們把它們分成最基本的三類，測量性實驗、驗證性實驗、研究性實驗。測量性實驗重點突出基本測量工具的使用，測量方法設計和測量資料的處理，（與之伴隨的能力培養——體驗、感知「估測」「目測」「一找準」）驗證性實驗重點理順實驗步驟的合理性和順序性;而研究性實驗則側重於實驗過程的合理性和實驗結論的規律性。
教師在教學中要提醒學生注意下列問題並重點加以指導:
(1)實驗原理應簡明；
(2)實驗步驟順序要合理清晰，內容只涉及操作過程，文字表達要準確明了；
(3)實驗資料和現象的記錄，如果是以列表形式，在**的設計和記錄的規範上要嚴格要求。總之，從乙份完整的實驗報告當中要能充分體現到學生實驗能力的強弱和物理素養水平。
（三）思維能力
物理思維是將物理觀察與實驗得到的感性認識上公升為理性認識，並獲得新的理性認識的過程。物理思維能力是順利地進行物理思維，獲取正確思維結論的個性心理特徵。
根據初中學生的心理特徵，在初中物理教學中，我們要重點培養如下思維:
1.分析
是將研究物件分解為部分，然後逐一加以研究的邏輯方法，便於對整體事物當中區域性的、個別的、特殊的性質加深認識，是最終認識整體事物的基礎。
2.綜合
將分立的研究物件或分析後的各部分的結論重新組合，並形成乙個新的整體。
例如在學習「凸鏡單元」時，體現「折射→透鏡→焦距→成像→相機→眼鏡」學科邏輯，從而完成對「凸透鏡成像規律」的認識與應用。（常見問題：知識點割裂）
3.比較
即找出幾個或幾類事物間的共同點和差異點。比較的結果直觀表現為乙個正確的判斷，但當它與抽象、概括、歸納相聯接時，通常會導致物理概念、規律的建立。例如：
同樣是浮力應用，但潛水艇與熱氣球所控制的變數不同；同樣是顏色問題，色光三原色與顏料三基色體現不同的疊加規律;教學中經常運用「對比」使學生完成知識建構的「同化」和「順應」過程。
4.抽象
即抽出研究物件的本質內容，捨棄非本質內容。如研究各種物體間的作用:人壓桌面，馬拉車，起重機提公升重物，首先要捨棄物體的生活概念，再捨棄一些與力相關甚小的因素，繼而分離出運動，速度等非本質的物理因素，突出相互的作用、速度改變、物體形變等本質因素和共同點，最終形成力的整體概念。
（四）實踐能力
實踐能力是指應用物理學知識、原理、規律，分析和解釋一些實際問題，進行簡單的計算。
教師應設法創設更多的「真實情境」。（手段多樣化）
二、初中學生物理能力培養的對策、途徑與案例分析
1.依據教學內容特點，在落實「過程和方法」目標中實施能力培養；（關鍵區別「同化」與「適應」）
2.通過實驗創設情境，培養解決簡單實際問題的能力、物理建模能力；
3.在習題教學中，挖掘習題中的「能力點」、難題「分層」；爭取新課階段「分散難點」（例：從試題中反思教學目標的制訂）
4.在複習過程中，注重知識的橫、縱向聯絡培養歸納、概括的能力；體驗頓悟。（例：折射→透鏡→成像→相機單元的學科邏輯及能力培養）
思考問題：
「凸透鏡成像規律」的表述為什麼用f參量？
在不知道f的情況下，怎樣判斷「像的性質」？
實際教學中，為什麼有人常常忽略（迴避）f概念的落實？
5.在身邊的生活中選用「鮮活的」轉化為教學資源，培養學生解決實際問題的能力（電視、網路、等各種**中存在大量可利用的教學資源。器材不要侷限於實驗室）。
充分利用多**技術，與傳統實驗配合，豐富認知方式，拓展學生觀察能力。
充分利用「好課件」的優勢——「對比」案例（「三色」不怕混淆）
生活中的遊戲「**」——撞球與物理（黃福坤課件）
習題（2010北京中考物理第32題）
思路多樣化：
觀察「像的性質」；
「物距與焦距的比較」；
「物距與像距的比較」
反思：如果屏上的像「不畫出來」行嗎？
這個題的「生活背景」是什麼？
照相機不能獲得放大的像嗎？（微拍例項、可逆性原理、接圈或附加鏡）
在當前的課程標準和結構下，初中學生物理能力培養的出路在於教師教學觀念的轉變和課堂教學改革。乙個重視學生能力培養的物理教師，在教學觀念上要認準幾點:
（一）突出學科特點，培養學生的學科素養和學科能力
物理學科的特點主要是實踐性，物理學是一門以實驗研究為基礎的科學，必須以實驗為基礎。研究方法則是建立物理模型，把動形式作物理概括和抽象，抓住事物的主要特徵而捨去其次要因素，形成簡單化的物理模型。
多年傳統教學的經驗表明，能力培養必須以知識為「載體」，有經驗的教師能夠很好地把握「知識點」與「能力點」的對應關係；往往能夠「系統地」規劃（中、長期）、落實能力培養。
在「備課階段」，教學「重點」「難點」的確定和「突出」「突破」的手段是和「能力培養」密切相關的。有經驗的物理教師常常在這個地方體現「個人教學特色」（獨到的解決策略），在「落實知識」的過程中「培養能力」；而這種「能力培養意識」，恰恰是缺乏經驗的青年教師，常常感到困惑的地方（處理不好「知識與能力」的關係）。
歸納和演繹是一切科學研究常用的兩種思維方法。實際中這兩種思維方法到處可見，問題在於我們老師要充分利用一切機會和可能，努力發拙和發展這些潛在的積極因素，有意識地培養這兩種思維能力，而不能只停留在知識的傳授上。當然，不是每節課都要進行歸納能力和演繹能力培養，要看教學內容，有了「能力培養意識」遇到機會就不會放過。
例如：「摩擦起電兩種電荷」教學，能力培養的核心是「歸納能力和演繹能力」；教師教學設計中要「突出」能力培養意識，運用「窮舉法」合理安排實驗步驟、階段結論）
案例：兩種電荷演示實驗——（強調步驟的合理性和邏輯自恰，關鍵講清「只有」）
實驗裝置：
在鐵架台上固定1m左右的塑料橫桿，分別在兩端用絲線懸掛金屬鉤（乙個支架不夠用）。玻璃棒、橡膠棒、塑料棒、絲綢、毛皮、有機玻璃尺子、陶瓷、木棒…等材料
分析：步驟1用「窮舉法」說明「相同的電相斥」；步驟2提出質疑「是否不同材料帶電不同呢？」步驟3～5再用「窮舉法」說明「所有帶電均屬於玻棒、膠棒中之一種」。
連續兩次運用「窮舉法」，在初中物理其它實驗中是不多見的，但具有科學**方法的「典型性」（例：「磁極」、「元素週期表」等），因此在這節課中，讓學生「體驗」「窮舉法」是「恰當不過」的；在教學要求中作為「零級目標」處理（不要求必須掌握）。
提示：1、注意區分帶電棒的兩端（作「標記」）；2、以上討論排除「不帶電」情況。
案例：「短路、斷路」的理想模型；
目標：用歐姆定律解釋「短路」和「斷路」
思路：通過變化電路中，變阻器的作用，體驗電壓、電流變化規律；用變阻器的兩個「極端值」引出「短路」和「斷路」（理想模型）；由此進一步拓展應用——使用電壓表檢測「斷路」，解決實際問題。
（2010北京考題第10、22、37題重複出現該電路）
其它思路分析：有教師此處強調「電壓表本身」是個電阻很大的用電器，由此電壓分配就很大（接近電源電壓）；並要求學生分析電流路徑。
還有引入「內電路」、「外電路」概念。
（運用「理想化模型」還有：牛一定律、伽裡略理想實驗、滾擺與永動機、理想氣體分子等）
（二）配合課堂教學型別實施的能力培養
1.受力分析中的「系統思想」（通過「歸一化」簡化分析思路）
（1）潛水艇的受力分析（儲水倉的水，看作是整體的一部分。浮沉子同理）
（2）典型題「滾動油桶上台階」，為什麼一些學生聯想不到「槓桿平衡條件」呢？
案例：相機拍日出的結果（焦點、焦距與成像的關係，傻瓜相機策略）（彭夢華案例）
反思：強化「焦點、焦距」的教學策略（系列）。（增加：不同f透鏡比較、測f、自製相機等活動）
案例：質疑「像的性質描述」——①活動體驗；②嘗試使用數學語言描述（映象、旋轉、蠟燭改「f」的好處）
（三）充分體現學生的主體性和教師的主導性
要讓學生主動參與情景的創設、知識的探索、科學而規範的操作、問題的**與擴充套件，而教師只是在關鍵時候起「點拔」的作用，讓學生真正體驗到學習的快樂，培養他們追求科學、探索科學的精神[5]。
在初中生物理能力培養的過程中，要注意兩點:
1.能力的發展與培養要與知識的掌握互相促進。片面的只掌握知識或完全拋離知識而去發展所謂的能力，都不利於學生能力的提高。
2.能力的培養要注意與初中學生的生理和心理發展相適應。因為能力的發展是以學生身心發展為基礎的，拔苗助長、急於求成只能讓培養能力的願望落空。
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