高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力的策略

郭向剛 張學(xué)敏

步入高中階段以后，物理課程的教學(xué)任務(wù)已經(jīng)實現(xiàn)了高維化的轉(zhuǎn)變，不再強調(diào)對具體知識、技能的“深度講解”，轉(zhuǎn)而開始將主要的資源集中到對學(xué)生綜合思維和認知能力的有機培養(yǎng)上來，其中對生本抽象思維能力的有機塑造更是體現(xiàn)出了無與倫比的重要意義。這種變化的出現(xiàn)代表著學(xué)生將無法再通過傳統(tǒng)的“跟隨”性學(xué)習(xí)模式來完成對學(xué)科目標的有機實現(xiàn)，必須要以靈活、能動的方式來開展思維構(gòu)建性的學(xué)習(xí)活動。對于物理學(xué)科而言，復(fù)習(xí)是對既有學(xué)習(xí)成果的概括性提煉和高維度總結(jié)，而實驗則是對理論知識的具體應(yīng)用和深度解讀，要求學(xué)生要對過去的學(xué)習(xí)認知做好充分的整合和吸收工作，并需要在這個過程中建立、應(yīng)用自己良好的思辨思維和抽象信息概括、具象表述能力。從以上事實不難看出，高中物理教師如果要真正提升課程的綜合教學(xué)質(zhì)量，就必須要有意識地去塑造、強化學(xué)生的抽象思維體系，幫助學(xué)生真正以“主角”的身份參與課堂學(xué)習(xí)。

一、 注重對學(xué)生開放性思維的培養(yǎng)

抽象思維從本質(zhì)上來講就是對具體知識內(nèi)容的一種高維整合和多元向運用思維，這就意味著學(xué)生必須要在基本知識、技能的學(xué)習(xí)認知基礎(chǔ)上形成靈活的發(fā)散性思維，才能夠為后續(xù)的抽象智力活動準備豐富的素材。因此，高中物理教師在培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力的起始階段應(yīng)首先著手塑造他們的發(fā)散思維，結(jié)合多角度的知識信息攝入、輸出路徑去打通抽象意識的作用渠道，以此來為后續(xù)工作的開展提供良好的基礎(chǔ)。

(一)借助發(fā)散式課題和分析材料培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維

在傳統(tǒng)模式的課堂教學(xué)中，高中物理教學(xué)所使用的“套路”都被局限在“學(xué)會概念/定理——給出題目——套用概念/定理”的模式當中，每一類題目甚至每一道題干信息對應(yīng)的知識點、技能板塊都已經(jīng)爛熟于學(xué)生的腦海里，學(xué)生要進行的便是對這些固定的信息內(nèi)容做“按圖索驥”式的公式化套用。此種教學(xué)方法雖然可以在一定程度上讓學(xué)生快速理解簡單的物理知識和技能，但是卻會引導(dǎo)學(xué)生形成一種思維定式，是他們無法對既有的學(xué)習(xí)成果做出能動的應(yīng)用處理，久而久之必然會耽誤其學(xué)習(xí)效果的優(yōu)化進程，也會給其抽象思維的生成加上層層枷鎖。對此，高中物理教師需要在教學(xué)資源的設(shè)計和整合過程中，進一步增加開放型資料的存在比重，幫助學(xué)生進一步體會知識理解和考查環(huán)節(jié)所存在的客體發(fā)散空間，讓學(xué)生能夠依托合理的假設(shè)和論證來做出主動探究，為題目的解答和學(xué)習(xí)成果的應(yīng)用注入更多個性化的聯(lián)想成分。依托此類方法，學(xué)生不單單得到滿足自身主動思考訴求的契機，同時還能夠幫助學(xué)生感受積極運用所學(xué)成果解決問題、完成任務(wù)的巨大成就感，并引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)趣味體驗的作用下形成更強的開展抽象思考的內(nèi)在驅(qū)動。

例如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)完“晶體”和“非晶體”這兩個概念之后，教師可以設(shè)計一道物質(zhì)判斷題來對學(xué)生進行考查，并重點突出其中“沒有確定形狀”這一宏觀外形特點以及“導(dǎo)電”和“導(dǎo)熱”性質(zhì)的各項同性特征，讓學(xué)生憑借自己剛剛掌握的知識內(nèi)容為題干補充一些更具辨識性的信息，使題目的考查對象變得更加具體，并可鼓勵學(xué)生對題目的具體表現(xiàn)物質(zhì)做出多元解讀。

(二)借助“腦洞訓(xùn)練”培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維

在部分高中物理教師的眼中，一道物理題目必須具有“定向考查”的特點才能夠真正起到鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)成果的作用，否則便是命題上的“失敗”——從本質(zhì)上來看，這種想法更多的是對學(xué)生多元思維培養(yǎng)理念的一種違背，并不利于學(xué)生開放性思維的有機生成。在多年的學(xué)習(xí)和鍛煉作用下，高中生已經(jīng)就常規(guī)模式下的物理命題模式和考查“套路”形成了相對豐富的經(jīng)驗和比較準確的感性認知，習(xí)慣于通過排除法、試數(shù)法等“竅門”來快速確定題目的答案。受制于這種傳統(tǒng)的套路，高中生在提煉題目中的課程信息時很容易出現(xiàn)“二級化”的問題，無法真正利用自己的既有學(xué)習(xí)成果去解答問題，只是在低階維度上將學(xué)習(xí)到的內(nèi)容當成一個個線索性的提示點。針對這一點，高中物理教師可以在帶領(lǐng)學(xué)生開展課堂訓(xùn)練時選擇一些在解答結(jié)果中存在隱性的“第二可能”的“腦洞”材料，幫助學(xué)生在思考、解答的過程中形成不同的認知方向、思考路徑和知識、技能運用路數(shù)，最后得出不一而足的回答。一開始面對這樣的題目，部分學(xué)生難免會感到不適應(yīng)；但是時間長了，學(xué)生便可以從更深的層面上出發(fā)去開展能動的思維活動，并學(xué)會在比較中做出正確的方法和結(jié)論選擇，以此來構(gòu)建學(xué)生靈活的開放性思維邏輯，也能夠打通學(xué)生腦海中通向統(tǒng)一認知答案的多元思維路徑，最終起到建立、鞏固抽象性思維框架的效果。

比如，在完成關(guān)于“晶體的微觀結(jié)構(gòu)”這一部分的教學(xué)后，教師可以給學(xué)生布置一道描述性的題目，對某種晶體的微觀結(jié)構(gòu)進行文字描述，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)過的知識來判斷這種晶體的具體種類和有關(guān)物理性質(zhì)。如果學(xué)生在這個過程中普遍陷入了思維瓶頸，教師則可以在題目中加入一些提示性的信息作為線索，也可鼓勵學(xué)生以結(jié)組的方式進行意見和看法的交流。不過在這期間，教師應(yīng)當盡量避免以圖片的形式來給出題干信息，以免使學(xué)生形成默認的思維，反倒不利于該項工作目標的達成。

二、 注重對學(xué)生質(zhì)疑精神的培養(yǎng)

抽象思維的生成是對傳統(tǒng)知識形態(tài)的一種打破過程，這就在一定程度上需要學(xué)生形成鮮明的批判精神，這樣才可以結(jié)合知識認知訴求來擺脫對既有認知模式的拘泥而獲得更為多元、生動的抽象意識成果。基于此，高中物理教師在培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的過程中，要將對其批判精神的塑造也作為一項重要環(huán)節(jié)來看待，引導(dǎo)學(xué)生在基本知識成果之上依托個性化認知來還原出若干不同的知識信息輸出路徑和驗證標準，以此來為抽象思維的構(gòu)建搭建個性化的框架。

(一)引入陷阱式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神

在傳統(tǒng)的“跟隨”性學(xué)習(xí)模式的作用下，部分高中生會下意識地服從于教師的教學(xué)安排，很少會對教師的教學(xué)活動提出自己的看法。從長遠來看，這種狀況不利于學(xué)生自主思維能力的形成，也會讓學(xué)生逐漸將通過抽象性思維來豐富、完善外界知識信息認知的權(quán)力交給教師去“代勞”。從某種意義上來說，質(zhì)疑精神能夠?qū)W(xué)習(xí)成果的攝入進行個性化的調(diào)整和優(yōu)化，使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動變成一種真正自主的認知過程，是抽象思維存在的一大關(guān)鍵。對此，高中物理教師要在課程教學(xué)的過程中，結(jié)合學(xué)生當前的學(xué)習(xí)情況和本課程的引導(dǎo)目標適當?shù)厝谌胍恍跋葳濉保幸庾R地漏出一些知識敘述、技法使用或結(jié)論推導(dǎo)方面的“破綻”給學(xué)生，鼓勵他們在自身正確質(zhì)疑的作用下提出疑問、說明觀點。通過這種策略，學(xué)生能夠在課堂上時刻保證效率，同時逐步改正遇到問題時“想當然”解決的習(xí)慣，逐步培養(yǎng)自己遇到問題時批判的意識和質(zhì)疑精神。并在客觀上使他們有更多的機會依托對知識信息的抽象還原和能動復(fù)刻去提高信息的篩查、“驗偽”速率。

例如，在完成《觀察玻璃和云母片上石蠟融化區(qū)域的形狀》這一部分的實驗教學(xué)后，教師可以在后續(xù)的關(guān)聯(lián)例題教學(xué)中，故意在題目中加入關(guān)于“晶體質(zhì)量”方面的數(shù)據(jù)并在解題時“應(yīng)用”到這些信息；在課堂上可以通過問題串的形式一步步引導(dǎo)，并鼓勵他們大膽站起來指出“熔化熱和晶體的質(zhì)量無關(guān)，只與晶體的種類有關(guān)”這一知識點。除此之外，教師還可以在隨堂小測中故意將選擇題的正確答案設(shè)置為“A”，讓學(xué)生在做題時對這一“反?，F(xiàn)象”產(chǎn)生懷疑，考驗其深度思考其中知識內(nèi)容的意識和能力。

(二)引入辯論式訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神

教育并不是制造“流水線”上的工業(yè)產(chǎn)品，而是要在保證學(xué)生個性思維的情況下引導(dǎo)他們學(xué)會知識、掌握技能、形成良好的課程素養(yǎng)，這既是素質(zhì)教育的核心訴求，也是抽象思維得以在多元碰撞的過程中形成、發(fā)展的核心前提。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，部分高中物理教師的教學(xué)和練習(xí)活動都只是對標于某一種具體的物質(zhì)或者現(xiàn)象而做“深挖”性講解，很容易給學(xué)生造成“物理的答案是唯一的”或者“書上寫的就是正確的”的先入為主式的思維，讓學(xué)生的抽象性思維建立失去了更有質(zhì)感的土壤。若要真正解決這個問題，高中物理教師要學(xué)會在教學(xué)過程中引入辯論式活動，根據(jù)某個課題中可能出現(xiàn)的諸多觀點來鼓勵學(xué)生大膽提出自己的看法，而后借助自己所學(xué)到的物理知識分別作出論證。這一教學(xué)模式的有效應(yīng)用可以幫助學(xué)生為了做好自己的課堂展現(xiàn)而提前進行一次質(zhì)疑性思考，并以間接的形式促進其抽象知識整合、輸出意識和能力的強化。

比如，在完成關(guān)于“晶體”這一個部分的教學(xué)任務(wù)后，教師不妨回過頭來以“究竟什么是‘晶體’”這個問題來組織學(xué)生進行思考。這個問題看似簡單——畢竟書上就可以找到現(xiàn)成的組織答案的素材；但是如果深入思考的話，每個人又可以得出若干種不同的結(jié)論：有的學(xué)生認為“晶體”的前提是“固體”，任何符合“晶體”定義的固體都可以被叫作“晶體”；而有的學(xué)生認為前者的觀點存在“概念偷換”的問題，“晶體”雖然屬于“固體”，但是判斷“晶體”的標準中不應(yīng)當有“該物體為固體”的先決條件等。教師可以組織學(xué)生就自己的觀點進行整理并開展一場小型的辯論賽，讓大家能夠各抒己見，暢所欲言。

三、 注重對學(xué)生辯證意識的培養(yǎng)

抽象思維并不是“胡思亂想”的能力，而是要在一定的科學(xué)規(guī)律和認知理念的正確引導(dǎo)下發(fā)揮個體主觀能動性的意識?；谶@一基本認識，高中物理教師在依托發(fā)散思維和質(zhì)疑精神的培養(yǎng)強化了學(xué)生抽象性思維的運作驅(qū)動力后，還要借助對學(xué)生辯證意識的有機樹立來為其抽象性思維的功能執(zhí)行規(guī)劃出科學(xué)的方向和渠道，這樣才可以在更高維度上提高生本抽象思維對知識信息的處理效率和精度，進而為綜合課程教學(xué)提供更好的服務(wù)職能。

(一)通過對比性訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的辯證意識

任何事物都是多面性的，人們需要從不同的角度出發(fā)對這些事物生成全方位的認知，這也是物理科學(xué)所體現(xiàn)的本質(zhì)內(nèi)涵，更是抽象性思維在深階層面的信息整合價值所在。在培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維的過程中，高中物理教師要認識到這項工作所具有的多元思維塑造性的本質(zhì)屬性，引導(dǎo)學(xué)生積極打破“一元”的傳統(tǒng)思維定式，根據(jù)課程具體的教學(xué)內(nèi)容來生成雙元復(fù)合型的思維邏輯，把一些在成分、看法方面截然不同但卻存在一定客觀聯(lián)系的物理分析材料或知識、技能應(yīng)用實例同時代入課堂中，幫助學(xué)生對這些內(nèi)容做拆分對比和綜合吸收。這樣一來，學(xué)生對一種事物、現(xiàn)象的認知角度將變得更加完整，學(xué)生也會在學(xué)習(xí)物理時真切地體會到“矛盾兩面性”的正確性和客觀存在性。此外，它還有助于學(xué)生完善對同一學(xué)習(xí)對象開展不同描述的能力；更為關(guān)鍵的是，這種訓(xùn)練所需要的是學(xué)生以抽象角度去剖析，對比不同物質(zhì)規(guī)律的作用形式，能夠給生本抽象思維的生成提供更多的強化契機。

例如，在完成有關(guān)“晶體”與“非晶體”這兩個概念的教學(xué)后，教師可以同時通過多媒體設(shè)備為學(xué)生介紹《固體——二元世界》和《固體中的“第三世界”》這兩篇科學(xué)小品文，讓學(xué)生在閱讀之后對“‘晶體’和‘非晶體’是否可以組成完整的固體世界”形成從兩個側(cè)面出發(fā)的看法，而后讓學(xué)生互相說一說自己對兩篇材料內(nèi)容的觀點，最后再根據(jù)學(xué)生的想法對浸潤部分的知識內(nèi)容做進一步的總結(jié)和科學(xué)性陳述。

(二)通過多媒體技術(shù)的應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生的辯證意識

在傳統(tǒng)印象當中，“物理學(xué)習(xí)”似乎只能通過“寫寫算算”的理論認知和“瓶瓶罐罐”的實驗操作來開展，這其實是一種徹頭徹尾的誤解——通過多媒體形式來向?qū)W生展示物理知識和技能的多元表現(xiàn)形式以及應(yīng)用渠道，也是一種重要的物理教學(xué)手法，而且還能夠?qū)W(xué)生的物理辯證思維產(chǎn)生很好的塑造、強化作用。因此，高中物理教師應(yīng)當在搞好傳統(tǒng)課堂教學(xué)和訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的興趣取向、理解能力以及課程的內(nèi)容和教學(xué)要求，引入更多具有不同形式的物理知識、技能解讀和展示材料供學(xué)生接觸，以此為手段來讓學(xué)生深入體會不同的物理學(xué)習(xí)模式所具有的優(yōu)缺點，從而引導(dǎo)學(xué)生在日后的物理資源開發(fā)和利用中形成“兼容并包”的辯證意識，讓更多的課內(nèi)外資源得以為學(xué)生物理綜合學(xué)習(xí)水平的動態(tài)提升而服務(wù)。

比如，同樣是在進行《觀察玻璃和云母片上石蠟融化區(qū)域的形狀》這一實驗教學(xué)時，教師除了可以組織學(xué)生通過常規(guī)的設(shè)備和儀器操作來按照課本中的要求展開傳統(tǒng)實驗外，還可以通過網(wǎng)絡(luò)素材和多媒體軟件來引導(dǎo)學(xué)生通過“人機互動”的方式來利用屏幕中的“儀器”開展模擬實驗；如果條件允許的話，教師甚至可以借助VR設(shè)備和全息技術(shù)將這一模式的實驗教學(xué)還原得更加逼真，從而讓學(xué)生充分感受物理學(xué)習(xí)的多元性和趣味性。

除了以上幾方面主要策略之外，高中物理教師還可鼓勵學(xué)生利用自己所學(xué)到的固體方面的物理知識，根據(jù)自己的日常生活、經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)并提出一些問題，而后圍繞這些問題自行設(shè)計、開展相應(yīng)的實驗探究活動，讓學(xué)生在這個過程中既鍛煉了自己的學(xué)習(xí)、應(yīng)用能力，又能很好地打開自己的物理思維，從而讓批判性思維的塑造成果得到進一步的鞏固、擴大和優(yōu)化。

四、 結(jié)語

真正意義上的教育絕對不是思維上的束縛和牽引，而是在尊重客觀事實的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生開展富有發(fā)散意識和能動思維的自由探索和豐富想象，并在這個過程中逐步實現(xiàn)課程信息的多元整合。高中物理教師要進一步認識并努力踐行這一認知，在日常教學(xué)中強化學(xué)生的抽象性思維邏輯體系，幫助學(xué)生能夠結(jié)合既有的學(xué)習(xí)成果進行更有質(zhì)感、樂趣和帶入價值的思維探究活動，讓學(xué)生進一步感受學(xué)習(xí)物理、應(yīng)用物理的無窮魅力和巨大意義，進而為他們今后更高階段的物理學(xué)習(xí)和課程素養(yǎng)的提升打下良好的基礎(chǔ)。