探究高中物理教育過程中怎樣提升學(xué)生的抽象思維能力

張成竹

(西藏日喀則市南木林縣第一中學(xué) 西藏 南木林 857100)

1.基于物理概念教學(xué)，提升學(xué)生抽象思維能力

概念是人頭腦中對外部事物本質(zhì)特性的一種反映，具體需要以詞語進行標志或固定，這使得概念可以脫離具體的事物而存在，或者說利用抽象的方式對具體的客觀事物進行反映。而物理概念實際上就是人們頭腦中形成的客觀外部事物的本質(zhì)特征與共同屬性的一種抽象性反映，其形成過程實際上就是在對客觀外部事物的特征及屬性進行充分分析的基礎(chǔ)上，利用推理、抽象、綜合、比較、概括等一些物理思維方法，對客觀外部事物的物理本質(zhì)特征與共同屬性進行抽象的過程。從這個角度來講，物理概念實際上就是一種基本的物理抽象思維形式，所以可以通過挖掘物理概念中涉及的物理抽象思維培養(yǎng)素材，通過指導(dǎo)他們比較分析等方式抽象物理概念的過程中可以促進他們抽象思維能力的發(fā)展。例如，在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念期間，可以靈活地運用類比法、比值定義法、分析比較法等多種方法對物理概念進行抽象概括，這樣有助于促進他們自身抽象思維能力發(fā)展。比如，通過基于最簡易、最常見的感性材料，可以指導(dǎo)學(xué)生利用實驗和列舉事實等概括物理概念，如在指導(dǎo)高中生學(xué)習(xí)“慣性”這一物理概念期間，教師可以借助為學(xué)生列舉一些日常生活中的具體實例幫助他們更加深刻理解與掌握相關(guān)物理概念。比如，在啟動公交車的時候，公交車上的乘客身體會向后仰;在公交車突然剎車時，乘客的身體會向前傾等等，借助這些貼近高中生的生活經(jīng)驗，可以更容易使他們抽象出“物體具有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)”。又如，為了深化學(xué)生對“電源的作用”這部分物理概念的理解，由于其中涉及電勢差等抽象性概念，所以學(xué)生理解起來不是非常容易，這時候為了幫助學(xué)生更加深刻理解物理概念，有效促進他們抽象思維能力發(fā)展，可以借助抽水機的工作來類比電源的作用，這樣更容易促進學(xué)生抽象思維能力的發(fā)展。

2.基于物理問題教學(xué)，提升學(xué)生抽象思維能力

物理問題教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要組成部分，主要是以物理問題為核心，對其進行研討，旨在達到提升學(xué)生物理問題求解能力的目的。雖然當(dāng)前高中物理問題教學(xué)中涉及的物理問題都是建立在某科學(xué)背景下已經(jīng)得到解決的問題，所以從探索層面上來講，這些高中物理教學(xué)中涉及的問題都已經(jīng)不能稱得上科學(xué)探索問題。但是在高中物理教學(xué)過程中，高中生認識活動本身存在一定特殊性，所以他們在面對前人已經(jīng)解決掉的物理問題時依舊可以將它們當(dāng)成未知問題來進行探索與處理。實際上，高中物理教學(xué)本質(zhì)上就是引導(dǎo)高中生對一個個問題進行探索與求解的過程中，以此促進他們智力與解題能力的發(fā)展，夯實他們所學(xué)的物理理論知識基礎(chǔ)。歸結(jié)起來，在指導(dǎo)學(xué)生參與物理課堂問題教學(xué)期間，學(xué)生會通過“讀審”→“建構(gòu)”→“求解”→“研討”幾個環(huán)節(jié)來切實體會和把握物理問題的本質(zhì)所在。其中的“讀審”環(huán)節(jié)實際上就是通過對物理問題的題干的信息進行仔細地審讀，找尋解題的關(guān)鍵信息與突破口；“建構(gòu)”環(huán)節(jié)則指形成與建立物理情形，具體就是對物理問題進行抽象分析后構(gòu)建物理模型的過程；“求解”則是基于物理解題模型的構(gòu)建，通過明確解題思路與步驟，配合數(shù)學(xué)運算來求解物理問題；“研討”環(huán)節(jié)則是立足于整體視角去反思與回顧物理問題求解的過程與結(jié)果。

3.基于物理模型構(gòu)建，提升學(xué)生抽象思維能力

物理模型實際上就是為了更加便捷地探討與研究物理事物的本質(zhì)而對研究對象進行的一種簡單化、抽象化的描述處理方式。在物理學(xué)領(lǐng)域中，有關(guān)運動的形態(tài)多種多樣，并且它們之間具有很強的聯(lián)系性，尤其是許多物理事物在不同條件下會呈現(xiàn)出一些差異性的特性，所以為了對研究對象進行更加全面地考慮，深入把握物理事物的內(nèi)在規(guī)律與本質(zhì)，就必須要針對研究問題或?qū)ο蟮木唧w情況，本著“抓本質(zhì)、去次要”的原則，抓住研究的核心要素去進行仔細研討與分析，這樣通過聯(lián)合同類物理事物的本質(zhì)、共同屬性即可構(gòu)成一個主題突出、輪廓清晰且便于進行研究和分析的物理模型。而物理模型構(gòu)建的過程實際上就是有機結(jié)合形象思維與抽象思維的過程，相應(yīng)的物理模型也是形象性與抽象性二者的統(tǒng)一體，期間需要經(jīng)歷概括、比較、分析與抽象等各種各樣的邏輯論證方可形成?；谒鶚?gòu)建的物理模型，可以對原有的物理知識原型進行直觀表達，有利于快速抓住其主要因素和特征。由此可知，物理模型實際上就是物理思維運用的最終結(jié)果，所以為了更好地促進學(xué)生物理抽象思維能力發(fā)展，可以通過建構(gòu)與分析物理模型的過程來形成，具體可以從如下幾個方面入手。首先，建立對象模型，提升抽象思維能力。所謂對象模型實際上就是對研究對象進行代替的實體模型，如質(zhì)點模型、點電荷模型、原子模型、彈簧振子模型和單擺模型等等，這些都是高中物理學(xué)習(xí)中比較常見和常用的模型。比如，針對質(zhì)點模型而言，主要是不考慮物體的大小與形狀，將其僅僅當(dāng)成一個有質(zhì)量的點，具體能否將研究對象抽象成質(zhì)點模型，主要是要看其對研究事情的整體是否可以忽略大小因素進行分析。又如，在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)期間，地球到太陽之間的距離達到1．5×108 km，而地球的直徑僅僅只有1．3×104 km，還不到地球與太陽之間距離的萬分之一，所以在對地球公轉(zhuǎn)進行研究期間，即可通過抽象分析將地球當(dāng)成一個質(zhì)點。其次，建立條件模型，提升抽象思維能力。在指導(dǎo)學(xué)生建立理想化物理條件的物理模型期間，也有利于促進學(xué)生抽象思維能力發(fā)展，具體就是將研究對象的外部條件進行理想化處理，以此簡化物理問題求解過程。比如，一個斜面、一根桿或一根繩子等都可以進行條件化處理，常見的條件模型包括光滑模型(光滑的鉸鏈、滑輪、曲線和桌面等)、均勻模型(勻強磁場、勻強電場等)、輕繩模型、輕桿模型。通過指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和運用這些條件模型，可以有效促進他們抽象思維能力的發(fā)展。