高中物理教學(xué)中提高學(xué)生抽象思維能力的策略

李偉才

（襄陽五中，湖北 襄陽 441057）

課程改革背景下，物理教學(xué)面臨著一定的挑戰(zhàn)。而如何有效提升教學(xué)質(zhì)量，需要教師注重學(xué)生能力的培養(yǎng)?？紤]到物理學(xué)科所具備的抽象性特征，教師急需提高學(xué)生抽象思維能力，進(jìn)而使其能夠更好地掌握物理概念與相關(guān)定理。對此，文章結(jié)合阻礙學(xué)生抽象思維能力提升的因素與高中物理學(xué)科特征，指出提高學(xué)生抽象思維能力的具體策略，希望能夠為高中物理教學(xué)提供一定的借鑒。

一、阻礙學(xué)生抽象思維能力提升的因素分析

（一）實驗教學(xué)呈現(xiàn)出兩個極端，教師缺乏專業(yè)發(fā)展動力

通過對高中物理實驗課題教學(xué)研究，可以了解到高中物理教師對實驗教學(xué)的研究呈現(xiàn)出兩個極端。首先，在高中物理課標(biāo)中非常注重物理實驗教學(xué)，而且推崇課堂中采取實驗探究教學(xué)方法。很多高中物理教師也積極落實實驗探究教學(xué)研究，并獲得一定的研究成果。尤其是公開課與評優(yōu)課，很多開課教師都非常注重實驗教學(xué)，同時，關(guān)于實驗的優(yōu)化與創(chuàng)新成為物理課堂教學(xué)的亮點所在。其次，另外一部分教師的缺乏專業(yè)發(fā)展的動力，在物理教學(xué)過程中，很少進(jìn)行物理實驗教學(xué)相關(guān)的研究，對實驗教學(xué)與優(yōu)化實驗教學(xué)的積極性比較弱。

（二）物理實驗教學(xué)模擬化，探究實驗教學(xué)形式主義突出

物理是一門實驗科學(xué)，實驗室物理教學(xué)中的重點內(nèi)容。而從實際的物理教學(xué)來看，部分教師并未真正認(rèn)識到實驗的功能與作用，普遍認(rèn)為物理實驗的作用是鍛煉學(xué)生的實踐操作能力，掌握一些基礎(chǔ)實驗操作方法等。如果課程比較緊張，那么實驗教學(xué)將會被完全取消，取而代之的是多媒體演示物理實驗視頻等。在這一過程中，學(xué)生從動手實驗變成了用眼睛看實驗，導(dǎo)致高中物理新課程目標(biāo)難以實現(xiàn)。

新課程指出，課堂教學(xué)中需要滲透物理實驗為基礎(chǔ)的課堂探究活動，這在一定程度上為物理教學(xué)注入了活力。而如果每一節(jié)課中都采取實驗探究的教學(xué)方式，將實驗探究教學(xué)當(dāng)作評價課堂教學(xué)的唯一指標(biāo)，那么物理課堂實驗教學(xué)將逐步趨于形式化。以一次物理公開課教學(xué)為例，教師先把學(xué)生分成兩個組別，其中一組學(xué)生是扮演使用者進(jìn)行提問，這部分學(xué)生提出了很多深層次的問題，而另一組學(xué)生扮演科學(xué)家負(fù)責(zé)回答問題。同時，教師還安排了幾位學(xué)生參與演示實驗，整個課堂氛圍非常的活躍。不可否認(rèn)，這節(jié)公開課是成功的，但是在這節(jié)課之前，教師和學(xué)生之間進(jìn)行了多次的排練，顯而易見，這種形式主義問題嚴(yán)重的實驗探究教學(xué)難以幫助學(xué)生得到成長。

（三）學(xué)生動手實踐的機(jī)會減少，削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在新課程改革之前，部分學(xué)校設(shè)計了理科生實驗技能的考察，這是教育評價方式改革的重要體現(xiàn)。而在新課程改革以后，很多地方取消了理科生實驗?zāi)芰Φ目疾?。在教學(xué)時間比較少的情況下，很多教師不再安排實驗教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生動手實踐的機(jī)會減少。學(xué)生對物理學(xué)習(xí)興趣不高，一個重要影響因素就是學(xué)生親自實驗的機(jī)會越來越少，物理課程的趣味性下降，物理的學(xué)習(xí)過程成為一個枯燥乏味的過程。當(dāng)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣削弱，在一定程度上將會影響學(xué)習(xí)的物理學(xué)習(xí)效果，而且不利于實驗教學(xué)活動的開展。

二、高中物理學(xué)科的主要特點分析

首先，實踐性特征，物理學(xué)科與生活與生產(chǎn)存在密切的關(guān)聯(lián)，是一門具備極強(qiáng)實踐性的學(xué)科。教材中的多數(shù)知識點都是對實踐活動相關(guān)理論的總結(jié)與歸納。在學(xué)習(xí)物理知識過程中，當(dāng)學(xué)生具備了抽象思維能力，他們才會把理論知識與實踐結(jié)合在一起，進(jìn)而將物理理論知識內(nèi)化為自己的認(rèn)知。其次，多樣化特征，相比初中物理知識，高中階段的物理難度明顯提高，很多物理原理可以直接以文字或者是公式的形式體現(xiàn)，也可以通過圖像或者是模型的方式呈現(xiàn)。由于物理語言具備多樣化特征，因而學(xué)生需要具備抽象思維能力，才可以更好地理解與記憶物理知識[1]。

三、物理教學(xué)中提高學(xué)生抽象思維能力的具體策略

為了更好地達(dá)到提高學(xué)生抽象思維能力的目標(biāo)，教師需要深入挖掘物理教材中的內(nèi)容，精心設(shè)計問題，全面分析學(xué)生的心理特征等，進(jìn)而為學(xué)生提供多樣化的抽象思維訓(xùn)練機(jī)會，以此來實現(xiàn)學(xué)生思維的發(fā)展。以下將從多個方面探討學(xué)生抽象思維能力的提升策略。

（一）精心設(shè)計問題，提高學(xué)生抽象思維能力

高中物理知識的抽象性比較強(qiáng)，如果只是依賴于教師在課堂上的講解，難以幫助學(xué)生將物理知識內(nèi)化為自己的認(rèn)知。因此，物理教師應(yīng)在教學(xué)中給予學(xué)生一定的自主思考時間，使其能夠更加全面地了解物理知識點。與此同時，物理課前，教師可以設(shè)計一些深度思考的問題，有效地培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。在具體實踐中，教師可以結(jié)合物理知識設(shè)計出多樣化類型的問題，以便更好地提高學(xué)生抽象思維能力。以彈力教學(xué)為例，教師可以準(zhǔn)備一塊橡皮泥和一個氣球，然后在課前的三分鐘內(nèi)做一個物理小實驗，“教師一手拿著橡皮泥，另一只手拿著氣球，兩只手同時用力捏，然后再松手”，做完實驗之后，教師可以提出如下問題“通過觀察實驗現(xiàn)象，請描述兩種不同的現(xiàn)象以及其中的原因”。學(xué)生的思考過程，是其思維能力形成的過程。通過實物的方式呈現(xiàn)物理現(xiàn)象，可以為學(xué)生抽象思維能力的培養(yǎng)奠定扎實的基礎(chǔ)，與此同時，通過實驗現(xiàn)象可以提高學(xué)生抽象思維能力培養(yǎng)的效果。

（二）結(jié)合學(xué)生心理，提高學(xué)生抽象思維能力

教師的任務(wù)不只是教學(xué)，還也應(yīng)承擔(dān)起學(xué)生心理發(fā)展的重任，因此，在物理教學(xué)中，教師需要把握好學(xué)生的心理特征，并在此基礎(chǔ)上開展教學(xué)活動，進(jìn)而為學(xué)生的創(chuàng)造能力培養(yǎng)創(chuàng)造機(jī)會。在學(xué)生了解新的物理知識點過程中，可以幫助其將自己已有的知識重新建構(gòu)，新知識與舊知識的融合，能夠形成一個新的知識模塊。教師可以結(jié)合學(xué)生的這一心理特征開展教學(xué)活動，有助于學(xué)生抽象思維能力的形成。以電流的熱效應(yīng)教學(xué)為例，教師可以在課前先呈現(xiàn)一張電流的圖片，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)之前學(xué)過的電流知識，引發(fā)學(xué)生對電流相關(guān)知識的復(fù)習(xí)與組織。接下來，就是可以再展示一張圖片，圖片的內(nèi)容是一張燒焦的紙和一根電線。圍繞這個圖片，教師可以設(shè)計一個問題“燒焦的紙張和電線之間有什么關(guān)系？”學(xué)生通過回憶之前學(xué)習(xí)的電流知識，思考電流的熱效應(yīng)相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)而增強(qiáng)對電流熱效應(yīng)內(nèi)容的理解與記憶。通過新舊知識的聯(lián)合與碰撞，增強(qiáng)學(xué)生的抽象思維能力。

（三）組織物理實驗，提高學(xué)生抽象思維能力

實驗是高中物理的重點和難點，由于實驗的抽象性比較強(qiáng)，因而組織物理實驗，可以更好地提高學(xué)生抽象思維能力。物理教師需要圍繞不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計出合理的實驗活動，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力與動手能力。通過實驗中的操作與分析，進(jìn)一步提高學(xué)生抽象思維能力。以學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)為例，課前，教師可以用3到5 分鐘的時間演示一個電場，吸引干擾指南針的實驗，并提問學(xué)生實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的具體原因。接下來，教師可以讓學(xué)生自主探究并設(shè)計實驗過程，進(jìn)一步分析電路形成磁場所需要的條件，最后，讓學(xué)生連接一條可以產(chǎn)生磁場的電路。當(dāng)學(xué)生能夠全身心地參與到實驗中，其自主學(xué)習(xí)思維與抽象思維將得到更加有效的提高。

物理與實驗是相輔相成且密不可分的，多數(shù)物理定律都是通過大量的實驗得來的，所以教師需要為學(xué)生提供一個思維發(fā)展的空間，最大程度地為學(xué)生創(chuàng)造實驗的條件，讓學(xué)生可以在實驗中驗證自己的想法和教材中的物理知識點。在組織實驗之前，教師可以讓學(xué)生猜測可能的實驗現(xiàn)象[2]，設(shè)計不同種的實驗條件，并通過實驗進(jìn)行驗證，進(jìn)而更好地培養(yǎng)起學(xué)生抽象思維能力。以熱敏電阻以及傳感器的學(xué)習(xí)為例，圍繞教材中的內(nèi)容，教師可以設(shè)計一個探究實驗，并要求學(xué)生設(shè)計出一個自動控制充電器的實驗方法。實驗過程中，學(xué)生需要思考以下幾個問題：熱敏電阻的特性是什么呢？傳感器的主要零部件包含有哪些呢？設(shè)計這個實驗時，導(dǎo)線的電阻或者是組成電路的元素會產(chǎn)生怎樣的變化呢？在問題的引領(lǐng)下，學(xué)生可以設(shè)計出實驗的具體過程。經(jīng)過教師的適當(dāng)點撥，學(xué)生便可以利用已有的教材完成自主實驗。在實驗結(jié)束后，教師可以要求學(xué)生完成一份實驗記錄與實驗總結(jié)，并在課堂上將自己的學(xué)習(xí)成果匯報給教師。通過理論與實踐的結(jié)合，可以進(jìn)一步鞏固學(xué)生的物理理論知識基礎(chǔ)，與此同時，學(xué)生對實驗的過程也更加的了解。通過實驗驗證物理理論，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力與抽象思維能力。

（四）借助物理規(guī)律，提高學(xué)生抽象思維能力

物理規(guī)律是經(jīng)過大量的實驗與觀察所獲得的結(jié)論，它可以充分體現(xiàn)出物質(zhì)之間所存在的關(guān)聯(lián)。一般情況下，物理規(guī)律是概念組成的，能夠利用文字或者是邏輯傳達(dá)出物理知識之間存在的關(guān)聯(lián)[3]。所以在物理教學(xué)中，教師應(yīng)注重物理規(guī)律的講解，可以幫助學(xué)生更好的理解概念，并形成一個完整的物理知識體系，這對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)具有非常重要的意義。為避免教師在課堂上過于關(guān)注物理概念，教師應(yīng)從主觀意識上認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的重要性，并讓學(xué)生注重觀察生活，結(jié)合自己已有的知識框架提出問題，進(jìn)而為今后學(xué)習(xí)與探究物理規(guī)律提供基礎(chǔ)。為更好提高學(xué)生抽象思維能力，教師需要通過實驗或者對理論的深入分析，幫助學(xué)生加深對物理規(guī)律的理解。以學(xué)習(xí)勻速直線運(yùn)動規(guī)律為例，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考之前所學(xué)的打點計時器知識點，回憶其中蘊(yùn)含的原理。當(dāng)學(xué)生思考以后，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行探究實驗，實驗過程如下：把一個固定有滑輪的長木板放在桌子上，同時，滑輪伸出桌面，把打點計時器放在另一端用于連接電路。然后利用細(xì)繩拴住小車，跨過滑輪，再掛上砝碼，接通電源后，緩慢的釋放小車。在小車運(yùn)動過程中，可以帶動紙帶發(fā)生運(yùn)動。根據(jù)紙帶上形成的點跡畫出對應(yīng)的時間圖像，即為勻速直線運(yùn)動的圖像。學(xué)生通過實驗操作與圖像繪制，可以進(jìn)一步提高自己的抽象思維能力。再比如，教師可以采取概念圖的方式開展物理力學(xué)教學(xué)。以“重力相互作用”教學(xué)為例，在學(xué)習(xí)這一章節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了力的基礎(chǔ)知識，包括什么是力，力的三要素等，學(xué)生的思維中已經(jīng)形成了重力知識的相關(guān)概念，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，教師可以充分借助于信息技術(shù)手段，播放一段視頻“在一個足球比賽中，運(yùn)動員用教練射門”，要求學(xué)生能夠結(jié)合視頻，分析足球運(yùn)動員在這一過程中的運(yùn)動狀態(tài)。然后，教師可以布置實驗任務(wù)“用力壓懸空的直尺”，提出問題“請思考足球的運(yùn)動狀態(tài)為什么會產(chǎn)生變化？直尺為什么會產(chǎn)生形變呢？”學(xué)生完成實驗后，提出“足球的運(yùn)動狀態(tài)產(chǎn)生了變化，是因為受到了力的作用，同時，直尺產(chǎn)生形變的原因也是受到了力的作用”。教師總結(jié)“結(jié)合實驗可以看出，力能夠改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，還能夠讓物體產(chǎn)生形變?！弊詈螅處煵贾谜n后鞏固作業(yè)，結(jié)合本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，繪制出概念圖。

（五）構(gòu)建知識框架，提高學(xué)生抽象思維能力

對高中生來講，構(gòu)建知識框架具有重要意義。物理教師需要結(jié)合教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)等，對課堂教學(xué)活動進(jìn)行優(yōu)化，幫助學(xué)生建立符合其實際的物理知識框架，進(jìn)而更好地培養(yǎng)其抽象思維能力。在講解物理知識時，教師要充分考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)特征，并以此為依據(jù)整合物理知識點，進(jìn)而幫助學(xué)生搭建一個邏輯科學(xué)的知識框架。以力學(xué)的學(xué)習(xí)為例，就是可以先介紹力的概念，并讓學(xué)生把握其中的重點，包括力的相互性與測量等。然后把力的有關(guān)內(nèi)容分解成多個小的知識點，包括重力、彈力等，再進(jìn)行詳細(xì)的講解，進(jìn)而更好的增強(qiáng)學(xué)生的理解能力，通過知識框架分解教學(xué)的方式，讓學(xué)生形成一個完整的知識體系，進(jìn)而有效地提高學(xué)生抽象思維能力。

結(jié)束語

綜上所述，提高學(xué)生抽象思維能力，有助于學(xué)生加深對物理定律與概念的理解，教師要靈活應(yīng)用多種教學(xué)方法，比如：構(gòu)建知識框架、開展物理實驗、分析物理規(guī)律以及學(xué)生心理等，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生抽象思維，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識，最終提升高中物理教學(xué)質(zhì)量。