高中物理教學中提高學生的抽象思維能力分析

吳建芳

摘 要：物理新課標明確指出，教師要注重開發(fā)和發(fā)展學生的科學思維，與物理教學進行緊密的聯(lián)系和結(jié)合，通過抽象思維將復雜的物理知識進行抽取和提煉，形成物理知識中最本質(zhì)的規(guī)律。在物理教學中發(fā)展學生的抽象思維，在學習物理知識、解答物理思維題目、驗證物理實驗的教育中融入思維能力的提升，通過各種教學手段培養(yǎng)學科素養(yǎng)，有利于學生更輕松地學習物理知識，同時也可以使教學活動更順利地開展下去。本文首先對物理教學中抽象思維能力進行概述，從而對高中物理教學中激活學生抽象思維意識的方法進行分析，最后對高中物理教學中提高學生抽象思維能力的策略進行探究，希望通過本文能夠為高中物理教學中學生們的抽象思維能力發(fā)展和提升提供一些參考和幫助。

關鍵詞：高中物理教學;抽象思維能力;提升途徑

一、物理教學中的抽象思維能力

所謂抽象思維，我們一般也將其稱為邏輯思維，主要是通過判斷推理來對現(xiàn)實情況進行反映，也可以說是利用抽象概念來對事物本質(zhì)進行體現(xiàn)。高中物理本身有著很強的抽象性，因此，需要學生們具備一定的抽象思維能力，這樣才能夠在學習物理時獲得更好的效果，若在教學以及學生學習過程中單純地背誦知識點，記住計算公式，必將導致在物理學習過程中產(chǎn)生越來越多的難點。沒有做到真正理解，沒有做到結(jié)合生活和實驗，必然是學不好高中物理的，不過分地說，在學習物理知識時，如果學生們具備了抽象思維，那么將會達到更好的學習效果。若學生在這方面存在欠缺的話，基本上在物理課堂中常常出現(xiàn)“聽天書”的現(xiàn)象;如果教師沒有在教學活動當中融入抽象思維能力培養(yǎng)，會導致學生在物理學習上越來越吃力，使他們在面對相關物理概念和物理知識的時候難以做到深入理解和有效應用[1]。

培養(yǎng)抽象思維能力是學生推開物理學世界大門的鑰匙。對于教師來說，不應該只知道抽象思維能力的重要性，更應該將該能力的培養(yǎng)融入常規(guī)的教學體系和教學活動當中去。教師正確引導與建立抽象思維培養(yǎng)、優(yōu)化物理教育體系是十分重要的，這也是物理教師進行物理教學的重點教學內(nèi)容。

二、激活學生抽象思維意識

我們不得不承認，有些學生的抽象思維能力是與生俱來的，但是這不代表我們無法激活其他學生的抽象思維能力，在教學的整個過程中充分利用物理知識每個階段的特點，制訂學生抽象思維能力的培養(yǎng)方案和措施。高中物理的授課主要有概念灌輸、規(guī)律探索、實驗驗證、習題練習四種方式，在這四種授課環(huán)節(jié)中，教師挖掘有利于培養(yǎng)和強化學生思維能力的教學思路，將在物理教學中取得比較顯著的教學效果，實現(xiàn)創(chuàng)新性的突破。

（一）教師在激活學生抽象思維意識中的作用

備課是教師授課的首要環(huán)節(jié)，在備課過程中應該充分考慮用怎么樣的方式來激活和培養(yǎng)學生的抽象思維能力，制訂有效的授課計劃和方案，并在授課過程中不斷完善和優(yōu)化激活學生抽象思維能力的方式。

不同的學生在抽象思維方面肯定有不同的水平，根據(jù)學生的抽象思維能力進行層次劃分，在不同層次上制訂不同的激活方案，充分兼顧不同層次學生的教學，進行科學合理的引導，使高層次學生的思維能力更上一個臺階，找到思維能力較低學生的突破點，真正實現(xiàn)充分激活，使抽象思維能力全覆蓋的教學目標。

在進行高中物理教學中，所涉及的知識之間有著一定的關聯(lián)性，且這種關聯(lián)性除了包含高中物理內(nèi)容之外，還貫穿于初中的物理知識點，比如相對運動與靜摩擦力。所以教師在教學過程中要充分引導物理規(guī)律發(fā)生原因，物理現(xiàn)象發(fā)生條件等，強化學生的推理能力，充分梳理其中的抽象思維點[2]。

（二）如何在概念灌輸中培養(yǎng)抽象思維能力

物理概念是物理知識的基礎，概念的學習是學生探究物理現(xiàn)象、分析物理原理的基礎。只有奠定好的概念知識，才能保證物理知識學習體系的穩(wěn)定性。在概念灌輸階段可通過實例舉例的方式培養(yǎng)孩子的抽象思維能力，首先將一個概念進行拆解，將拆解的概念與實例的每個事物和過程進行吻合說明，使學生進行充分理解和掌握。在概念拆解的過程中，學生可以對概念的各個要素形成深刻的認識，并在整體上對抽象的概念形成深入的理解。在與生活相聯(lián)系的情況下，可以起到化抽象為具體的效果，使學生在掌握概念的基礎上培養(yǎng)抽象思維能力[3]。

比如：在學習“靜摩擦力”這部分內(nèi)容的時候，對于學生來說“靜摩擦力”就是一種比較抽象的物理概念，單純靠物理概念無法認識和理解。關于靜摩擦的學習我們可以將概念分解成：什么是靜摩擦力、產(chǎn)生靜摩擦力的條件和方向、最大靜摩擦力，在舉例過程中引用生活中最熟悉的案例，將概念轉(zhuǎn)變成生活經(jīng)驗。比如對于產(chǎn)生靜摩擦力的條件的概念，即接觸面是粗糙的;兩個物體互相接觸且相互間有擠壓;物體間有相對運動的趨勢。舉例為：斜坡上有箱子，有滑動趨勢，但是沒有滑動，靜摩擦力方向與滑動趨勢相反。

物理知識來源于生活，生活中很多現(xiàn)象都可以用物理知識進行解釋，高水平的抽象思維就是要求學生能夠?qū)⒏拍钸M行解剖、分析、融合，通過生活現(xiàn)象進行充分理解和靈活運用。

（三）如何在規(guī)律探索時培養(yǎng)抽象思維能力

物理規(guī)律在物理學習中一般是通過文字描述、數(shù)學公式、算法進行表達的，這些內(nèi)容的抽象性比較強，僅僅依靠背誦和講解難以達到預期的教學效果。為了在這個環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的抽象思維能力，教師可以通過情境設定，組織學生通過物理實驗對結(jié)果進行猜想和預設。在這個過程中，學生做到了動腦、動手，思考力可以得到提升。同時，學生通過這種方式獲得的物理規(guī)律印象會更為深刻，理解程度也更高。

比如：在“牛頓第三定律”教學中，教師為了使學生對這一定律深刻理解，可以引導學生自主探索相關規(guī)律。具體來說，教師可以設定這樣的情境：兩個站在滑板上的小朋友在地面上靜止，其中一個小朋友用力去推另一個小朋友。在這個基礎上進行結(jié)果預設：實例對象是誰？兩個小朋友的位置會有何種變化？

（四）在實驗驗證階段培養(yǎng)抽象思維能力

物理學屬于實驗科學，實驗是學習物理最直接、最有效的方法，實驗過程也是發(fā)揮學生抽象思維能力最重要的手段，抽象出來的實驗和結(jié)果有利于物理知識的理解和掌握。

物理實驗執(zhí)行可以按照知識學習—問題設想—科學猜想—實驗方案設計—實驗活動驗證—結(jié)果談論分析五個步驟進行。教師與學生共同開發(fā)實驗內(nèi)容，引導學生設計實驗課題，想象實驗場景甚至自制實驗材料，集思廣益預測實驗結(jié)果。在這個過程中，學生可以從自身角度對問題進行分析，同時提出自己的看法和見解，在培養(yǎng)科學素養(yǎng)的同時形成自主探究和合作探究的意識。

比如：在學習“胡克定律”的時候，先向?qū)W生說明定律的基本內(nèi)容，使他們了解相關知識之后進入問題設想環(huán)節(jié)：彈力與彈簧伸長度有怎樣的關系？在這之后設計實驗方案，準備彈簧、鉤碼、尺子、鐵架臺、坐標紙、重垂線、三角板等材料，然后讓學生通過實驗活動來對猜想進行驗證。固定好鐵架、彈簧、刻度尺器材，分別進行不放鉤碼、1個鉤碼、2個鉤碼……的彈簧刻度。最后引導學生對結(jié)果進行談論分析：建立坐標系，標注刻度并進行描點，通過圖像得出結(jié)論。

實驗能驅(qū)使學生的好奇心和創(chuàng)造力，通過實驗對學生預想結(jié)果的論證也會讓學生有成就感。

（五）布置習題中體現(xiàn)邏輯思維能力

好的習題就是一個好的科學問題，好的科學問題就能形成好的抽象思維。教師在布置習題中要注重題目的分類，題目的側(cè)重點，題目中的解題思路要具備知識點的針對性，有比較好邏輯的解題方案，能在重點知識點上實現(xiàn)舉一反三，使學生真正地掌握，并經(jīng)過持續(xù)的訓練，做好階段性的總結(jié)和實踐。在習題中，教師應有意識地針對實物提出問題，并提出反向問題，通過這種逆向思維訓練，增強學生抽象思維能力的靈活性。

三、強化學生抽象思維能力

（一）啟發(fā)學生的自主學習能力

在保證教師對學生物理知識的傳輸前提下，創(chuàng)造學生自主學習的空間和條件，促進學生的主動學習能力。傳統(tǒng)的教學方法比較單一，運用的是“師本”教育理念，無法激起學生真正的學習興趣。學生需要真正地參與其中，實現(xiàn)獨立自主的思考和切身的參與，才能激發(fā)學生學習物理的自主性和自發(fā)性。通過教師傳統(tǒng)教學方式、啟發(fā)式教學方式，構(gòu)建生本課堂，為學生的自主學習和探究創(chuàng)造條件。但這也并非意味著放任自流，教師就不需要發(fā)揮作用，他們?nèi)匀灰袚鹨啡撕徒饣笕说慕巧?/p>

（二）物理知識轉(zhuǎn)化成思維導圖

與語文、政治等文科類的知識相比，物理學各部分內(nèi)容之間的關聯(lián)性是比較強的，不同單元的內(nèi)容是循序漸進的，這些物理知識有銜接，有擴散，有融合，思維導圖則是一種比較好的總結(jié)和表述方式。教師應該多用思維導圖的方式進行教學，也要鼓勵學生利用思維導圖的方式將知識點進行匯總、銜接。好的思維導圖能夠使學生更快地掌握知識，更直接地了解知識關系。

利用思維導圖將物理學科某些相互關聯(lián)的知識點進行匯總和歸納，形成某個或某些相關聯(lián)知識的體系。例如：我們可以將牛頓三定律歸為一個知識體系，利用思維導圖形式描述三定律的含義、銜接關系、內(nèi)在連續(xù)等，這樣有助于較系統(tǒng)化地掌握物理知識，掌握的效率也很高[4]。如果條件允許的話，可以考慮讓學生利用XMind等工具進行繪制，若條件有限，則利用手繪、板報方式進行，使學生的思維得以充分發(fā)掘，鼓勵學生在班級進行充分交流和相互學習。思維導圖的充分利用和學習，在培養(yǎng)學生抽象思維能力上將發(fā)揮特別明顯的作用。我們知道思維導圖不論是在現(xiàn)在的高中學習中，還是大學生活、將來的工作生活都將是特別有效率的工具和方式。

（三）網(wǎng)絡上學習資源的充分利用

21世紀是網(wǎng)絡的時代，是大數(shù)據(jù)時代，也是多媒體的時代。物理課本以及物理實驗的教學都是比較傳統(tǒng)、枯燥的，教師的教學培養(yǎng)主要來源日積月累的教學經(jīng)驗，反復進行的試題研究，變化并不多樣化的實驗。而多媒體教學則是利用目前的網(wǎng)絡技術、視頻技術制造出有序、形象的媒體教學方式。媒體資源的優(yōu)勢在于將物理概念形象化、擬人化，利用更直觀的動畫模擬的方式使學生掌握物理規(guī)律，更快速地激發(fā)學生的抽象思維能力?，F(xiàn)在網(wǎng)絡上的教學資源豐富并且多樣化，利用網(wǎng)絡上的學習資源在課堂上進行視頻教學是當前很多學科教學中經(jīng)常采用的比較有效的教學手段。

（四）以問題為導向，進行思維能力的提高

物理學科主要在學生的探索思維、抽象思維上進行培養(yǎng)，而問題是持續(xù)探索物理思維能力的必要手段。

給學生制造物理問題，激勵學生在問題的基礎上進行解答、深度探索。單靠學生的自主學習能力畢竟不能將問題進行全面分析和理解，在提出問題時，教師可以將問題進行多環(huán)節(jié)分解，通過問題環(huán)節(jié)進行知識點的連貫，階段探索問題，并運用所學知識解決這些問題，幫助學生應用理論知識，同時感受物理學魅力。以問題為導向的教學方式其實對學生多個方面進行了考驗，如審題能力、拓展能力、解決問題能力、想象能力等，對物理知識進行抽象化的分解和研究，我們可以認為每個問題點都是一個物理模型，通過物理模型鍛煉學生解決問題的能力和設計問題解決思路的能力。

（五）課外活動的充分利用

首先說物理作業(yè)，物理作業(yè)是用于檢驗學生的學習情況，測試學生物理知識的掌握情況，它的意義在于檢驗，也在于鞏固。如何在物理作業(yè)中體現(xiàn)對學生抽象思維能力的開發(fā)是教師要著重考慮的，比如作業(yè)內(nèi)容有簡有難，逐步增加難度，引發(fā)學生進行思考和進行知識點的貫穿，對于非紙質(zhì)作業(yè)方式可以按照現(xiàn)象觀察→相關現(xiàn)象搜集→生活小實驗→問題拓展的過程進行。

教師可以根據(jù)現(xiàn)有的資源條件，為學生布置課外物理探究任務，任務形式可以個人或者小組的方式。探究任務可充分發(fā)揮學生的自主學習能力和團隊合作能力，也在合作中使學生的抽象思維能力得到充分發(fā)揮和鍛煉[5]。在設立探究任務的時候，教師要突出有趣性和有價值性的原則，讓學生對探究任務充滿好奇和興趣，激發(fā)學生的探究欲望，在必要的過程環(huán)節(jié)，教師要及時給予支持和指導，切勿讓困難消磨掉學生的探究欲望，充分利用探究任務促進學生的抽象思維能力。

結(jié)束語

學生抽象思維能力的培養(yǎng)在物理教學中是相當重要的教學任務，在高中教學階段有利于提高教師整體的教學質(zhì)量，有利于提高學生的物理學習能力和物理成績。比較好的抽象思維能力也必將在學生其他學科的學習中、高中畢業(yè)后的大學學習、大學畢業(yè)后的工作中產(chǎn)生持續(xù)影響。本文提到高中物理教師在教學過程中，要在備課、概念教學、物理規(guī)律教學等環(huán)節(jié)融入抽象思維能力培養(yǎng)的要求，通過學生自主學習、網(wǎng)絡多媒體、問題導向、課外活動等多方式來幫助學生形成抽象思維。通過這種方式，可以引領學生在其他科目思維能力的應用，全面提高學生的成績和學科素養(yǎng)。

參考文獻

[1]楊濱.高中物理教學中創(chuàng)設學習情境的基本方法研究[C].2021傳統(tǒng)文化與教育創(chuàng)新理論研討會論文集，2021：170-171.

[2]陶章鵬.淺議多媒體技術在高中物理教學中的應用研究[C].2020年課堂教學教育改革專題研討會論文集，2020：2280-2282.

[3]汪德發(fā).趣味實驗在高中物理教學中的運用[C].課程教學與管理研究論文集（六），2022：355-358.

[4]姜艷秋.高中物理教學中學法的培養(yǎng)與指導[J].中國教育學刊，2015（S1）：214-215.

[5]何曉，孫葳清，吳建琴.指向深度學習的高中物理教學策略探索[J].教育導刊，2021（1）：61-65.