高中物理教學中形象思維的作用與培養

　　普遍的觀點認為：初中階段的物理學習僅僅是學習一些基本物理現象，是淺層次的，高中物理則是研究物理現象背后的本質，是深層次的。初中物理是形象思維的體現；高中物理相對而言研究的現象比較復雜、抽象，教學要求重在運用所學知識來分析、討論和解決實際問題，要求學生具有較強的分析、概括、推理、想象等思維能力和數理應用能力，是抽象思維高度應用的階段。
　　因此，很多高中物理老師在教學中只注重抽象思維的應用，而忽略形象思維在高中物理學習階段的重要性，導致學生失去對物理的學習興趣，產生心理壓力和厭學情緒。要解決這一問題，必須了解形象思維在高中物理階段具有的作用。
　　一、什么是形象思維？
　　形象思維是用直觀形象和表象解決問題的思維，其特點是具體形象性。想象和聯想是形象思維的主要心理成分，任何創造都離不開想象，所以愛因斯坦說：“想象力比知識更重要。”
　　有這樣一個簡單的物理實例可以明晰形象思維的動作過程。
　　如圖所示，質量為m的物塊放在傾角為θ的光滑斜面上，且地面光滑，當斜面在F作用下向左做勻加速運動時，物塊能否恰好相對于斜面靜止，如果能，求加速度a。
　　在思考此題時，可以想象這樣一個物理過程：當F很小時，有經驗可知物塊和斜面都將向左運動，但物塊會從斜面上滑下來；當F非常大時，物塊和斜面都還將向左運動，但物塊將會順斜面向上運動，從斜面頂端飛出來。完成這個想象后，自然就會想到當力F等于某個值時可以使兩者相對靜止，求加速度也就變得輕而易舉了。
　　由此可以看出，形象思維簡單說就是應用生活經驗、形象知識和直感判別，最后得出結論的思維過程，它可以使我們對物理的理解變復雜為簡單、變生疏為熟悉。
　　二、形象思維在教學過程中的重要性。
　　形象思維與邏輯思維是兩種基本的思維形態。過去人們曾把它們分別劃歸為不同的類別，認為：“科學家用概念來思考，而藝術家則用形象來思考。”這是一種誤解。其實，形象思維也是科學家進行科學發現和創造的一種重要的思維形式。例如，物理學中的形象模型，像電場線、磁感線、原子結構的湯姆生棗糕模型或盧瑟福小太陽系模型，都是物理學家抽象思維和形象思維結合的產物。
　　愛因斯坦是一個具有極其深刻的邏輯思維能力的大師，但他卻反對把邏輯方法視為唯一的科學方法，他十分善于發揮形象思維的自由創造力。如，愛因斯坦著名的廣義相對論的創立實際上就是起源于一個自由的想象。一天，愛因斯坦正坐在伯爾尼專利局的椅子上，突然想到，如果一個人自由下落，他是會感覺不到他的體重的。愛因斯坦說，這個簡單的理想實驗“對我影響至深，竟把我引向引力理論”。
　　由此可見，形象思維在高中物理教學中發揮著不可替代的作用。
　　（一）有利于激發學生物理興趣。
　　由于中學生的形象思維勝于抽象思維，完美和諧的物理形象可以給學生深刻的印象，可以啟發學生由感性到理性的積極思維，可以引發科學的想象、探索、創造，產生動力，激發興趣。
　　（二）有助于學生理解抽象概念。
　　在中學物理教學要求重視分析、歸納、推理等思維能力，但是學生的感性認識較之理性認識突出，所以必須重視其形象思維的培養。這樣學生對概念、規律的理解就能夠在腦海里形成正確的意象，也就能夠更加靈活地進行正確的分析、推理、歸納、判斷的邏輯活動了。
　　（三）有助于學生思維能力提高。
　　思維能力的發展總是相輔相成、協調發展的。通過形象思維的培養，使學生的聯想能力、類比能力、抽象思維能力和辯證思維能力等都會有相應的發展提高。
　　（四）有利于誘發學生發展創造。
　　形象思維的過程是運用現象定性分析事物在時間、空間中的存在和變化過程。因此，正確的利用形象思維常常能得到某種意想不到的結果，從而誘發創造某種新事物、產生某種新認識或見解，甚至產生發明、創造。
　　三、物理教學中形象思維的豐富與培養。
　　（一）加強實驗和觀察，是形成與培養形象思維的重要途徑。
　　一個成功的演示實驗，能給學生留下深刻的表象。譬如，將鋼筆帽立于放在桌上的紙條上，將紙條慢慢地抽去，鋼筆倒下；將紙條迅速抽去，鋼筆帽仍然直立不倒。然后誘導學生用動量定理解釋（把形象思維與邏輯思維緊密結合）這種現象。
　　重視課外小實驗、小制作。如在手掌上放一塊磚，讓手掌由靜止向上、向下做加速運動時，體驗手掌所受壓力的感覺，從而去領會超重和失重現象。
　　（二）利用多媒體教學，讓充分攝取物理表象，培養學生的形象思維。
　　研究表明：同樣的學習內容，單純用聽覺學習、視覺學習、視聽并用學習，三小時后，記憶效率分別為：60％，70％，80％；三天后，記憶效率分別為：15％，40％，75％。多媒體的獨特之處，正在于能使視覺和聽覺并用，以形象和聲音表現內容，以提高教學質量。
　　（三）聯系實際，廣泛攝取物理表象。
　　日常生活中的那些司空見慣的現象，正可以從類比中形成表象。學習分子運動論時，學生對一瓶水與一瓶酒精混合后不滿兩瓶的實驗難以理解。只要問：一桶核桃和一桶大豆倒在一起，還是兩桶嗎？學生就會豁然開朗。有了表象，疑難也就迎刃而解了。
　　（四）發揮“理想化方法”的教學功能培養學生的形象思維。
　　在物理學研究中，理想化方法實際上是唯物辯證法中抓主要矛盾和矛盾的主要方面的辯證方法的體現。表現為：其一，理想模型。包括理想物體（如質點、光滑平面、點電荷、薄透鏡等）和理想系統（如保守為系統、熱力學系統等）。其二，理想過程。如勻速直線運動、氣體的等溫、等壓、等容過程，等等。其三，理想實驗。它不是實踐活動，而是“思想中的實驗”。伽利略發現慣性定律時的理想斜面實驗，就是一個典范。
　　綜上所述，形象思維在高中物理學習中有著不可替代的重要的作用，培養形象思維有利于學生吸收掌握物理知識，也有利于全面開發學生的思維品質。