高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力的有效方法淺探

柳軍義

摘 要：在高中物理教學(xué)中，對(duì)學(xué)生思維方式的培養(yǎng)逐漸受到教師的重視，抽象思維能力也成為素質(zhì)教育的重點(diǎn)目標(biāo)之一。物理學(xué)科中抽象思維的培養(yǎng)有利于學(xué)生把握物理規(guī)律，更好地理解物理概念，有效拓展思路，舉一反三地解決物理難題。文章聚焦物理教學(xué)中抽象思維的培養(yǎng)問(wèn)題，從培養(yǎng)的內(nèi)容到培養(yǎng)的方法，拓展出可能的路徑。

關(guān)鍵詞：高中;物理教學(xué);抽象思維;能力培養(yǎng)

一、高中物理教學(xué)的特點(diǎn)

雖然高中物理內(nèi)容與生活存在緊密的聯(lián)系，但是教學(xué)內(nèi)容較為專(zhuān)業(yè)化和理論化，而學(xué)生缺乏一定的抽象思維能力，接受知識(shí)內(nèi)容時(shí)較為困難，學(xué)習(xí)興趣很容易降低。另外，理論課與實(shí)踐課的比例并不合理，教學(xué)中沒(méi)有重視對(duì)學(xué)生思維方式的培養(yǎng)，只用單一的考試考查學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這種教學(xué)方式存在著很大的隱患。

二、抽象思維在高中物理教學(xué)中的重要性

物理學(xué)是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，有著公式化的邏輯體系和系統(tǒng)化的學(xué)科特質(zhì)，每個(gè)理論都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)密推算和嚴(yán)格論證得出的，這就對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力和抽象思維能力提出了更高的要求。學(xué)生上課時(shí)要主動(dòng)思考，積極與教師互動(dòng)。如果在課堂上教師說(shuō)什么記什么，懶得去思考，其后果必然是課后提問(wèn)時(shí)，只要話題稍有變形就不會(huì)做了。觀察物理學(xué)習(xí)好的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，他們?cè)谡n堂上很活躍，與教師積極互動(dòng)。因?yàn)樗麄內(nèi)褙炞⒌芈?tīng)課，思路跟著教師的教學(xué)走，具有獨(dú)立的思維能力，能夠主動(dòng)思考并且建立起自己的抽象思維。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，他們的思維方式符合教師的思維方式，也符合物理學(xué)的思維方式?？梢哉f(shuō)，學(xué)生只有在學(xué)習(xí)時(shí)主動(dòng)思考，掌握思維的主導(dǎo)權(quán)，才能夠提出問(wèn)題，不斷完善自己的思路。所以，在高中物理教學(xué)中，抽象思維是影響學(xué)生思考與學(xué)習(xí)主動(dòng)性的一個(gè)關(guān)鍵因素。除了課本內(nèi)容之外，學(xué)習(xí)方法和思維方式的訓(xùn)練才是學(xué)習(xí)效率高低的決定性因素。

三、抽象思維的培養(yǎng)內(nèi)容

（一）培養(yǎng)聯(lián)系的思維能力

物理學(xué)中存在著非常多的復(fù)合型問(wèn)題，而且存在許多子過(guò)程，是一個(gè)復(fù)雜的物理過(guò)程問(wèn)題。研究這些復(fù)雜的過(guò)程，首先要了解各個(gè)子過(guò)程的規(guī)律，然后將這些子過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，才能夠發(fā)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的規(guī)律。這就是聯(lián)系的思維，許多問(wèn)題，特別是機(jī)械問(wèn)題，往往都是這樣解決的。學(xué)生可以通過(guò)對(duì)大量的較為復(fù)雜的過(guò)程進(jìn)行逐步分析，一步一步掌握問(wèn)題。比如，一輛火車(chē)從甲站行駛到乙站，進(jìn)站時(shí)和離站時(shí)的速度都是有變化的（在這里可以認(rèn)為是均勻的變化）。盡管軌道是平直的，但是對(duì)于整個(gè)行駛過(guò)程，我們需要分解為三個(gè)不同部分來(lái)進(jìn)行處理：火車(chē)在進(jìn)站時(shí)的勻減速直線運(yùn)動(dòng)、火車(chē)離站時(shí)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)、火車(chē)在行駛途中的勻速直線運(yùn)動(dòng)。在這些分解運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，可以總結(jié)得出整個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。聯(lián)系的思維在這里成為解題的一個(gè)重要突破。

（二）培養(yǎng)綜合的思維能力

在物理教學(xué)中，利用控制條件研究物理問(wèn)題和物理規(guī)律的方法稱為解析綜合法。例如，在牛頓第二定律F=ma中，首先確定的是m，再來(lái)探究a與F的關(guān)系可以得出a與F成正比;另一種情況就是，當(dāng)F固定時(shí)，研究a與m的關(guān)系可以得出a與1/m成正比。最后，綜上可以得出：a與F/m成正比。選擇合適的比例系數(shù)可以得出：F=ma。總而言之，物理思維的基本方法之一是分析與綜合的方法。教師通過(guò)知識(shí)的講解和思維的訓(xùn)練，完全能夠讓學(xué)生掌握這種綜合的思維方法。

（三）培養(yǎng)概括總結(jié)的思維能力

抽象思維中最重要的一點(diǎn)是對(duì)具體內(nèi)容的總結(jié)和升華，有一個(gè)從具體到抽象的過(guò)程。如何從無(wú)數(shù)具體實(shí)例中提取抽象理論和抽象物理模型，需要培養(yǎng)歸納總結(jié)的能力。概括能力是把事物的一般屬性和一般特征聯(lián)系起來(lái)，概括事物發(fā)展的特征，找出事物之間的共同特征?？偨Y(jié)能力可以使思維更有效，收集和總結(jié)思維過(guò)程中的有效部分，形成學(xué)習(xí)框架。教師要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，幫助學(xué)生形成有組織、有步驟的思維路徑，明確問(wèn)題的主線，善于提出問(wèn)題，能夠分析問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)分析。

四、培養(yǎng)抽象思維的策略

什么是抽象思維方式？在我們學(xué)習(xí)物理時(shí)，當(dāng)我們看到一個(gè)問(wèn)題時(shí)，首先想到了什么？例如，在解決一個(gè)終點(diǎn)速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，很多學(xué)生首先考慮公式的應(yīng)用，結(jié)果非常復(fù)雜，不知道選擇哪個(gè)公式。但有物理思維方式的人看這個(gè)問(wèn)題時(shí)，首先想到的是把它轉(zhuǎn)化成初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這是物理自診斷中提到的逆方法，問(wèn)題突然明了，很容易找到正確的公式來(lái)解決問(wèn)題。在教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生常常冥思苦想于一個(gè)問(wèn)題，這就說(shuō)明學(xué)生物理學(xué)習(xí)缺乏邏輯思維能力。那么，如何才能培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力？其實(shí)，邏輯思維能力根本就不能脫離學(xué)科本身的內(nèi)容來(lái)培養(yǎng)。不同的學(xué)科擁有不同的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，就像同樣屬于理科，物理、化學(xué)和生物需要的邏輯思維能力也不盡相同。

（一）重視基礎(chǔ)概念的理解

任何高層次的理性操作都是從記憶和理解開(kāi)始的：理解物理概念的內(nèi)涵，注重教材的閱讀，注重教師的課堂教學(xué)，明確描述運(yùn)動(dòng)規(guī)律概念的現(xiàn)實(shí)意義。概念的理解是運(yùn)用的基礎(chǔ)，概念層面的混亂是一個(gè)根本的缺陷，并不能通過(guò)更高的層面從根本上來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)。概念是描述運(yùn)動(dòng)規(guī)律。所謂高中物理的合理性，很大程度上體現(xiàn)在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推導(dǎo)上。動(dòng)力是高中物理的主干，每種形式的動(dòng)力都對(duì)應(yīng)著一種運(yùn)動(dòng)形式，掌握這種對(duì)應(yīng)關(guān)系需要聽(tīng)教師的講解，需要做大量的練習(xí)。這個(gè)過(guò)程雖然很枯燥，但想取得成果的確離不開(kāi)通過(guò)練習(xí)來(lái)加強(qiáng)認(rèn)知的過(guò)程。要想充分去理解一個(gè)概念，要明確它不同于其他概念之處。物理概念的內(nèi)涵是指物理概念所反映的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的本質(zhì)屬性。所謂適用范圍的物理概念，是指物理概念的擴(kuò)展，它能夠顯示哪些對(duì)象反映物理概念。

（二）通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力

對(duì)于抽象思維的培養(yǎng)，除了對(duì)基本概念的扎實(shí)掌握之外，也需要強(qiáng)調(diào)通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生抽象邏輯思維的能力進(jìn)行培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)作為高中物理教學(xué)的一個(gè)重要媒介，能夠直觀地幫助學(xué)生去理解抽象的理論化的內(nèi)容。抽象思維并不是憑空構(gòu)造的，而是來(lái)源于實(shí)踐，是對(duì)無(wú)數(shù)事實(shí)理論化抽象化的提煉。眾所周知，實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象本身與人們的直覺(jué)體驗(yàn)相去甚遠(yuǎn)，所以想要完全擺脫理性思維，對(duì)于物理問(wèn)題解決的指導(dǎo)是不可能的。這兩者之間并不是對(duì)立的，它們相輔相成，互相促進(jìn)對(duì)對(duì)方的理解，從而共同作用于對(duì)問(wèn)題的解決。所以在物理教學(xué)中，需要強(qiáng)調(diào)的是，我們要改變觀察與實(shí)驗(yàn)不依賴?yán)碚摰膫鹘y(tǒng)觀點(diǎn)，改變實(shí)驗(yàn)方法的本質(zhì)是徹底拋棄理性體系，單純發(fā)揮裁判作用的觀點(diǎn)。現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)的不斷發(fā)展，使人們?cè)絹?lái)越能夠認(rèn)識(shí)到觀察和實(shí)驗(yàn)其實(shí)都一定程度上依賴于理論。需要認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，而不是單純地摒棄某一方。從實(shí)驗(yàn)中可以得出對(duì)于結(jié)論、儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的假設(shè)，假設(shè)被實(shí)驗(yàn)論證之后可以上升為理論，理論反過(guò)來(lái)又可以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。特別是高中物理，由于學(xué)生不具備系統(tǒng)的誤差理論知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生往往對(duì)實(shí)驗(yàn)價(jià)值和實(shí)驗(yàn)原理（即使是不允許的）持一種不屑的態(tài)度，而只注重操作。這種情況對(duì)于培養(yǎng)和提高學(xué)生的抽象思維能力是十分不利的，對(duì)于長(zhǎng)遠(yuǎn)的科研計(jì)劃實(shí)施來(lái)說(shuō)也是十分不利的。因此，我們需要把高中物理實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想上，而不僅僅是停留在觀察和具體的操作上。儀器原理以及在高中儀器條件下對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的理解和處理是實(shí)驗(yàn)十分重要的一部分，不容被忽視和冷落，這直接影響了物理研究的完整性和有效性。

（三）通過(guò)模型培養(yǎng)抽象思維能力

高中的物理內(nèi)容中有很多涉及物理模型，而且許多練習(xí)都來(lái)自同一個(gè)物理模型。但是學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)并不知道如何去觀察模型，并利用模型去舉一反三地解決問(wèn)題。學(xué)生經(jīng)常是知道模型，但并不了解模型的實(shí)踐意義，就像知道公式和無(wú)法進(jìn)行公式的應(yīng)用一樣，一旦給我們的公式一定的物理環(huán)境，學(xué)生就無(wú)法提取物理和實(shí)踐的精髓部分了。物理概念是客觀事物的抽象，是由客觀事物共同屬性和本質(zhì)特征在人們的大腦中反映出來(lái)的，是一種觀察、思考、整合之后與思維結(jié)合形成的產(chǎn)物。如何把物理模型建立起來(lái)和如何把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為典型問(wèn)題是高中學(xué)生要建立抽象思維需要解決的兩大問(wèn)題。理想的物理模型是一種非?？茖W(xué)的抽象方式，能夠幫助學(xué)生理解和掌握較為困難的概念。經(jīng)過(guò)抽象模型的提煉，復(fù)雜的研究對(duì)象能夠被簡(jiǎn)化、清晰化和合理化。學(xué)生面對(duì)較為清晰的研究對(duì)象，思維可以得到疏通，物理難題得以化繁為簡(jiǎn)，更有利于學(xué)生掌握研究對(duì)象的本質(zhì)和規(guī)律。面對(duì)電荷、質(zhì)點(diǎn)等難以通過(guò)概念理解的內(nèi)容，建立抽象模型就成為一種行之有效的方法。現(xiàn)在常見(jiàn)的物理模型有過(guò)程模型、條件模型和對(duì)象模型三種，可以著重整理和總結(jié)相應(yīng)的物理問(wèn)題，并通過(guò)模型來(lái)理解和消化。

五、結(jié)語(yǔ)

在物理教學(xué)中，教師要通過(guò)抽象思維進(jìn)行概念教學(xué)，通過(guò)概況、類(lèi)比、綜合的方式強(qiáng)調(diào)概念之間的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，把概念和規(guī)律有機(jī)地結(jié)合在一起，形成一個(gè)準(zhǔn)確、科學(xué)、完整的概念。高中階段正是物理學(xué)科基礎(chǔ)概念積累的關(guān)鍵階段，也是學(xué)生思維養(yǎng)成的重要時(shí)期，把握好這個(gè)時(shí)期，在物理概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和物理學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)物理學(xué)習(xí)必不可少的抽象思維，有利于學(xué)生物理學(xué)科學(xué)習(xí)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，有利于學(xué)生對(duì)事物本質(zhì)的理解和認(rèn)識(shí)。因此，在物理教學(xué)范疇內(nèi)我們思考和討論如何培養(yǎng)抽象思維，才變得更加有價(jià)值和意義。

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