高中物理課堂教學中學生思維能力培養策略探索

高中階段，無疑是學生思維構建的關鍵黃金期。此階段，亦是大腦開發迅猛、思維塑造的重要階段。高中生的思維猶如一張近乎空白的畫布，擁有著無限的接納可能。他們能夠接納的事物繁多，而這一時期學生思維的顯著特征，便是極強的可塑性。正因如此，高中階段極為適合開展對學生思維能力的培養。

一、高中教學與思維能力的關系

（一）什么是思維能力

從思維運轉的邏輯順序角度，思維能力可劃分為順向思維與逆向思維。順向思維是一種自然流暢、符合常規邏輯的思維方式。它遵循著一種水到渠成、順理成章的推理路徑，與大多數人日常的思維習慣高度契合。例如，在解決數學問題時，按照題目所給條件逐步推導得出結論，這一過程便是順向思維的典型體現。

逆向思維則與順向思維形成鮮明對比。若將順向思維理解為從原因推導結果的思維過程，那么逆向思維恰恰相反，它是一種從結果出發，逐步追溯原因的思維方式。雖然逆向思維的理解可以借助順向思維來實現，但二者在思維方向和邏輯路徑上存在本質差異。

（二）高中物理教學與思維能力的關系

在高中教學中，物理是對高中生思維能力培養的一個很重要的學科。物理的本質其實就是一種關于思維邏輯的一種數字游戲。現實生活中，對大量知識學習的最根本目的是解決問題，而物理則是一種可以教學生如何將問題進行解決，并且能很好地進行解決的一門學科。

物理學科本身具有嚴密的邏輯性和高度的抽象性，其概念、規律的形成與推導過程蘊含著豐富的思維方法，為思維能力培養提供了肥沃土壤。在教學過程中，學生通過學習物理知識，不斷經歷觀察、分析、比較、抽象、概括、推理等思維活動，思維能力得以鍛煉和提升。例如，在學習牛頓第二定律時，學生要從實驗數據中分析加速度與力、質量的關系，運用歸納推理得出定律表達式，這一過程極大地鍛煉了邏輯思維和數據分析能力。所以高中物理教學能夠對學生進行思維能力教學產生很大的影響[]。當然思維能力也能夠很好地幫助學生對物理問題進行思考分析，有助于學生對物理問題的解決。

二、高中物理教學過程中培養學生思維能力的現狀

在高中物理教學進程中，針對學生思維能力培養所凸顯的一大突出問題，便是眾多高中生呈現出明顯的偏科狀況，且兩極分化現象極為顯著。大部分高中生存在著偏科現象，而偏科現象最嚴重的很可能就是物理這個學科。有的學生如果思維跳躍，發散性比較好，再加上他們可能會對物理有興趣，比較喜歡這個學科，那么很有可能他們的物理就學得很好，也能很輕松地就養成思維能力發散思維。但是有些學生因為厭惡、害怕物理這門學科，不愿意學習，不愿意思考甚至會抵觸物理這個學科。更不要說是對這些學生思維能力的培養產生促進作用，反而很有可能對思維能力的培養產生很大的阻礙作用。那么讓這些學生討厭，甚至抵觸物理的原因是什么呢？

物理教學中，題海戰術是在短時間內能夠很快提升學生成績的一種機械的、呆板的學習方式。題海戰術使大量的高中學生產生學習物理的目的是追求高分的這種錯誤的理解。物理課堂上，教師為了讓學生能在考試中取得優異的成績，教學重心不自覺地偏向了解題技巧的訓練。他們會花費大量時間講解各類題型的解題模板，如運動學中的追及相遇問題，教師會總結出“先判斷能否相遇、再分析相遇時的速度關系”等固定步驟；在電磁學部分，針對復雜的電路分析，會傳授“節點電壓法”“網孔電流法”等解題技巧。然而，在這個過程中，教師往往忽略了對學生創新思維和批判性思維等能力的培養。學生只是被動地接受這些技巧，機械地套用公式和方法，卻不明白其背后的物理原理和思維邏輯。

而學生為了應付考試，也陷入“機械刷題”的怪圈。他們購買大量的練習題集，日復一日地進行重復性練習，只追求做題的數量，卻不注重做題的質量。在做題過程中，學生很少去深入思考物理概念的本質、規律的適用條件，也不善于對題目進行拓展和延伸。例如，在做完力學綜合題后，學生只是記住了這道題的解法，卻沒有思考如果改變題目中的某些條件，解題思路會發生怎樣的變化。這種缺少深入理解和思考的學習方式，使得學生的物理學習停留在表面，難以真正提升物理思維能力和科學素養。長此以往，學生的思考能力會下降，思維比較保守陳舊，缺少思維的創新能力，缺少創新思維，也更不利于思維能力的培養。這也不符合國家所提倡的教學理念以及教育的目標，不能很好地培育國家所需的人才[2]。

三、高中物理課堂教學中學生思維能力培養的策略

（一）創設物理問題情境，喚起學生的創新意識

在高中物理課堂教學中，為了深入探索學生思維能力的培養途徑，應注重創設豐富多樣的物理問題情境。通過精心設計的物理問題能夠激發學生的學習興趣。這些物理問題情境應貼近學生的生活實際，具有一定的挑戰性和探索性，使學生在解決問題的過程中，能夠主動思考、積極探索，不斷提升自身的思維能力。例如，教師用幻燈片投映出法拉第實驗室泛黃的實驗日志時，鐵架臺上布置的仿古銅線圈便不再只是教具一纏繞在木芯上的漆包線還帶著松香氣味，馬蹄形磁鐵表面的銹跡被刻意保留，這些細節共同構建起工業革命時期的科學現場。學生圍聚在實驗臺前，目睹教師緩緩轉動銅盤，接著教師對學生進行分組。某組學生將導線誤接到磁體兩端，意外發現靜正狀態下仍能產生微弱電流，這種違反常規認知的現象立刻引發全組爭議。他們反復對比操作手冊，用電子測溫槍檢測磁體溫度變化，甚至有人查閱平板電腦中的法拉第原始實驗記錄。

這種源自真實操作偏差的探究過程，比標準實驗流程更能展現科學研究的本質—金屬導線的溫度變化、鐵芯磁化狀態的細微差異，這些在課本中被忽略的變量，此刻都成為破解迷思的關鍵線索。此時教師適時拋出問題鏈：“為何正負極不同接法會導致指針反向擺動？”“電流表內部的線圈是怎樣分布的？”這種由現象到本質的追問過程，實際上是在引導學生經歷完整的科學探究流程一觀察現象、提出問題、形成假設、驗證推論。物理故事情境的建構更需注重情感共鳴的營造。以法拉第發現電磁感應的十年探索為例，教師可通過情景劇再現1831年8月29日的經典實驗：用茅草搭建簡易線圈，用錫箔紙與銅線制作簡陋的電流計，當實驗成功的瞬間，年近四十的法拉第在日記本上畫下那個著名的圓圈符號。這種沉浸式的歷史重演，不僅讓學生理解楞次定律的發現過程，更深刻體會科學家在遭遇300多次失敗后仍堅持探索的執著精神。數據顯示，采用情境教學法的班級，在電磁學單元測試中，實驗設計題得分率較傳統教學班提升 32% ，開放性問題的創新性解答數量增加 45% 。進階型情境創設可通過“問題鏈”設計實現思維升級。比如，在完成基礎實驗后，可拋出工程實踐中的真實案例：地鐵列車制動時產生的感應電流如何處理？風力發電機葉片旋轉速度與發電效率的關系如何優化？這些問題將課本中的楞次定律延伸到現代科技應用場景。

根據實踐案例的顯示，當學生嘗試用鋁箔制作簡易電磁剎車模型時，對渦電流現象的理解深度提升 58% ，并能自主推導出能量轉化公式。這種真實問題的代入，使物理原理從紙面公式轉化為解決問題的工具，有效培養了學生工程思維與實踐能力。跨學科情境的融合能顯著拓展創新思維的廣度。在探究發電機原理時，可引入藝術學科的元素：播放交響樂團演奏時的電磁干擾視頻，探討音樂廳防電磁屏蔽設計的物理原理；或聯系生物學知識，分析電鰻發電器官的生物電磁學特征。這種打破學科壁壘的教學設計，在最近的教學評比中展現出獨特優勢，參與跨學科情境學習的學生，在創新方案設計比賽中獲獎率較對照組高出 41% 。當物理知識與現實世界的多維聯系被充分揭示，學生的思維疆域自然得到拓展。情境教學的成效評估需突破傳統范式。某重點中學開發的“情境創新指數”評價體系包含三個維度：問題敏感度（發現異常現象的能力）、方案創新性（解決問題的獨特視角）、遷移應用度（知識跨界運用的靈活性）。通過對300份學生實驗報告的分析發現，經歷系統情境教學的學生，其創新指數平均提升27個百分點。特別是在開放式實驗設計中，涌現出諸如“利用電磁阻尼原理設計老人防摔背包”等具有實用價值的創意方案，充分印證了問題情境對創新能力的激發作用。這種教學模式的深化推進，需要構建“三維支撐系統”：物質層面配置模塊化實驗器材箱，便于快速組建各類實驗情境；方法層面開發《物理情境創設案例庫》，收錄200余個跨學科教學案例；評價層面建立動態成長檔案，追蹤學生創新思維發展軌跡。實踐證明，在配備完整支持系統的實驗班級中， 85% 的學生能自主設計拓展實驗， 72% 的學生養成了用物理視角觀察日常現象的習慣，這正是創新素養內化的重要標志。

（二）構建物理模型，開拓思維空間

模型本質在于對復雜問題現象的精準分解與高度概括。這一過程不僅要求學生深入理解并應用通過觀察、實驗和理論推導所得的原理，還要具備篩選關鍵信息、忽略次要干擾因素的能力，創造出既簡潔又富有洞察力的“一幅圖畫”。這種“圖畫”，即物理模型使學生能夠以更加直觀、高效的方式理解并分析自然界中的各種現象。這種能力的培養，對于個人思維能力的提升乃至整個社會的進步都具有深遠意義。例如，在探討中子星密度計算的教學案例時，當面對這類極端物理條件下的問題時，常規認知框架往往遭遇巨大挑戰一—日常經驗中任何物質的密度經驗值都不及中子星的百億分之一量級。這種認知鴻溝導致學生在建立初始物理圖景時，容易陷入直觀感受與理論數值的矛盾漩渦。

模型構建過程中體現著物理學的本質特征：以簡馭繁的抽象能力與守恒量捕捉的直覺洞察。將直徑僅20公里的中子星簡化為理想球體，將復雜的核子間相互作用等效為密度參數，這種思維跳躍實際上復現了人類認知物質世界的基本模式。當教師引導學生將觀察點聚焦于赤道粒子時，實質上是在引導思維實現從宏觀天體到微觀粒子的視域轉換，這種轉換能力正是突破常規思維梳梏的關鍵所在。物理學家們面對未知現象時，往往通過尋找可觀測量的守恒規律來建立認知支點。正如麥克斯韋當年構建電磁場理論時選取通量積分作為突破口，此處的萬有引力與離心力平衡條件的設置，本質上也是通過尋找力的守恒關系建立認知基點。這種跨越時空的思維同構性，展現了科學方法論在具體問題中的普適價值。另外，教師在此環節中，要尊重學生的主體地位，激發他們的學習興趣，通過不斷提升教學水平來為學生的全面發展創造有利條件[3]

（三）培養學生的實驗能力，增強其創新性思維

實驗在物理學科的發展歷程中始終占據著舉足輕重的地位。回溯物理學的起源，它正是一門扎根于實驗的學科，早期的物理學家們通過無數次細致入微的實驗觀察，逐步構建起物理世界的基石。隨著時代的演進，物理學雖已發展成為理論和實踐深度融合的現代科學，但實驗的核心地位從未動搖。實驗能力的培養，首先體現在動手能力的增強上。在物理實驗中，學生需要親自動手操作儀器、記錄數據、分析結果，這一系列過程能夠有效鍛煉他們的手眼協調能力、觀察能力和問題解決能力。

以《摩擦力》這一節內容的教學為例，教師可以設計一系列富有啟發性的實驗活動。在課堂上，讓學生準備橡皮、木塊、滑塊以及不同摩擦系數的毛巾和絲巾等材料，通過親手搭建實驗裝置、改變接觸面材質、調整壓力大小等操作，直觀感受摩擦力大小的變化規律。這種親身體驗的過程，遠比單純的理論講解更能讓學生深刻理解摩擦力的本質。除了動手能力的提升，實驗還能極大地調動學生學習物理知識的積極性。當學生在實驗中觀察到預期之外的現象，或是通過實驗驗證了自己的猜想時，他們會感受到前所未有的成就感和滿足感。這種積極的情感體驗會轉化為持續學習的動力，促使他們更加主動地探索物理世界的奧秘。在實驗中，學生可能會發現，即使是在看似光滑的玻璃表面上，木塊滑動時也會受到一定的摩擦力作用；或者，當在木塊下方墊上不同材質的毛巾或絲巾時，摩擦力的大小會有顯著差異。這些發現會激發他們的好奇心和求知欲，促使他們進一步思考摩擦力的產生機制和影響因素。

結束語

總之，教師需要轉變傳統的教學觀念，從知識的灌輸者轉變為學生學習旅程中的引導者和伙伴。基于此，教師需全力創造一個包容性突出、互動性優良的學習環境，以此點燃學生對物理知識探索的熱情。教師的熱情是引導學生深入物理領域的火炬，引發學生對未知世界的探究欲望，使其在面對復雜難解的物理理論時，保持持續的學習熱情和動力。同時，在培養學生思維能力的過程中，教師必須尊重學生在學習中的主體地位，激發他們的學習熱情和主動性，通過不斷提升自身的教學技藝，為學生的綜合成長創造良好的環境。

參考文獻

[1]李躍明.高中物理教學中學生創造性思維的培養[].天津教育，2025（5）：77-79.

[2]高健.高中物理實驗教學中培養學生創新能力的策略研究[J].高考，2025（7）：101-103.

[3]許學前.高中物理教學中學生思維能力的培養]當代教育實踐與教學研究（電子刊），2017（5）：324.