在高中物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

■南京師范大學(xué)附屬揚子中學(xué) 陳巧云

一、促進學(xué)生創(chuàng)造性思維品質(zhì)的養(yǎng)成

從本質(zhì)上來看，每一個學(xué)生的創(chuàng)造思維并非天生具備的，而是要經(jīng)歷長久的啟迪與想象鍛煉而得。在進行高中物理教學(xué)的過程中，教師要利用多元化的方法與內(nèi)容，為創(chuàng)造性思維激活提供堅實的保證。尤其是要加強學(xué)生對現(xiàn)實生活的觀察和比較，使學(xué)生能夠深入淺出地體會到創(chuàng)造思維品質(zhì)。從現(xiàn)代物理學(xué)中最為重要的牛頓定律來看，其發(fā)現(xiàn)就是基于牛頓、伽利略在研究成果上的創(chuàng)造性思維內(nèi)容，而各類不同的原子模型結(jié)構(gòu)挖掘，也是建立在極限、方法等創(chuàng)造性思維基礎(chǔ)上的。通過對原有的科學(xué)原理進行分析，能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時，逐步養(yǎng)成良好的創(chuàng)造思維品質(zhì)習(xí)慣，使學(xué)生更多地進行動手操作，構(gòu)建一個更為完善、有序的創(chuàng)造思維大環(huán)境。

二、培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力的方式

首先，為了更好地提升學(xué)生的形象思維能力，教師要進一步加強高中物理課程的實驗教學(xué)比例。例如，教學(xué)《用打點計時器測速度》的課程時，即可加強實驗教學(xué)。首先，通過多媒體向?qū)W生演示實驗步驟，然后再由教師將學(xué)生帶領(lǐng)到實驗室進行實驗，加強打點計時器的實際操作。通過這樣的實踐操作方法，能夠讓學(xué)生具備形象化的具體思維，相較于傳統(tǒng)的只觀看不操作和直接操作不觀看的教學(xué)方法，能夠更好地提升學(xué)生具象化的思維能力，幫助學(xué)生獲得更好的學(xué)習(xí)效果。教師要在課程中多創(chuàng)設(shè)學(xué)生的自主問題情境，通過情境的方式幫助學(xué)生提升自己的分析能力、創(chuàng)造能力和判斷能力，使學(xué)生在潛移默化中提升了自己的學(xué)習(xí)模式，發(fā)散自主的思維能力，自己的形象思維能力也得到了提高。例如，在進行《圓周運動》的相關(guān)內(nèi)容教學(xué)過程中，教師要讓學(xué)生自由以小組為單位，共同構(gòu)建一個良好的圓周運動模型，使學(xué)生之間通過不同的方法、不同的思路達到學(xué)習(xí)的目的，以這樣的方式提升學(xué)生的探究能力，自然學(xué)生的形象思維能力得到了顯著提升。

三、培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力的方式

首先，加強學(xué)生的觀察能力培養(yǎng)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同知識、不同現(xiàn)象之間的差異。例如，在進行《質(zhì)點參考系與坐標(biāo)系》的教學(xué)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生觀察奔馳的飛車與行走的路人，通過具象化的比較能夠發(fā)現(xiàn)二者本身沒有一定的聯(lián)系，但前者相較于后者產(chǎn)生了不同的位移變化。而這也就是所謂的抽象思維能力的培養(yǎng)，教師要鼓勵學(xué)生學(xué)會舉一反三，發(fā)現(xiàn)不同的事物盡管看似一樣，但其本質(zhì)上存在較大的區(qū)分。以速度和電容為例，二者都是通過比值的方式定義物理量，但其物理概念卻存在顯著的差異。教師要多運用比較法的方式進行教學(xué)，由于抽象思維對學(xué)生的想象力要求較高，良好的比較模式，能夠驅(qū)動學(xué)生更好地理解思維內(nèi)容，逐步提升自己的抽象思維能力。其次，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自主概括物理知識的能力。例如，教學(xué)《電流》這一章時，學(xué)生通過實驗觀察到生活中的靜電現(xiàn)象，如用梳子梳頭發(fā)時產(chǎn)生電流、清晨穿毛衣時產(chǎn)生火花等現(xiàn)象，學(xué)生通過概括這些靜電現(xiàn)象總結(jié)出靜電場的性質(zhì)，并得出電流產(chǎn)生的基本規(guī)律。采取概括式教學(xué)法既有助于鍛煉學(xué)生的歸納總結(jié)能力，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，實現(xiàn)物理教學(xué)培養(yǎng)思維能力的目標(biāo)。

四、結(jié)合物理實驗鍛煉學(xué)生的逆向思維能力

逆向思維也是當(dāng)前高中物理學(xué)習(xí)過程中，教師需要著力培養(yǎng)學(xué)生的能力之一，而其中最為有效、最為直接的方法仍然是實驗法，新時代的物理課程中實驗也占據(jù)了極大的比例。為了更好地鍛煉學(xué)生的逆向思維能力，教師需要使用更多元的實驗方法，引導(dǎo)學(xué)生探究原理。傳統(tǒng)的物理課程中，教師大多需要在實驗進行前將實驗的原理、步驟等教授給學(xué)生，讓學(xué)生照本宣科式地進行操作，極度缺乏自主創(chuàng)新和研究，學(xué)生的逆向思維能力自然無法得到提升。教師為了更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生鍛煉自己的逆向思維，可先演示一段類似的實驗內(nèi)容，將學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性完全調(diào)動起來后，再鼓勵學(xué)生之間進行自主的判斷與學(xué)習(xí)，研究教師的手法與操作的本質(zhì)，讓學(xué)生從背后的邏輯出發(fā)，逐步探究其價值與作用，深化實驗課程作用的同時，提升自己的逆向思維判斷能力。

五、應(yīng)用科學(xué)的方法培養(yǎng)學(xué)生的各項思維能力

（一）利用物理模型

由于物理學(xué)科是用科學(xué)的思維和視角判定事物的本質(zhì)特征，因此學(xué)科系統(tǒng)的知識可作為判斷現(xiàn)象本質(zhì)的依據(jù)。如教育工作者可提出這樣的假設(shè)：飛機保持勻速行駛狀態(tài)，每間隔1s向下投放一次物資，如果排除空氣形成的阻力因素，在物資落到地面之前，會在空中形成直線還是拋物線形狀。對此，教育對象往往會依據(jù)以往的經(jīng)驗認(rèn)為形成的是拋物線。但這種結(jié)論是考慮到阻力影響的情況。題目中標(biāo)明排除阻力因素，因此答案也會不同，這就需要運用學(xué)科模型解題。物理模型是一種較為理想化的狀態(tài)和環(huán)境，在此環(huán)境中物體能夠在無條件干擾的情況下，將學(xué)科理論更為明顯地呈現(xiàn)出來。教育工作者運用模型演示理論內(nèi)容，也能夠為教育對象提供更為清晰和準(zhǔn)確的思考方向，從而促使教育對象沿著正確的思路解決問題。針對研究對象的特征差異，在解題時往往會運用多種模型進行具體演示。如果研究對象為實際物體，在演示物體運動或變化時，可運用實物模型。如果物體本身的體積等因素對研究結(jié)果影響不大，則可用一個點來代替，這被稱作質(zhì)點模型。

（二）利用等效法

此種方法是將未知內(nèi)容與已形成的知識儲備建立一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過已掌握的知識和技能來降低未知的難度，從而找到解決未知的途徑。如將一個垂直的圓形軌道安置在重力環(huán)境下，將一個帶電的物體放置在軌道上，使其做圓周運動。當(dāng)物體運動到軌道最頂端時，物體的運動速度最低，且根據(jù)重力便可計算得出速度的數(shù)值。此時如果在重力的作用下，再添加一個水平方向的電場外力，與重力形成合力共同作用于物體，在這種條件下物體會在哪個位置運行速度最低，并求出速度值。此時重力和電力共同對物體的運動形成影響，因此二者的合力便是原來狀態(tài)下的重力，并可以此求出相應(yīng)的速度值。此外，這種等效方法還可運用到物體運動、電流有效值等計算方面。在具體運用時，首先需明確劃分出研究問題的各類屬性特征，盡量排除干擾性的非本質(zhì)特征，針對問題的核心要素進行分析研究。此后調(diào)動已形成的知識儲備來解決未知問題，從而準(zhǔn)確而快速地獲取答案。這種解題方式是高中階段教育對象需掌握的實用性解題技能，其能夠促使教育對象以等效的思維研究解題思路，從而形成較為成熟的學(xué)科思維。

總之，在物理教學(xué)課堂上，教師要重視結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)實際，不斷培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。本文結(jié)合以上實踐探索，以培養(yǎng)學(xué)生思維能力為主，積極總結(jié)了如何提高學(xué)生的抽象思維、逆向思維、創(chuàng)新思維等能力，旨在通過實踐探索，為物理教學(xué)水平的提高奠定良好基礎(chǔ)。