高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力的思考

方建放

形象思維是高中物理的重要組成部分，能使學(xué)生對(duì)物理進(jìn)行正確的思考。因此，高中物理課應(yīng)注重形象思維能力的培養(yǎng)，將它與實(shí)際的教學(xué)目標(biāo)緊密聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)對(duì)形象思維的學(xué)習(xí)逐步培養(yǎng)出物理問(wèn)題的解決方法。在高中物理課上，傳統(tǒng)的物理課強(qiáng)調(diào)邏輯思考，缺乏對(duì)形象思維能力的重視。在這種教育方式下，學(xué)生很難在腦海里生成相應(yīng)的形象，這會(huì)嚴(yán)重地制約想象力的發(fā)展。教師要重視實(shí)踐演示，科學(xué)應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)，以充分培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際形象思維能力，加強(qiáng)對(duì)物理過(guò)程的想象教育和把抽象變成具體化的技能。

一、形象思維能力的概述

形象思維是指教師通過(guò)對(duì)某一學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行客觀的意象化，使其成為一種信息，能被更直觀地認(rèn)識(shí)和了解，最終形成形象化的認(rèn)識(shí)的思維過(guò)程，它能通過(guò)進(jìn)一步的加深學(xué)習(xí)最終達(dá)到對(duì)物理知識(shí)的全面掌握。形象思維的精髓，就是要在教學(xué)中將更多的形象化的概念運(yùn)用到具體的形象化的觀念中，去解析和解決物理上的問(wèn)題。形象思維在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用是很有價(jià)值的，它不需要特別的設(shè)置，也不需要任何的條條框框，只要教師將自己的生活經(jīng)驗(yàn)和思考融入學(xué)生的思維中，就可以有效地提高學(xué)生的形象思維能力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

二、物理形象思維的特點(diǎn)

在形象思維中，表象、想象、直覺(jué)是最根本的三種形態(tài)。在物理學(xué)課程中，物理形象思維能力有很多理論和思想，如微粒、夸克型、核型等，這些都是以形象思維為依據(jù)的。比如，在高中物理學(xué)里面，物理的概念是有規(guī)則的。二維性指的是在物理教育中，人們可以用自己的感知去感知事物，然后用自己的思維回想、分析、抽象、綜合、歸納，最終得到某種事物的本質(zhì)特征，形成一個(gè)有邏輯思維和創(chuàng)造力的意象。因?yàn)槲锢淼男蜗笏季S是多層面的，所以各個(gè)環(huán)節(jié)之間并無(wú)必然關(guān)聯(lián)，因而也就呈現(xiàn)出了一個(gè)平面的特征。在物理的發(fā)展歷程中，形像性的思考始終占據(jù)著重要地位，形象思維在物理的發(fā)展過(guò)程中扮演著舉足輕重的角色。物理是一門集觀察、實(shí)驗(yàn)和物理思考于一身的科學(xué)，學(xué)生要實(shí)現(xiàn)對(duì)高中物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)與掌握，不僅要有形象的支持，還要有分析、判斷、論證等抽象思維。所以在物理教育中，象征性思考是非常有創(chuàng)造性的。在物理發(fā)展的進(jìn)程中，形象思維起著重要作用。

三、高中物理教學(xué)中形象思維能力的作用

在高中時(shí)，學(xué)生對(duì)物理抽象的認(rèn)識(shí)與掌握不足，利用形象的思維是非常有效的。在課堂上，教師可以用到很多物理課程里難以使用的東西，如圓周運(yùn)動(dòng)、向心力、向心加速度等，這些都是通過(guò)高中階段的學(xué)習(xí)從現(xiàn)實(shí)中獲得的經(jīng)驗(yàn)，用這些知識(shí)來(lái)解釋，避免了常規(guī)的表述方法，同時(shí)也能解決了物理學(xué)上的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)課堂的學(xué)習(xí)，也提高了課堂的學(xué)習(xí)效率。將形象思維與高中物理實(shí)驗(yàn)有機(jī)地融合在一起，既可以增強(qiáng)學(xué)生的思維能力，又可以通過(guò)形象思維理解物理，從而達(dá)到很好的教學(xué)目的。形象思維比抽象思考更能引起學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣，一個(gè)完整的物理圖像能讓人產(chǎn)生深刻的印象，使人從感性走向理性，從而引發(fā)科學(xué)的想象、探索和創(chuàng)造，產(chǎn)生動(dòng)力，激發(fā)興趣。高中物理教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維的分析、歸納和推理，而學(xué)生的感覺(jué)意識(shí)要強(qiáng)于理性認(rèn)識(shí)，所以教師要重視學(xué)生形象思維的訓(xùn)練。通過(guò)這種方式，使學(xué)生在理解概念和規(guī)律時(shí)，可以在頭腦中形成對(duì)應(yīng)的意象，以便更加靈活地進(jìn)行邏輯分析、推理、歸納和判斷。培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維能力是相輔相成、協(xié)調(diào)發(fā)展的。在形象思維訓(xùn)練中，學(xué)生能在聯(lián)想、類比、抽象、辯證思維等方面不斷地發(fā)展和提高。形象思維的過(guò)程是對(duì)時(shí)間和空間中的事物的存在性和變化性的過(guò)程進(jìn)行定性的分析，所以，合理的運(yùn)用形象思維，常常會(huì)帶來(lái)一些意料之外的效果，從而激發(fā)出新的認(rèn)識(shí)、新的見(jiàn)解，乃至新的創(chuàng)造。

四、高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力的策略

（一）結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)

教師在教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)學(xué)生的親身經(jīng)歷教授相關(guān)的物理知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將自己心中的形象轉(zhuǎn)換成想要學(xué)習(xí)的知識(shí)，這樣不僅可以讓學(xué)生對(duì)物理的知識(shí)有更好的了解，也可以讓學(xué)生更容易地掌握的形象思維能力。例如，在學(xué)習(xí)的時(shí)間和時(shí)刻之前，對(duì)于一些學(xué)生來(lái)說(shuō)，什么是時(shí)間，什么是時(shí)刻，教師可以根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)歷來(lái)進(jìn)行，談?wù)勈裁词菚r(shí)間，什么是時(shí)刻。例如，設(shè)早上8∶20至9∶00為時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間線上，每一段都是一個(gè)時(shí)刻，中間的這一節(jié)是40分鐘的一節(jié)課，而在這條線上的一條直線，也就是時(shí)間。教師把學(xué)生的生活經(jīng)歷運(yùn)用到高中物理教學(xué)中，常常會(huì)產(chǎn)生事半功倍的效果。

（二）講解新穎例題，促進(jìn)形象思維

在高中物理課上，教師應(yīng)注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行新穎的實(shí)例講解，以提高學(xué)生的想象力。教師要想取得良好的培訓(xùn)成效，應(yīng)根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐，認(rèn)真參考相關(guān)資料，并根據(jù)案例進(jìn)行選擇與設(shè)計(jì)，確保所選的例子可以幫助學(xué)生加強(qiáng)所學(xué)知識(shí)，發(fā)展學(xué)生的想象和思考能力，同時(shí)也讓學(xué)生產(chǎn)生新鮮的體驗(yàn)。在解釋新穎的實(shí)例時(shí)，教師要注意運(yùn)用多種不同的教學(xué)手段，尤其要注重制作相關(guān)的多媒體教學(xué)軟件，以動(dòng)態(tài)、直觀的方式展示相關(guān)的情景，從而幫助學(xué)生更好地解決問(wèn)題。通過(guò)對(duì)機(jī)械原理的學(xué)習(xí)，教師可以把下面的一些實(shí)例帶入學(xué)生的視野，使學(xué)生能更好地理解知識(shí)和培養(yǎng)想像力。例如，將小球固定在開(kāi)有凹槽的斜面上，槽內(nèi)緊挨著放置了6個(gè)相同的小球，斜面與水平軌道平滑連接?，F(xiàn)將六個(gè)小球由靜止同時(shí)釋放，小球離開(kāi)斜面后做平拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦。教師創(chuàng)設(shè)的例題情景較為新穎，既能很好地提升學(xué)生分析物理問(wèn)題的能力，又能鍛煉學(xué)生的形象思維能力。小球沿斜向運(yùn)動(dòng)時(shí)具有機(jī)械能守恒性，沿水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，后面的小球?qū)?duì)前面的小球做功，因而小球的機(jī)械能不能守恒。當(dāng)?shù)诹鶄€(gè)球在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，第五個(gè)球?qū)λ稣?，使它的機(jī)械能增加。學(xué)生研究發(fā)現(xiàn)：球面的側(cè)向移動(dòng)速率最少，而側(cè)移幅度最少。學(xué)生通過(guò)認(rèn)真傾聽(tīng)教師講的例題，不僅可以掌握所學(xué)的知識(shí)，而且可以在某種意義上提高想象力。

（三）注重課堂訓(xùn)練設(shè)計(jì)，培養(yǎng)形象思維能力

在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師要具有開(kāi)拓、創(chuàng)造的意識(shí)，并通過(guò)優(yōu)化的方式進(jìn)行物理教學(xué)的訓(xùn)練設(shè)計(jì)。學(xué)生的形象思維能力是一個(gè)發(fā)展的過(guò)程，教師在教學(xué)內(nèi)容的選取、教學(xué)形式的創(chuàng)新上，必須具備構(gòu)建的自覺(jué)。教師可以在實(shí)踐中結(jié)合學(xué)生的經(jīng)歷進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)生活的案例進(jìn)行剖析，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)思維和認(rèn)知意識(shí)。例如，教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想、收集生活物理現(xiàn)象信息、列舉生活物理教學(xué)案例、跨學(xué)科物理實(shí)驗(yàn)等，都能為學(xué)生提供大量的學(xué)習(xí)和探索的機(jī)會(huì)。物理現(xiàn)象無(wú)處不在，只要教師能對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的指導(dǎo)，使學(xué)生能從日常生活中得到大量的物理知識(shí)。例如，在教學(xué)“摩擦力”時(shí)，教師為學(xué)生設(shè)計(jì)了一種試驗(yàn)：將一張白紙放在桌子上，用手按住紙張，再用手掌向前推動(dòng)。在不同的壓力下，學(xué)生可以試著把手掌往前推或改變與物質(zhì)的接觸，他們?cè)诰毩?xí)后展示了個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)有“當(dāng)把紙壓得很緊的時(shí)候，阻力會(huì)變得很大”“光滑的桌面會(huì)減少阻力，而在粗糙的區(qū)域會(huì)增加更多的阻力”等。教師還提出了自己的看法：紙與桌子有接觸，當(dāng)紙受到一定的壓力時(shí)會(huì)發(fā)生移動(dòng)，而紙面和桌面之間會(huì)產(chǎn)生摩擦，這就是摩擦力。摩擦與壓力呈比例關(guān)系，摩擦強(qiáng)度也與接觸表面的材質(zhì)和厚度有關(guān)。教師在教學(xué)中不斷地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)各種摩擦現(xiàn)象進(jìn)行了深入的探討，并運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)摩擦的概念、成因、關(guān)聯(lián)因素進(jìn)行了分析。教師要求學(xué)生親身實(shí)踐，并對(duì)經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)進(jìn)行歸納。學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)作業(yè)時(shí)，感受到知識(shí)是鮮活的、立體的，這是一種情感的建構(gòu)。教師通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，為學(xué)生的認(rèn)知內(nèi)化創(chuàng)造了條件，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與經(jīng)驗(yàn)的綜合分析得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。在此操作中，學(xué)生的形象思維得以順利地開(kāi)始，在不斷的分析、操作中逐漸形成。

（四）重視物理實(shí)驗(yàn)

物理學(xué)是一門研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的科學(xué)，但是在現(xiàn)實(shí)生活中，學(xué)生很少有機(jī)會(huì)接觸到物理的材料。在高中物理教學(xué)中，有些實(shí)驗(yàn)設(shè)備是學(xué)生從未接觸過(guò)的，如果僅僅是簡(jiǎn)單的講解，會(huì)讓學(xué)生難以接受，也難以留下深刻的印象。例如，在教學(xué)生使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的時(shí)候，大部分的學(xué)生都沒(méi)有見(jiàn)過(guò)這兩個(gè)器械，因?yàn)榻滩闹械闹R(shí)太抽象了，并不是單純的理論解釋，所以，教師應(yīng)該先把游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器交給學(xué)生，讓學(xué)生親自去測(cè)量，這才是最有效的方法。學(xué)生的實(shí)際操作也是把實(shí)驗(yàn)儀器的實(shí)物表象轉(zhuǎn)化為物理表象，由感性認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇哉J(rèn)識(shí)，進(jìn)而把握相應(yīng)的知識(shí)的規(guī)律，這不但可以使學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的理解更加豐富，也對(duì)涉及的物理知識(shí)有更深刻的了解。

（五）多媒體創(chuàng)新

在高中物理的教學(xué)中，有些教學(xué)內(nèi)容往往不能用實(shí)物展示，這時(shí)教師就可以借助圖片的形式進(jìn)行講解，或者借助幻燈、電腦等多種形式的多媒體達(dá)到高效的教學(xué)效果。這樣的示范和實(shí)踐課的效果肯定不一樣，但卻可以讓學(xué)生有直觀的感受，同時(shí)也可以幫助學(xué)生提高自己的形象思維能力。例如，在α粒子的散射實(shí)驗(yàn)中，教師可以使用多媒體進(jìn)行演示，并動(dòng)態(tài)地顯示出α粒子在含有輻射材料的鋁盒子產(chǎn)生了很大的偏差，其中很小一部分α粒子會(huì)出現(xiàn)90°以上的彎曲，有些還會(huì)被反彈回來(lái)，這些粒子彎曲的程度也就在180°以上。而在對(duì)α粒子的散射進(jìn)行仿真時(shí)，教師和學(xué)生會(huì)一起對(duì)這種情況進(jìn)行研究，從而讓學(xué)生對(duì)盧瑟福原子核結(jié)構(gòu)原理產(chǎn)生更加直觀和深刻的感受。

（六）借助實(shí)物展示

在高中物理教育中，如果要訓(xùn)練學(xué)生的形象思維能力，就必須從真實(shí)的事物中提取出知識(shí)，而不能靠憑空想象，如果在訓(xùn)練的過(guò)程中忽略了具體的細(xì)節(jié)，那就是一種虛幻的教育。高中教師要充分運(yùn)用生命化要素進(jìn)行形象化的教學(xué)活動(dòng)。例如，在對(duì)物理的概念進(jìn)行解釋時(shí)，教師可以通過(guò)運(yùn)用板書、畫圖等多種方式進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生通過(guò)耳、鼻、眼等多種感覺(jué)器官進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，從而形成合理的觀念，提高記憶力。又如，當(dāng)教師講到“圓周式”時(shí)，如果只用教科書上的一些例子和向心力的演示工具，難以使學(xué)生建立起一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)的物理模型，同時(shí)也難以理解向心力和角速度、線速度和向心力之間的聯(lián)系，甚至有些學(xué)生還會(huì)產(chǎn)生“離心力”這個(gè)觀念。要想把“圓”這個(gè)課程搞好，就得在學(xué)生面前進(jìn)行大量的實(shí)際示范，并且盡可能讓學(xué)生親身體驗(yàn)，以此提高學(xué)生的想象力。教師在教授這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，還可以帶一些自己制作的工具，如圓形的操縱桿（在沒(méi)有筆尖的圓珠筆外殼上插上一條細(xì)繩），柔軟的電扇（將三支一次性筷子連接在一個(gè)可調(diào)節(jié)的塑料電扇上）。通過(guò)試驗(yàn)，學(xué)生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)有了較好的了解，進(jìn)而也提高了學(xué)生的思考水平。

（七）重視想象力的發(fā)展，增強(qiáng)培養(yǎng)效果

想象力是形象思維能力一個(gè)重要方面及主要形式，更確切地說(shuō)，這種過(guò)程是由人腦中儲(chǔ)存的各種圖像變化引起的，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。在高中物理教學(xué)中也可以培養(yǎng)學(xué)生想象力。因此，在常規(guī)的物理教學(xué)中，教師在幫助學(xué)生形成物理模型的過(guò)程中，為了激發(fā)學(xué)生的想象力，必須同時(shí)借助診斷和分析掌握抽象的物理問(wèn)題。此外，為了培養(yǎng)學(xué)生的局部幻想能力，高中物理教師必須指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)文字描述開(kāi)發(fā)適當(dāng)?shù)奈锢韴D像，以發(fā)展空間幻想能力。

（八）大膽嘗試預(yù)測(cè)猜想

在傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)中，學(xué)生往往沒(méi)有使用物理形象思維的習(xí)慣，他們僅僅通過(guò)討論問(wèn)題然后得出結(jié)論。在這樣的學(xué)習(xí)方式中，學(xué)生逐漸失去了用形象思維思考和探究的能力，物理定律在學(xué)生看來(lái)就是一道簡(jiǎn)單的物理公式，當(dāng)學(xué)生真正面對(duì)問(wèn)題的時(shí)候還是會(huì)不知所措。例如，當(dāng)教師講解圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，解釋說(shuō)明圓周運(yùn)動(dòng)是用書中的平面圖和向心力的演示，然后用語(yǔ)言表達(dá)線速度、角速度、向心力的關(guān)系，這是非常抽象的。要使學(xué)生更好地了解這些觀念，教師就必須充分運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)和感性知識(shí)，讓學(xué)生更多地參與實(shí)際的展示中，從感性到理性，逐漸地在學(xué)生的頭腦中形成立體的信息處理方法，從而促進(jìn)學(xué)生的想象思維能力的發(fā)展。教師提出問(wèn)題后，學(xué)生要大膽地嘗試預(yù)測(cè)和猜想。教師可以利用自制的實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在電機(jī)上裝一塊圓盤，再用一些常用的東西，如粉筆等，讓學(xué)生在類似的實(shí)驗(yàn)中掌握?qǐng)A周的概念、定義以及各種物理現(xiàn)象之間的聯(lián)系。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，教師要從總體上考慮高中物理知識(shí)，確定每個(gè)學(xué)習(xí)階段的具體目標(biāo)，制訂具體的培養(yǎng)方案，把培養(yǎng)工作貫穿于整個(gè)教育活動(dòng)。高中物理教育要把物理的認(rèn)識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)形象思維的方法培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力。因此，在高中物理教育中，教師應(yīng)充分運(yùn)用形象思維能力的方法，為學(xué)生以后的人生道路打下堅(jiān)實(shí)的根基。教師在教學(xué)時(shí)要注意營(yíng)造良好的形象思維環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生形象思維的能力，讓學(xué)生的想象力在形象思維上自由活動(dòng)，從而使學(xué)生的形象思考水平得到進(jìn)一步的提升。

（邱瑞玲）