高中物理思维培养的基本形式和主要方法

张永禄

摘 要： 物理学作为研究物质运动最一般的规律、物质的基本结构及物质间的相互作用的一门学科，它的研究对象具有客观性，而学生要更好地认识这种自然界物质的运动、相互作用等的本质规律和特征，就必须在头脑中形成对整个物理世界本质的、完整的、深刻的反映，就要对观察过的物理现象、物理事实、物理过程等在大脑中形成清晰的物理图景，并反复加工、合理改造、去粗取精，从感性认识上升为理性认识。

关键词： 思维形式 直觉思维 形象思维

高中物理教学不能只停留在把知识传授给学生，而要在传授知识的同时，让学生学会自主学习、自主研究的方法，并在课堂教学中积极培养学生的多种物理思维能力。

一、物理思维的基本形式

1.物理抽象思维。凡是以物理概念为思维材料，以物理判断和物理推理的形式反映客观物理事物的运动规律，达到对物理事物的本质特征和内在联系的认识过程叫做物理抽象思维。物理抽象思维是物理思维的一种重要形式，许多物理问题的提出、物理概念的产生、物理规律的建立、物理理论的形成等都是物理抽象思维的结果。

2.物理形象思维。物理形象思维就是以物理表象为思维材料而进行的思维。物理表象是物理形象在人脑中的间接的和概括的反映，这些形象包括事物的物理宏观形象、微观形象、时空形象、局部形象、整体形象、静态形象、动态形象等。

3.物理直觉思维。所谓物理直觉思维就是以物理概念和物理表象结合而成的、具有整体功能的知识组块为思维材料而进行的思维，是指人脑不借助于逻辑推理而综合应用已有知识、表象和经验知觉，以高度省略、简化、浓缩的方式洞察事物的物理实质，并迅速作出猜测、设想或突然领悟的思维。

二、高中物理教学中如何培养学生的思维能力

1.不伤好奇心，培养思维的积极性。好奇心是创新型人才的一种重要品格。学生的好奇心都比较强，遇到新知识、新事物、新问题总要问个明白，为了让学生的这种需要得到满足，教师要经常性地、有意识地把自己置身于与学生共同探求新知的群体活动中，打破“师道尊严”的桎梏，让学生在平等、自然、祥和的氛围中思考、活动，提出自己的不同见解。以保护他们对身边事物寻根问底的好奇心，促使学生积极思维。当学生某方面知识积累到一定的程度，对这一领域就会产生新的好奇心，自然会产生继续研究的欲望。

2.优化教学过程，培养学生的抽象思维。首先，在课堂教学中可以按照提出问题—分析问题—解决问题的逻辑主线展开教学内容，做到提出问题以激发学习兴趣和吸引学生的注意力，分析问题以启发学生积极思考，正确推理以培养学生思维的逻辑性和严密性，得出简练结论以锻炼学生抽象和概括的能力，并便于牢固记忆。如：在“感应电流的产生条件”的教学中我做了如下设置：提出问题：奥斯特发现电流可以产生磁场，那么磁场能否产生电流？

实验探究：

①磁铁静止于螺线管内部时没有电流

②磁铁插入和拔出螺线管时有电流

③导体切割磁感线时有电流

现象分析：

（1）上述能产生电流的②和③实验均发生了磁通量的变化，而不能产生电流的①实验并没有引起磁通量的变化；

（2）根据电路的知识，若上述实验中的螺线管和导体没有连接成一个闭合回路，那么它们也不可能产生电流。

得出结论：（1）磁场也能产生电流；（2）产生感应电流的条件：①磁通量变化，②闭合电路。

其次，在物理教学中，通过深入揭示物理事实、物理概念及物理规律中的因果关系，达到帮助学生牢固掌握物理概念和物理规律，灵活运用它们解决实际问题，促进学生抽象思维能力的培养。在物理教学中加强因果关系的分析可从以下两个方面入手。

（1）在理解物理概念和物理规律时，要分清因果关系，注意对应关系。如，在楞次定律中，有两对因果关系：①原磁场磁通量的变化使回路中产生感应电流。②回路中的感应电流产生感应电流的磁场。这两对关系中产生的感应电流既是原磁场磁通量变化的果，又是产生感应电流磁场的因。学生只要分清这一因果关系，就比较容易抽象出楞次定律的内容。

（2）在解题中，培养学生应用分析与综合、抽象与概括、比较与分类等抽象思维的方法来建立已知量和未知量的关系。寻找已知量和未知量之间的关系，有两条逻辑思路：一是从未知量开始，逐步过渡到已知量。具体地说，就是在认真审题、分析题意的基础上，首先找出直接回答题目里的问话的物理规律及原始公式。然后找出原始公式中各个量的物理规律，直到待求量全部用已知量表示为止。二是从已知量开始，逐步过渡到未知量。具体地说，就是把习题逐个分成几个简单的物理过程或情景考虑，把各个过程中的函数关系全部找到，然后再综合起来考虑。如：研究带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动。简单的，我们可把它分为几何与匀速圆周运动两个情景；复杂的，我们还可以针对带电粒子的速度再加上加速电场或复合场的情景。

3.构建正确的物理形象，培养学生的形象思维。形成正确的物理形象是进行物理形象思维的基础，只有形成正确的物理形象，才能使视觉参与思维，才能画出有助于解决问题的示意图，才能排除次要因素的干扰，抓住问题的本质。

构建正确的物理形象可以从以下两个方面实施。

（1）充分发挥电化教学的优势。在物理教学中要恰当采用实验、挂图、模型等手段，使课堂教学形象生动，利用录像、投影、计算机，让学生生活在形象的物理世界里，通过动态的画面将一些看不见、摸不着的微观世界、物理图景、物理形象、抽象概念形象化，将课堂教学中不便演示的现象和内容以立体的信息输入学生大脑。

（2）充分挖掘学生已有的经验和表象。物理是一门与生活联系非常紧密的自然科学，学生在长期的生活实践中已经积累了一些物理经验、表象。因此，我们在教学中要运用准确的、形象的、生动的语言描述学生已感知过的生活图景，并将生活图景更换成物理图景，将物理形象根植于学生大脑中，从而提高学生的形象思维能力。如在圆周运动的向心力的教学中，我首先引导学生分析小时候玩绳子掷小石头做圆周运动的游戏：当绳子绷紧时，小石头作圆周运动；当绳子松弛时，小石头停止圆周运动。然后根据学生被唤起的已有的经验和表象，把“做圆周运动的物体需要向心力”的新的物理图景水到渠成地植入学生头脑中。

总之，在物理教学中只有积极渗透思维能力的培养，才能真正意义上提高学生素质，而培养学生的思维能力不是一朝一夕就可以取得显著成效的，它是一个系统过程，在教学中必须循序渐进，长期坚持，需要教师在教学中不断总结经验教训，不断取长补短，只有这样才能取得预期的成果。