高中物理教學(xué)中如何提高學(xué)生的抽象思維能力

摘 要：隨著新課程改革的不斷深化，為有效促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展，增強(qiáng)其綜合實(shí)踐應(yīng)用能力，教師除在教學(xué)實(shí)踐中幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)物理知識(shí)和基本技能方法之外，還必須重視學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中掌握各種復(fù)雜物理現(xiàn)象的本質(zhì)，提升自身的物理文化素養(yǎng)、綜合能力。抽象思維能力是高中物理思維能力的重要組成部分，文章主要探討在高中物理教學(xué)中提高學(xué)生抽象思維能力的實(shí)踐路徑，旨在為相關(guān)教育工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：高中物理教學(xué);抽象思維能力;提高策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-9192（2022）12-0082-03

引? 言

抽象思維能力又被稱(chēng)作邏輯思維能力，是指根據(jù)具體的信息進(jìn)行具有條理性、針對(duì)性及科學(xué)性的分析判斷，并得到符合事實(shí)及邏輯規(guī)律結(jié)論的思維能力。區(qū)別于形象思維，抽象思維不具備直觀(guān)性特征，因而對(duì)思考能力提出了更高的要求。抽象性是高中物理學(xué)科知識(shí)的重要性質(zhì)之一。在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)學(xué)生的抽象思維能力進(jìn)行培養(yǎng)，有利于深化學(xué)生的知識(shí)理解，使學(xué)生從自己的理解和物理的層次入手進(jìn)行判斷、區(qū)分，表達(dá)自己的認(rèn)知、見(jiàn)解，從而達(dá)到知識(shí)內(nèi)化的目的。抽象思維能力是確定概念、總結(jié)規(guī)律、解決問(wèn)題不可或缺的能力。

一、高中階段物理教學(xué)中學(xué)生抽象思維能力及其培養(yǎng)現(xiàn)狀

高中物理教學(xué)不僅包括傳授基礎(chǔ)理論知識(shí)與概念，同樣也需要讓學(xué)生理解復(fù)雜的公式及物理實(shí)驗(yàn)，這無(wú)疑提高了教學(xué)的整體難度。由此可見(jiàn)，在初中階段以模仿為主的思維能力顯然無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段高中生的學(xué)習(xí)需求。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，不少教師受應(yīng)試教育的影響，更加注重理論知識(shí)方面的教學(xué)，很少在教材中引入與抽象思維培養(yǎng)有關(guān)的元素。即使部分教師在課程中提出有關(guān)問(wèn)題，也只是按照應(yīng)試的要求、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣一來(lái)不僅會(huì)限制學(xué)生自身的思維發(fā)展，也會(huì)使他們逐漸喪失學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性、主動(dòng)性。同時(shí)，很多教師未結(jié)合學(xué)生自身實(shí)際情況進(jìn)行有效指導(dǎo)，使學(xué)生的思維水平在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法得到提升，阻礙了抽象思維培養(yǎng)工作的開(kāi)展。

二、深入分析教材，找準(zhǔn)抽象思維能力培養(yǎng)的突破口

教材是教學(xué)過(guò)程中教師與學(xué)生共同使用的基本工具，集中體現(xiàn)著物理新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念與要求，是教師在開(kāi)展抽象思維能力培養(yǎng)工作時(shí)必須加以重視的對(duì)象[1]。為此，教師應(yīng)提高對(duì)備課環(huán)節(jié)的重視力度，注意在備課過(guò)程中對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)深入的分析與挖掘，明確授課內(nèi)容的重點(diǎn)與難點(diǎn)，找準(zhǔn)抽象思維能力培養(yǎng)突破口，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化授課方案，圍繞重難點(diǎn)內(nèi)容展開(kāi)抽象思維能力培養(yǎng)工作，從而取得良好的實(shí)踐效果。高中物理教材中包含著大量抽象物理概念、規(guī)律及分析模型，教師需要在引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)這些抽象知識(shí)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)抽象思維能力的同步發(fā)展。

例如，在進(jìn)行魯科版高中物理必修一“質(zhì)點(diǎn)與位移”這一節(jié)的教學(xué)時(shí)，教師可以由“質(zhì)點(diǎn)”這一理想模型的構(gòu)建過(guò)程入手，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生理解“突出問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素”這一簡(jiǎn)化思想和方法，使其明確物理思考過(guò)程中應(yīng)關(guān)注和把握的重點(diǎn)。然后，教師可以結(jié)合“投籃”這一生活化的場(chǎng)景，描述籃球在投籃過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程，將“籃球整體飛行軌跡”這一要素從籃球的運(yùn)動(dòng)中抽象出來(lái)，并將“籃球”這一物體簡(jiǎn)化為不計(jì)形狀和大小的具有質(zhì)量的點(diǎn)，借助這一抽象思考過(guò)程，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)抽象思維的認(rèn)知，有效簡(jiǎn)化投籃問(wèn)題，從而使學(xué)生理解“質(zhì)點(diǎn)”概念，形成良好的抽象思維能力。

三、優(yōu)化教學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力

問(wèn)題是思維活動(dòng)的重要起點(diǎn)，通過(guò)在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用問(wèn)題教學(xué)方法，教師可以為學(xué)生的思考提供明確的方向和具體的目標(biāo)，從而增強(qiáng)其思考實(shí)踐的針對(duì)性與實(shí)效性，推動(dòng)其在思考過(guò)程中形成良好的抽象思維能力[2]。科學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題是應(yīng)用問(wèn)題教學(xué)方法的關(guān)鍵所在，為此，教師需要從教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合抽象思維能力的培養(yǎng)要求，以問(wèn)題調(diào)動(dòng)學(xué)生運(yùn)用抽象思維方法進(jìn)行思考，從而取得良好的實(shí)踐培養(yǎng)效果。教師還可以引入具有一定難度的數(shù)學(xué)習(xí)題及“數(shù)形結(jié)合思想”，調(diào)動(dòng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法去分析物理圖形，使學(xué)生在進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算和分析的過(guò)程中培養(yǎng)良好的邏輯思維能力，有效掌握判斷推理的技巧與方法，得出正確的結(jié)論。

例如，在進(jìn)行魯科版高中物理必修二“平拋運(yùn)動(dòng)”這一節(jié)的教學(xué)時(shí)，完成關(guān)于“平拋運(yùn)動(dòng)”基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)后，教師可以給出如下物理習(xí)題：“自高度為H的A點(diǎn)平拋一物體E，該物體在水平方向上的運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)度為2s，下落點(diǎn)為X;自A點(diǎn)上方、高度為2H的B點(diǎn)處向此前平拋運(yùn)動(dòng)的同一方向平拋另一物體F，該物體在水平方向上的運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)度為s，下落點(diǎn)為Y（E、T的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示）。物體E、F的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡恰好在同一豎直平面內(nèi)且均經(jīng)過(guò)木板T的頂端，求木板T的高度h”。對(duì)這一習(xí)題，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生以圖形為基礎(chǔ)，在水平方向上畫(huà)出X軸，在豎直方向上畫(huà)出Y軸，從而構(gòu)建平面直角坐標(biāo)系，并借助關(guān)于拋物線(xiàn)這一解析幾何模塊的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行邏輯分析與思考，通過(guò)應(yīng)用抽象思維能力，將E、T兩個(gè)物體平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的交點(diǎn)轉(zhuǎn)化為兩條拋物線(xiàn)方程的交點(diǎn)，從而通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算得到答案。在思考和解答這一習(xí)題的過(guò)程中，學(xué)生將“實(shí)物的平拋運(yùn)動(dòng)”轉(zhuǎn)化為“拋物線(xiàn)的交點(diǎn)”，由此，其抽象思維能力能夠得到較好的發(fā)展。

四、提高對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視力度，促進(jìn)自主探究

物理學(xué)科是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，為有效對(duì)學(xué)生的抽象思維能力進(jìn)行培養(yǎng)，教師必須提高對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的重視程度，推動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和思考的過(guò)程中形成對(duì)知識(shí)和方法的深刻理解和掌握[3]。為此，教師需要提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的參與度，重視為其提供豐富多樣的實(shí)踐探究機(jī)會(huì)，帶領(lǐng)其走入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作探究，引導(dǎo)其自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案并自主完成相應(yīng)操作，并在這一過(guò)程中通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到科學(xué)的結(jié)論，從而形成良好的抽象思維能力。

例如，在進(jìn)行魯科版高中物理必修三“科學(xué)探究：

電容器”這一節(jié)的教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)重視帶領(lǐng)學(xué)生走入實(shí)驗(yàn)室，對(duì)電容器在充電、放電過(guò)程中兩極板間電壓和電路中電流的變化情況進(jìn)行觀(guān)察，并通過(guò)抽象思考和分析，判斷充電和放電過(guò)程中電容器兩極板儲(chǔ)存電荷量的變化情況，推動(dòng)學(xué)生結(jié)合教材給出實(shí)驗(yàn)原理，綜合應(yīng)用相關(guān)物理知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，借助電流計(jì)、電壓表等實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。然后，教師可讓學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析和思考判斷，基于現(xiàn)象和數(shù)據(jù)形成科學(xué)結(jié)論，在這一過(guò)程中提高學(xué)生的抽象思維能力。

五、引入小組合作模式，促進(jìn)學(xué)生交流互動(dòng)

交流與討論是共享思維、了解認(rèn)知和不同角度思考問(wèn)題的重要方式，通過(guò)加強(qiáng)學(xué)生彼此間的互動(dòng)探討，教師能夠有效地調(diào)動(dòng)其實(shí)現(xiàn)思維共享，從而進(jìn)一步提升抽象思維培養(yǎng)的實(shí)效性[4]。為此，教師可以引入小組合作模式，依據(jù)學(xué)生現(xiàn)階段的實(shí)際學(xué)習(xí)水平和能力，遵循“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”這一原則，將學(xué)生合理地劃分為若干物理學(xué)習(xí)小組，從而有效推動(dòng)其在小組中積極開(kāi)展交流與討論，在互動(dòng)過(guò)程中共享思維，并通過(guò)討論和總結(jié)形成共識(shí)，切實(shí)加強(qiáng)對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知與理解，共同獲得抽象思維能力的發(fā)展。

例如，在進(jìn)行魯科版高中物理必修三“能源與可持續(xù)發(fā)展”這一單元的教學(xué)時(shí)，教師可在完成本單元“能量的轉(zhuǎn)化與守恒”的教學(xué)后，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合能量守恒定律，在小組中對(duì)“從能量守恒的角度出發(fā)，生活中應(yīng)怎樣利用能源？”這一問(wèn)題進(jìn)行思考，推動(dòng)學(xué)生根據(jù)自身知識(shí)積累和生活經(jīng)驗(yàn)提出個(gè)性化的想法并積極進(jìn)行討論互動(dòng)，從而獲取不同的思考角度并得到差異化的思考經(jīng)驗(yàn)，在這一過(guò)程中有效激發(fā)其能源節(jié)約意識(shí)，并促進(jìn)其產(chǎn)生具有實(shí)踐可行性的想法，切實(shí)改善整體授課效果。除此以外，教師還可以讓學(xué)生以小組為單位，利用自己的課余時(shí)間查詢(xún)、瀏覽有關(guān)能量轉(zhuǎn)化、守恒等相關(guān)知識(shí)，收集相關(guān)資料、數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上自行設(shè)立與之有關(guān)的問(wèn)題，將問(wèn)題進(jìn)行匯總、整理，在后續(xù)課堂上與其他同學(xué)進(jìn)行分享、交流，并指定某位同學(xué)進(jìn)行解答。

六、加強(qiáng)總結(jié)歸納反思，打造完備物理知識(shí)體系

學(xué)生進(jìn)行物理抽象思考的基礎(chǔ)，是深刻理解與充分掌握物理知識(shí)。為此，教師需要重視知識(shí)梳理與框架構(gòu)建工作，重視幫助學(xué)生構(gòu)建完備的物理知識(shí)體系。在此過(guò)程中，教師尤其需要重視幫助學(xué)生明確不同模塊物理知識(shí)之間的客觀(guān)聯(lián)系，從而推動(dòng)其在思考和分析復(fù)雜物理問(wèn)題時(shí)，綜合調(diào)用各個(gè)模塊的物理知識(shí)，快速形成關(guān)于問(wèn)題的有效解決方案。此外，教師還應(yīng)重視應(yīng)用生活化的素材來(lái)進(jìn)行知識(shí)梳理，并在此基礎(chǔ)上與其他相關(guān)學(xué)科形成相互促進(jìn)的良好循環(huán)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中通過(guò)自己的理解，認(rèn)知到物理學(xué)科的統(tǒng)一性、聯(lián)系性，從而自然地運(yùn)用抽象思維管理、豐富自己掌握的物理模型，加深并強(qiáng)化對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解、記憶，提高自身的解題能力。這能夠培養(yǎng)學(xué)生從物理學(xué)科視閾出發(fā)思考生活中各類(lèi)現(xiàn)象和問(wèn)題的良好習(xí)慣，進(jìn)一步拓展抽象思維能力培養(yǎng)的范圍。

七、增強(qiáng)學(xué)生分析概括能力，促進(jìn)抽象思維能力的發(fā)展

教師需要在日常的教學(xué)過(guò)程中為學(xué)生引入不同的物理問(wèn)題，使他們針對(duì)不同類(lèi)型的問(wèn)題進(jìn)行思考、分析，提升自身的思維水平、能力。

如教師在解析問(wèn)題答案的過(guò)程中，需要向?qū)W生闡述解題原理，并在此基礎(chǔ)上將問(wèn)題中涉及的所有知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行羅列，讓其尋找科學(xué)合理的方式解決上述問(wèn)題。在自主分析、思考過(guò)后，學(xué)生可以將問(wèn)題拆分為自己熟悉并了解的題型，這樣就可以自行解決問(wèn)題，使自身的思維能力得到提升。當(dāng)再次面對(duì)抽象物理難題時(shí)，學(xué)生可以靈活地運(yùn)用分析能力將習(xí)題分解為自己所熟悉的題型，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的總結(jié)、歸納對(duì)應(yīng)到自己所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)上，輕松解決問(wèn)題。

八、優(yōu)化評(píng)價(jià)機(jī)制，完善思維體系

在提升教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，教師更要注重定期的評(píng)價(jià)和總結(jié)。教師應(yīng)轉(zhuǎn)變自身的評(píng)價(jià)和反思方式，讓學(xué)生在全面發(fā)展和成長(zhǎng)的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)自身存在的問(wèn)題和不足，及時(shí)改正。如教師可以在講解完知識(shí)后，利用剩余的課堂時(shí)間讓學(xué)生對(duì)涉及的重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行重新整合，找出相關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行串聯(lián)和總結(jié)，在完善知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中逐漸形成抽象思維，為物理綜合素質(zhì)的形成奠定良好的基礎(chǔ)。此外，教師還應(yīng)完善評(píng)價(jià)機(jī)制，將抽象思維能力和綜合能力納入評(píng)價(jià)機(jī)制，針對(duì)學(xué)生近期的表現(xiàn)做出正確客觀(guān)的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方式主要為教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、互評(píng)等，讓其在評(píng)價(jià)的過(guò)程中知曉自己現(xiàn)階段存在的問(wèn)題與不足，及時(shí)轉(zhuǎn)變自身的思維模式，加強(qiáng)思維訓(xùn)練，從而提高自身的思維水平、能力。

九、構(gòu)建特定情境，培養(yǎng)抽象思維意識(shí)

在教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的學(xué)習(xí)觀(guān)念，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，認(rèn)真對(duì)待物理這門(mén)學(xué)科，并在此基礎(chǔ)上初步對(duì)抽象思維進(jìn)行理解、認(rèn)知，學(xué)會(huì)運(yùn)用抽象思維看待物理世界的變化和發(fā)展，從而不斷提升自身的綜合素質(zhì)。教師應(yīng)轉(zhuǎn)變自身的教學(xué)觀(guān)念和思維，重視對(duì)抽象思維的培養(yǎng)。如在講解相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師應(yīng)該確保講解的精準(zhǔn)度，提供相應(yīng)的理論數(shù)據(jù)來(lái)支撐相關(guān)的概念。教師可以從抽象思維的角度為學(xué)生講解相關(guān)概念和含義，讓其在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中構(gòu)建思維情境，在情境中借助啟發(fā)式問(wèn)題進(jìn)行探究、分析，鼓勵(lì)他們?cè)诖诉^(guò)程中加以想象、聯(lián)想，找尋事物之間的關(guān)系，根據(jù)事物的發(fā)展過(guò)程、物理的邏輯順序進(jìn)行推理、思考。在講解相關(guān)知識(shí)后，教師可以引用著名物理學(xué)家的經(jīng)典事跡，提高學(xué)生對(duì)物理奧秘的探究欲望和興趣。這樣不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，讓其在生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，還可以借此促使其思維能力的發(fā)展，為后續(xù)的學(xué)習(xí)、生活創(chuàng)造良好的條件。

結(jié)? 語(yǔ)

為有效在高中物理教學(xué)中提高學(xué)生的抽象思維能力，教師應(yīng)強(qiáng)化思想認(rèn)識(shí)，積極主動(dòng)地更新自身理念;深入分析教材，找準(zhǔn)抽象思維能力培養(yǎng)的切入點(diǎn);優(yōu)化問(wèn)題設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力;提高對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度，強(qiáng)化學(xué)生的自主探究;引入小組合作模式，促進(jìn)學(xué)生交流互動(dòng)以及加強(qiáng)總結(jié)歸納，幫助學(xué)生構(gòu)建完備的物理知識(shí)體系等，通過(guò)采用以上策略，切實(shí)增強(qiáng)抽象思維能力培養(yǎng)的實(shí)效性。

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作者簡(jiǎn)介：許德生（1974.12-），男，福建莆田人，

任教于福建省莆田第十二中學(xué)，中學(xué)一級(jí)教師，本科學(xué)歷。