① 物理研究中科學思維方法主要有哪些
探討物理創造性思維的特性(新穎性、靈活性、綜合性、跨越性)、過程(准備→孕育→頓悟→驗證)和結構(一個指針；發散、聚合思維——用於解決思維的方向性；兩條策略：辨證思維、縱橫思維——提供宏觀的哲學指導策略和微觀的心理加工策略；三種思維：抽象思維、形象思維和直覺思維——用於構成創造性思維過程的主體)；作出物理創造性思維的腦運作機制的猜想(物理創造性思維是物理抽象思維、形象思維和直覺思維在大腦內通過左右腦縱橫調控、聚合發散、辨證運作、優化組合的高級認識過程)；結合物理教學實踐提出培養、訓練物理創造性思維的方法和教學策略：1、激勵創造性思維的興趣與慾望；2、奠定創造性思維的三維基礎；3、孕育物理創造性思維的新方法；4、培養創造性思維的實踐能力和物化能力；最後總結成效和體會。
② 如何培養初中學生物理直覺思維的能力
知識是人們後天獲得的對客觀事物的認識，它反映了事物的現象、屬性和聯系。在中學階段不僅是要使學生獲得基礎知識，更重要的是要使學生學會獲得知識的過程和方法，即要培養學生的思維能力。思維能力是智力的核心，任何教育都不能不培養思維能力。我國古代，就有「授人以魚，只供一餐之需；教人以漁，則終生受益」之說，法國教學家第斯多惠曾說過，一個平庸的教師奉送真理，一個優秀的教師則叫人發現真理。我國的基礎教育雖然把培養學生的思維能力作力一個重要的教學目標，但是在應試教育的大環境中，並沒有把這項工作落到實處。很多學生在長時期的「灌輸式、抱著走」的教學方式下，獨立思考能力、創造能力等都受到不同程度的壓抑。例如在題海中走過來的學生進入大學以後，很長一時間都不能適應，主要是離開教師就不會思維。本文針對目前教學中的不足之處，就物理教學中培養學生思維能力發表一孔之見。
1 思維能力的概述
「能力是指人們順利完成某種活動所必須具備的個性心理特徵，是順利完成某種活動的必要條件的總和」。[1]傳授知識的培養能力是物理教學的重要任務，隨著現代科學技術的飛速發展，那種以傳授知識為主的教學方式已不能適應現代教育的要求，因此在物理教學中，必須重視對學生能力的培養。
1．1 思維能力的含義
所謂「思維能力是指深入思考問題，准確把握事物本質及規律性聯系，不為表面現象和各種干擾迷惑的能力」。[2]這種能力越高，就越能主動的、有效地學習新知識、運用所學的知識去解決實際問題的能力也就越強。
在培養學生思維能力方面，初中物理課程標准有著明確的要求，即「物理課程應改變過分強調知識傳承的傾向，讓學生經歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養學生終身的探索樂趣、良好的思維習慣和初步的科學實踐能力」。[3]
1．2 當前基礎教育在培養思維能力方面的現狀及現狀分析
隨著新課程標準的下達，明確提出了素質教育的口號，教育領導者也匯集各類教育英才尋找我國教育的出路，部分教師也已經認識到原有灌輸式教學需要改革。但是新的教學模式現在僅流於形式，即便使用了探究教學模式、研究性學習等，但通常仍是教師給學生的思維劃定一個框架，學生很難沖出這個定式。填鴨式的傳統教學模式，枯燥的教學方法仍然是主體，學生思維能力的發展受到嚴重阻礙。如何讓真正的素質教育實行起來，這條教育改革之路還非常漫長。
我2000年參加工作以來，一直擔任物理老師及班主任，在7年來的教學中，本人較系統的調查了該常德市三中學生思維能力的現狀，2006年11月份我總結了常德市三中學生思維方面的現狀及有關原因並以初三年級組279班、282班、283班為調查樣本，將調查指標分為五級，即很強、較強、一般、較弱、很弱，調查情況如下：
調查時間：2006年9月——2006年11月
調查地點：常德市第三中學
調查方式：批改作業、問卷調查及與老師和學生座談
調查對象：初三年級組279班、282班、283班
調查結果：
表1學生思維能力表現
很強
較強
一般
較差
很差
初279
8%
15%
40%
20%
17%
初282
4%
10%
40%
20%
26%
初283
4%
6%
25%
35%
30%
上表中初279班為初三年級組生源較好的班級，而282、283為普通班級，從表中的數據也可以大體看出，學生思維能力總體水平是較差的。調查結果也體現了現在大體的水平，從這典型的一部分的們窺見現在大多數的學生性思維能力水平，這種現狀的存在，有教師方面的問題，也有學生方面存在的問題：
（一） 教師方面
（1） 大多數老師重知識傳授，重機械訓練，課堂教學嚴重忽視學生自主思維創新；
（2） 在教育觀念、教育思想上仍沒有實現由「應試教育」向「素質教育」的轉軌；
（3） 在教學方法、教學模式上伯趨向單一性，害怕學習和借鑒新的教研成果，為中考
升學率保險起見，教師不敢採用多樣化的教學法滿足學生獨立思考的需要。
（二） 學生方面
長期以來，由於受應教育的影響，學生學習物理的方法就是多做題，沉浸在題海里，就像大多數的參考書也就是取名叫「題海」，學生為了在考試中得到好成績，做得最多的事就是背公式、背定律、定理，對同一種計算題反復打磨，最終來達到考試高分的效果。傳統教學下，往往有一套定格的思維模式把學生的思維框定在機械的思維界域內，學生獨立思考問題的能力也僵化了，日久天長就養成了思維的惰性和依賴性。
（三） 教育制度方面
教育制度轉換也還存在大的問題，雖然新的課程標准提倡素質教育，但是上級對學校的評估還是以合格率、優秀率、升學率、平均分來看，各個學校的排名也是按各種中考、升學評分決定，各個學校的招生難易也是看這個學校的升學率、排名，而現在的考試仍然是應試考試，各個學生都是試卷上分英雄，所以學校真正實行素質教育還存在一定的難度。且大部分的教師已習慣那種傳授式的教學，安靜的課堂，勤奮做題的學生。
在上表中普通班的學生思維能力水平較低，更是因為老師一般認為該類學生底子差，沒有必要進行思維能力的培養，只要求他們記住一些重要的概念和公式，記憶力好的就是強者，所以他們總的思維能力水平也就最差。
經本人長時間的調查以及學生生涯的親身體會發現，我國基礎教育在培養學生思維能力在觀念、方式等方面存在的不適應的方面主要表現在以下二個方面：
（1） 把學生當成記憶的「容器」
我們的基礎教育，太注重記憶，總認為學習就是吸收知識，而把知識都記在了腦子里就認為是真正學到了東西，就象中央電視台青年歌手大獎賽的素質考試那樣。素質，就是誰記的知識多。
有這樣一個對比：拿奧林克數理化競賽獎牌的，美國學生比不過中國學生，但拿諾貝爾獎的，中國人則遠不比上美國人。根本的原因美國學校明確是培養學生的能力。重效率的美國人用腦來思維創新，而不是用來統計數據和存儲知識。而我們的教育，恰恰是把積累和學習前人留下的知識遺產作為學生學習的絕大部分內容，從而學生的大腦變成記憶的容器，以致我國出現過多起神童能背下圓周率小數點後面百數位而上電視、報紙的。
（2） 學生是被動的接受教育者
在中小學教育中，發揮學生的主動性一直停在口頭上，。在應該教育的環境下，教師因為種種原因面期望學生能做得像成人，而不敢放手讓他們自己去做，或者低估學生的能力。這種「馴獸式」的教育讓學生沒有思考的餘地。久而久之學生也習慣了按部就班的接受教師傳授知識，腦中不再有「為什麼」出現。
綜上所述，我國目前在教學中培養學生思維能力方面還存在眾多問題，使課堂改革勢在必行。
2 培養思維能力的措施
針對上述諸多問題，本人認為在中學物理教學中應在培養學生的思維能力方面採取如下一些措施。
2．1精心設計課堂提問 培養學生的思維能力
思維是從問題開始的，如果把學生的大腦比做一泓平靜的池水，那麼教師有針對性和啟發性的課堂提問就像投入池水的一粒石子，可以激起學生思維的浪花，啟迪學生的心扉，開拓學生的思維，使他們處於思維的最佳狀態。在教學工作中，教師應根據教學的需要從不同的角度、層次和要求提出問題，引導學生思考，更好的理解學習的內容。這樣，可以使學生掌握知識的同時發展思維能力，提高思維的靈活性和創造性。
2．1．1 設計情境式的問題，誘發學生思維的積極性
物理的教學一般前後內容是緊密聯系的，所謂的「溫故而知新」，在講授新知識之前，要有意識的復習與之有關的舊知識，設計一些彼此關聯的富有啟發性的問題，並預示新課題，藉此激發學生的求知慾，使他們急切的想「探個究竟」，自覺不自覺的啟動自己的思維，而後層層遞進，逐步闡述有關的知識點，使學生充分運用自己的思維去發現，去理解新的知識，同時，學生也有了思考問題的興趣，進而發展學生的思維。
例：我們以：《重力勢能》這一節為例，若以下面的情意引入，學生的思維一定更容易被調動：
情景一：2001年和平號空間店墜毀的過程引起大火。問，是什麼原因使「空間站」表面溫度達到燃點，能量從哪裡來？
情景二：打樁機工作情景。問：重錘下落的高度和樁進入泥土的深底有關嗎？
情景三「將乒乓球和鐵球從同一高度位置釋放，落到下面的沙盆中。問：兩球陷入的深度相同嗎？如果不同，那誰落入要深入一些？
情景四：一塊磚頭擺在桌面，問它有勢能嗎？如果有那應該是多少？
首先我們對這些情景給予展示，讓同學們在頭腦中有一幅幅的畫面，產生一個個的問題，然後引導同學們進入問題，可以在適當的時候給予啟發，也可以讓他們以小組討論，面對情景，學生的思維會更容易被調動，從而學會思維的方法。
2．1．2設計發散式問題，培養學生思維的靈活性
在教學過程中，很多同學就向我反映一個困擾他們長久的問題，那就是「上課聽得懂，但是一做題又不懂」，究其原因其實就是思維缺乏靈活性。通過對優等生和後進生的解題過程比較發現，優等生可以從同一題的信息源產生不同的設想，一旦一種設想思維受阻該生能立刻轉換思維方式。而後進生從同一題的信息源產生的設想不僅單一而且緩慢，往往「一條道走到黑」。我們常說要使這些學生「頭腦開竅」就是要培養這些學生思維的靈活性，為此，在平時的課堂教學中，教師要有目的的根據同一道題設計一些發散式的問題，講解一些一題多解和多變的習題並讓學生嘗試練習一個題目用多種途徑解答，進而學生自己設計題目，來增強思維發散和知識交叉，增強思維的廣闊性和靈活性。
例：在《光的直線傳播》這一節，我們在講針孔照相機時，教師可以介紹一下照相機的發展史，對比一下以前，照相機以前叫「小孔照相機」，現在通常中「針孔照相機」，這一改有什麼用意？針孔成像要說明什麼？成像的性質如何：孔如果大一些行不行？大到何種程度時就成不了這樣的像？
在講解的過程中，我們要不斷引導學生思維，同時也要給他們有提問題的機會。照相機前面的修飾詞由小孔改為針孔，這一改使所指的孔的大小較原來要確切一些，因為小孔、大孔都上相對而言的，無明確的參照，大小尺寸上較難衡量，而常見的針就有了大小確切的感受。引導學生從針孔的大小 、形狀發散開來想問題，思維步步深入，思維品質步步提高，讓學生多角度多層的質疑，開發學生思維。學生就這題發問的深度和散度是這題教學成功與否的衡量的標志。
2．1．3設計探究問題，提高學生思維
「探究其實就是發現，教師通過成功的啟發誘引，使學生親自參與，經過探究活動，使學生主動去發現概念、規律。在探究的過程中，學生不僅學到知識，更重要的是學到獲得知識的過程和方法」。[4]愛因斯坦就曾說過：「提了一個問題，往往比解決一個問題更重要」。教師在教學過程中，切忌「滿堂灌」，在充分把握教材的重點和難點的前提下，教師可精心設計由淺入深、由表及裡的階梯式問題系列，依次在課堂上提問，讓學生沿著問題一個一個的被解決，思維也步步深入。
例：在講授伏安法測電阻的實驗時，可先講解利用伏特表和電流表測出的電壓和電流可算得待測電阻的阻值，然後問同學能不能用一個電流表或一個電壓表測量電阻？如果能，還需要哪些器材？又是怎樣去測量的？接下來還可以讓同學設計方案並畫電路圖等。
課堂提問的設計直接關系或間接決定著學生思維能力的發展。教學中教師不僅要在課前精心設計問題，授課時還要給學生獨立思考鍛煉的機會，啟發學生多思。教師對學生的見解要給予分析，充分肯定正確的見解，對錯誤的要善於誘導，使他們的思維在教師的引導下得到深化，受到鍛煉。
設疑誘思，其實質就是用懸念來引發學生的思維。課堂中的每個問題，教師都要精心准備，環環相扣，讓學生對每一句話都有且聽下回分解的心境，同時去思維、去探索、去尋覓，從而促進學生思維的發展。
2．2激發學習興趣和學習動機 培養學生的思維能力
成功的教學，需要的不是強制，而是激發學生的興趣，自覺的啟動思維的閘門。學生興趣是學生力求認識世界，渴望獲得文化科學知識和不斷探索真理而帶有情緒色彩的意向。「學習動機是直接推動學生進行學生的一種內部動因，是一種滿足個人物質需要和精神需要而渴望了解、認識世界的心理狀態。學習興趣是學習動機的重要心理成分，它能推動學生自覺的探索知識、主動的思考問題」。[2]只有學生有較高的學習興趣，積極主動的思維，才能獲得良好的學習效果。在教學中可以經常講些與內容有關的典故或做一些有趣的實驗，激發學生的探索慾望，調動他們主動思維，同時老師也可充分利用現有的網路資源，利用新新事物給同學們注入新的熱情。
2．2．1介紹物理學的典故，激發學習興趣，培養思維能力
例1：在講大氣壓強時，可先用實驗把學生帶進課堂，請學生上講台試拉兩個半球合在一起將裡面抽成真空後的儀器，然後給同學講經典的馬德堡半球實驗，在這經典的實驗中，兩個鐵球合在一起用十五匹馬都沒有拉開，從這里就要引導學生為什麼要把球內抽成真空？為什麼能用那麼大的力都沒有將半球拉開？
在這實驗和典故中，學生就可能會想，為什麼兩個半球合在一起會用那麼大的力都不能分開？有什麼外力的作用嗎？其中為什麼要將球內抽成真空？如果不抽成真空，那情況怎是樣的呢？
老師要不斷提出問題，引導學生思考問題並提出他們的見解和疑問，激發學生的興趣，從而將枯燥的理論變的生動有趣，發展學生思維。
例2：進行共鳴（振）教學中，教師可以先講拿破倫軍隊過橋因為齊步走而造成橋毀人亡的故事，吸引他們的注意力，同時問同學們為什麼在橋上齊步走導致了這樣的結果？我們如果是很多人在橋上走是不是也要避免齊步走？
在這里教師要引導學生思考為什麼是齊步走造成橋毀，如果不是齊步走，會不會造成這樣？那其中有什麼原理？學生通過這樣一系列問題的思考，自己或許也可探索得出共鳴（振）原理。
2．2．2演示生動有趣的實驗，激發學習的興趣，培養思維能力
自由落體教學中，首先用不同重量的物體（重量、體積差別要稍微大一點）在同樣高的地方釋放，直覺告訴我們，重量大體積小的物體要比體積大重量小的物體下落的快。看看下落的時間分別是多少？然後將兩個物體纏在一起釋放，看它下落的時間是多少？然後通過牛頓管演示在真空狀態下前面的實驗，經過演示後，同學們會發現知識觀念與物理觀念之間的矛盾，從而激發學習興趣，調動自己的思維，同時教師也為後面的教學打下伏筆，創造良好的氛圍。
2．2．3利用網路資源，激發學習興趣，培養思維能力
在信息爆炸的今天，網路的迅速發展，在有條件的學校，教師可以充分利用網路資源，培養學生的思維能力，網路是一個新新事物，學生對網路的興趣很濃厚，同時多媒體的教學也較為形象，更能激發學生的興趣。使枯燥的教學變的生動活潑，這也是素質教育的一個新局面。利用網路資源對傳統教學的挑戰，製作多媒體課件，利用FLASH等激發學生的興趣，扭轉被動思維的局面，最大限度的調動學生興趣，培養學生的思維能力。
這樣的教學過程中，學生將會增加對物理的興趣，物理並不是簡單的公式海洋，它如一個萬花筒。物理概念也不是人為的創造和運用數學運算得出的，它從自然現象中科學的、抽象的概括出來的。在講授物理知識的同時培養了學生科學的思維能力。
2．3 通過類比和聯想，化難為易，培養學生的思維能力
每課都有難點，只是難的程度不一樣，都不能輕易放過，突破難點的方法多種多樣，要根據具體情況而定。
聯想可以在物理學內部進行，還可以將許多物理知識與其它知識，如生活常識、數學、化學、生物、哲學和天文知識來進行類比和聯想，可以起到化解疑難、開闊視野、拓展思路的作用。有些規律和概念學生難以理解和接受，教師就可以運用這種方法來拓開學生的思維。
2．3．1類比教學
比熱容概念的教學，學生由比熱容的定義很難理解C與物體的熱量、質量、初溫、末溫無關，而只決定物質本身。但是如果用一個我們熟悉的定義式來比較，如密度，密度就是物體本身具有的性質，它不隨物體其它物理量的改變而改變，用這個比較，學生就比較容易理解比熱容C為什麼和M、T等無關了。
2．3．2聯想教學
聯想就是要引導學生由一事物迅速的想到另一事物，其中包括比喻聯想、相似聯想、接近聯想、對比聯想、關系聯想、自由聯想和遙遠聯想等。
例1：比喻聯想教學
慣性是一切事物的固有的屬性，任何情況下物體的慣性都是存在的。但是很多同學就對這就不理解：慣性是物體保持原來運動狀態的性質，那麼當物體的運動狀態發生改變時（即做變速運動）時，他的慣性豈不是消失了嗎？
面對這樣的疑問，無論是用理論推導或實驗證明都是困難的，然而教師若通過聯想教學，不僅可以收到更好的教學效果，也可以培養學生的思維能力。例每個同學都有閱讀的習慣，但也並不是每都在閱讀，但即使在勞動時，閱讀的習慣照樣存在；每個人都有睡覺的習性，但是並非不是每刻都在睡覺，即使在學習，睡覺的習性依舊存在。同樣的道理，物體有慣性，即使它的運動狀態發生改變，它的慣性同樣存在，只是在外力的強迫下沒有直接表現出來。
通過這樣的分析，同學們就不再是簡單的記住答案，同時也開動他們的腦子，想出更多易理解的解釋，對這種狀態也有較深刻的理解。對其它的狀態，或許也會有一些獨到之解了。
2．3．3類比和聯想綜合教學
光電效應的教學中，學生對於這種抽象的理論很難理解，象光電效應的實驗現象產生時間短、存在極限頻率等。
如果我們換一種教學方法，例如讓同學們假想教室就是一個大金屬塊，而自己是裡面的自由電子，粉筆當成能量，如果誰先得到十支粉筆就能離開教室，現在把粉筆分量包好，有的十支粉筆一包，有的十幾支一包，有的幾支粉筆一包（不同頻率的光子能量不同），但是每個人只許搶一包，問哪種情況下學生能快速的離開教室？哪種情況下學生不能離開教室？
通過這樣的設景，同學們的思維馬上就被調動起來了，並且很快能得到答案：搶到10支粉筆一包或是大於10支一包的同學能很快離開教室，但是如果搶到的是小於10支一包的就不能離開教室。這樣藉助於類比和聯想，幫助他們將類比和聯想的圖景轉化為物理圖景，很快就調動了學生的思維，把一個很抽象的問題實際化就比較好理解，同學們就不會因為它難而放棄理解。教學效果相對來說要好得多。
通過這樣的教學，使同學們借類比聯想從抽象思維過渡到形象思維，深刻掌握和理解新概念、新規律，而且也使學生學到這一類比的思維方法，從而提高的學生的思維能力。
2．4通過實驗教學，培養學生的思維能力
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學。伽利略之所以在科學史上享有「近代科學方法論的奠基人」的美譽，是因為他在自己的科研過程中，不僅大量運用了精心設計的實驗方法，同時還特別注重數學定量分析方法的使用，從而使實驗方法和數學方法緊密結合起來，不僅開創了近代科學研究方法之先河，而且使逐漸成為科學研究的一般原則。愛因基坦稱這一成就為「標志著物理學的真正開端」。由此可見，在實驗基礎上運用數學方法進行歸納推理在物理的研究和學習中的重要性。實驗教學是物理教學的重要環節，其核心就是培養和激發學生的積極思維。實驗教學不僅讓同學們掌握知識，還要讓他們知道如何思維，還能學習科學研究的方法，培養學生的科學思維。實驗和數學方法進行數據處理，通過處理後的數據讓同學們發現物理規律，然後指導他們進行歸納思維的邏輯推時，得出最後的結論。這樣的教學就要比簡單的叫同學們記住物理概念好的多，同學們不僅學會了一種思維的方法，也使在腦海里的物理概念更加清晰，印象更加深刻。