在高中物理教學中如何培養學生的思維能力

■南京師范大學附屬揚子中學 陳巧云

一、促進學生創造性思維品質的養成

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

二、培養學生形象思維能力的方式

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

三、培養學生抽象思維能力的方式

首先，加強學生的觀察能力培養，幫助學生發現不同知識、不同現象之間的差異。例如，在進行《質點參考系與坐標系》的教學過程中，教師要引導學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現二者本身沒有一定的聯系，但前者相較于后者產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，教師要鼓勵學生學會舉一反三，發現不同的事物盡管看似一樣，但其本質上存在較大的區分。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，由于抽象思維對學生的想象力要求較高，良好的比較模式，能夠驅動學生更好地理解思維內容，逐步提升自己的抽象思維能力。其次，教師要引導學生學會自主概括物理知識的能力。例如，教學《電流》這一章時，學生通過實驗觀察到生活中的靜電現象，如用梳子梳頭發時產生電流、清晨穿毛衣時產生火花等現象，學生通過概括這些靜電現象總結出靜電場的性質，并得出電流產生的基本規律。采取概括式教學法既有助于鍛煉學生的歸納總結能力，還有助于培養學生的抽象思維能力，實現物理教學培養思維能力的目標。

四、結合物理實驗鍛煉學生的逆向思維能力

逆向思維也是當前高中物理學習過程中，教師需要著力培養學生的能力之一，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了極大的比例。為了更好地鍛煉學生的逆向思維能力，教師需要使用更多元的實驗方法，引導學生探究原理。傳統的物理課程中，教師大多需要在實驗進行前將實驗的原理、步驟等教授給學生，讓學生照本宣科式地進行操作，極度缺乏自主創新和研究，學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學生的學習興趣，幫助學生鍛煉自己的逆向思維，可先演示一段類似的實驗內容，將學生的學習積極性完全調動起來后，再鼓勵學生之間進行自主的判斷與學習，研究教師的手法與操作的本質，讓學生從背后的邏輯出發，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、應用科學的方法培養學生的各項思維能力

（一）利用物理模型

由于物理學科是用科學的思維和視角判定事物的本質特征，因此學科系統的知識可作為判斷現象本質的依據。如教育工作者可提出這樣的假設：飛機保持勻速行駛狀態，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以往的經驗認為形成的是拋物線。但這種結論是考慮到阻力影響的情況。題目中標明排除阻力因素，因此答案也會不同，這就需要運用學科模型解題。物理模型是一種較為理想化的狀態和環境，在此環境中物體能夠在無條件干擾的情況下，將學科理論更為明顯地呈現出來。教育工作者運用模型演示理論內容，也能夠為教育對象提供更為清晰和準確的思考方向，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果影響不大，則可用一個點來代替，這被稱作質點模型。

（二）利用等效法

此種方法是將未知內容與已形成的知識儲備建立一定的關聯關系，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境下，將一個帶電的物體放置在軌道上，使其做圓周運動。當物體運動到軌道最頂端時，物體的運動速度最低，且根據重力便可計算得出速度的數值。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下的重力，并可以此求出相應的速度值。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特征，針對問題的核心要素進行分析研究。此后調動已形成的知識儲備來解決未知問題，從而準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科思維。

總之，在物理教學課堂上，教師要重視結合學生的學習實際，不斷培養學生的綜合能力。本文結合以上實踐探索，以培養學生思維能力為主，積極總結了如何提高學生的抽象思維、逆向思維、創新思維等能力，旨在通過實踐探索，為物理教學水平的提高奠定良好基礎。