高中物理教學中培養學生抽象思維能力的有效方法淺探

柳軍義

摘 要：在高中物理教學中，對學生思維方式的培養逐漸受到教師的重視，抽象思維能力也成為素質教育的重點目標之一。物理學科中抽象思維的培養有利于學生把握物理規律，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。文章聚焦物理教學中抽象思維的培養問題，從培養的內容到培養的方法，拓展出可能的路徑。

關鍵詞：高中;物理教學;抽象思維;能力培養

一、高中物理教學的特點

雖然高中物理內容與生活存在緊密的聯系，但是教學內容較為專業化和理論化，而學生缺乏一定的抽象思維能力，接受知識內容時較為困難，學習興趣很容易降低。另外，理論課與實踐課的比例并不合理，教學中沒有重視對學生思維方式的培養，只用單一的考試考查學生的學習成果，這種教學方式存在著很大的隱患。

二、抽象思維在高中物理教學中的重要性

物理學是一門嚴謹的學科，有著公式化的邏輯體系和系統化的學科特質，每個理論都是經過嚴密推算和嚴格論證得出的，這就對學生的邏輯思維能力和抽象思維能力提出了更高的要求。學生上課時要主動思考，積極與教師互動。如果在課堂上教師說什么記什么，懶得去思考，其后果必然是課后提問時，只要話題稍有變形就不會做了。觀察物理學習好的學生會發現，他們在課堂上很活躍，與教師積極互動。因為他們全神貫注地聽課，思路跟著教師的教學走，具有獨立的思維能力，能夠主動思考并且建立起自己的抽象思維。從長遠來看，他們的思維方式符合教師的思維方式，也符合物理學的思維方式?？梢哉f，學生只有在學習時主動思考，掌握思維的主導權，才能夠提出問題，不斷完善自己的思路。所以，在高中物理教學中，抽象思維是影響學生思考與學習主動性的一個關鍵因素。除了課本內容之外，學習方法和思維方式的訓練才是學習效率高低的決定性因素。

三、抽象思維的培養內容

（一）培養聯系的思維能力

物理學中存在著非常多的復合型問題，而且存在許多子過程，是一個復雜的物理過程問題。研究這些復雜的過程，首先要了解各個子過程的規律，然后將這些子過程聯系起來，才能夠發現整個過程的規律。這就是聯系的思維，許多問題，特別是機械問題，往往都是這樣解決的。學生可以通過對大量的較為復雜的過程進行逐步分析，一步一步掌握問題。比如，一輛火車從甲站行駛到乙站，進站時和離站時的速度都是有變化的（在這里可以認為是均勻的變化）。盡管軌道是平直的，但是對于整個行駛過程，我們需要分解為三個不同部分來進行處理：火車在進站時的勻減速直線運動、火車離站時的勻加速直線運動、火車在行駛途中的勻速直線運動。在這些分解運動的基礎上，可以總結得出整個過程的運動規律。聯系的思維在這里成為解題的一個重要突破。

（二）培養綜合的思維能力

在物理教學中，利用控制條件研究物理問題和物理規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，再來探究a與F的關系可以得出a與F成正比;另一種情況就是，當F固定時，研究a與m的關系可以得出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。教師通過知識的講解和思維的訓練，完全能夠讓學生掌握這種綜合的思維方法。

（三）培養概括總結的思維能力

抽象思維中最重要的一點是對具體內容的總結和升華，有一個從具體到抽象的過程。如何從無數具體實例中提取抽象理論和抽象物理模型，需要培養歸納總結的能力。概括能力是把事物的一般屬性和一般特征聯系起來，概括事物發展的特征，找出事物之間的共同特征。總結能力可以使思維更有效，收集和總結思維過程中的有效部分，形成學習框架。教師要培養學生的邏輯思維能力，幫助學生形成有組織、有步驟的思維路徑，明確問題的主線，善于提出問題，能夠分析問題，并引導學生進行總結分析。

四、培養抽象思維的策略

什么是抽象思維方式？在我們學習物理時，當我們看到一個問題時，首先想到了什么？例如，在解決一個終點速度為零的勻減速直線運動問題時，很多學生首先考慮公式的應用，結果非常復雜，不知道選擇哪個公式。但有物理思維方式的人看這個問題時，首先想到的是把它轉化成初速度為零的勻加速直線運動，這是物理自診斷中提到的逆方法，問題突然明了，很容易找到正確的公式來解決問題。在教學的過程中，學生常常冥思苦想于一個問題，這就說明學生物理學習缺乏邏輯思維能力。那么，如何才能培養學生的邏輯思維能力？其實，邏輯思維能力根本就不能脫離學科本身的內容來培養。不同的學科擁有不同的內容結構，就像同樣屬于理科，物理、化學和生物需要的邏輯思維能力也不盡相同。

（一）重視基礎概念的理解

任何高層次的理性操作都是從記憶和理解開始的：理解物理概念的內涵，注重教材的閱讀，注重教師的課堂教學，明確描述運動規律概念的現實意義。概念的理解是運用的基礎，概念層面的混亂是一個根本的缺陷，并不能通過更高的層面從根本上來進行彌補。概念是描述運動規律。所謂高中物理的合理性，很大程度上體現在對物體運動規律的推導上。動力是高中物理的主干，每種形式的動力都對應著一種運動形式，掌握這種對應關系需要聽教師的講解，需要做大量的練習。這個過程雖然很枯燥，但想取得成果的確離不開通過練習來加強認知的過程。要想充分去理解一個概念，要明確它不同于其他概念之處。物理概念的內涵是指物理概念所反映的物理現象和物理過程的本質屬性。所謂適用范圍的物理概念，是指物理概念的擴展，它能夠顯示哪些對象反映物理概念。

（二）通過實驗培養學生的抽象思維能力

對于抽象思維的培養，除了對基本概念的扎實掌握之外，也需要強調通過實驗對學生抽象邏輯思維的能力進行培養。實驗作為高中物理教學的一個重要媒介，能夠直觀地幫助學生去理解抽象的理論化的內容。抽象思維并不是憑空構造的，而是來源于實踐，是對無數事實理論化抽象化的提煉。眾所周知，實驗研究對象本身與人們的直覺體驗相去甚遠，所以想要完全擺脫理性思維，對于物理問題解決的指導是不可能的。這兩者之間并不是對立的，它們相輔相成，互相促進對對方的理解，從而共同作用于對問題的解決。所以在物理教學中，需要強調的是，我們要改變觀察與實驗不依賴理論的傳統觀點，改變實驗方法的本質是徹底拋棄理性體系，單純發揮裁判作用的觀點?，F代物理實驗的不斷發展，使人們越來越能夠認識到觀察和實驗其實都一定程度上依賴于理論。需要認識到理論與實驗之間的關系，而不是單純地摒棄某一方。從實驗中可以得出對于結論、儀器和實驗設計的假設，假設被實驗論證之后可以上升為理論，理論反過來又可以指導實驗。特別是高中物理，由于學生不具備系統的誤差理論知識，導致學生往往對實驗價值和實驗原理（即使是不允許的）持一種不屑的態度，而只注重操作。這種情況對于培養和提高學生的抽象思維能力是十分不利的，對于長遠的科研計劃實施來說也是十分不利的。因此，我們需要把高中物理實驗的重點放在實驗設計思想上，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實驗數據的理解和處理是實驗十分重要的一部分，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）通過模型培養抽象思維能力

高中的物理內容中有很多涉及物理模型，而且許多練習都來自同一個物理模型。但是學生在學習時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題。學生經常是知道模型，但并不了解模型的實踐意義，就像知道公式和無法進行公式的應用一樣，一旦給我們的公式一定的物理環境，學生就無法提取物理和實踐的精髓部分了。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特征在人們的大腦中反映出來的，是一種觀察、思考、整合之后與思維結合形成的產物。如何把物理模型建立起來和如何把實際問題轉化為典型問題是高中學生要建立抽象思維需要解決的兩大問題。理想的物理模型是一種非?？茖W的抽象方式，能夠幫助學生理解和掌握較為困難的概念。經過抽象模型的提煉，復雜的研究對象能夠被簡化、清晰化和合理化。學生面對較為清晰的研究對象，思維可以得到疏通，物理難題得以化繁為簡，更有利于學生掌握研究對象的本質和規律。面對電荷、質點等難以通過概念理解的內容，建立抽象模型就成為一種行之有效的方法?，F在常見的物理模型有過程模型、條件模型和對象模型三種，可以著重整理和總結相應的物理問題，并通過模型來理解和消化。

五、結語

在物理教學中，教師要通過抽象思維進行概念教學，通過概況、類比、綜合的方式強調概念之間的關聯性和系統性，把概念和規律有機地結合在一起，形成一個準確、科學、完整的概念。高中階段正是物理學科基礎概念積累的關鍵階段，也是學生思維養成的重要時期，把握好這個時期，在物理概念教學中培養學生的物理學習興趣和物理學習能力，培養物理學習必不可少的抽象思維，有利于學生物理學科學習的長遠發展，有利于學生對事物本質的理解和認識。因此，在物理教學范疇內我們思考和討論如何培養抽象思維，才變得更加有價值和意義。

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