探究高中物理教学中形象思维能力的培养

丁杰伟

高中物理教育一项关键的要求和目标就是提升学生的思维水平.直感思维和逻辑思维同属基础思维状态，一般的高中物理教育比较侧重对学生逻辑抽象思维的培养，而不重视提高学生的直观思维水平.这种不重视直观思维的物理教学方式，通常会让学生在脑海中难以构建和物理知识相匹配的形象，不能建立和物理知识匹配的物理图像，影响了学生理解和学习物理学知识.所以，老师在高中物理的教学过程中需特别关注提升学生的直观思维水平.

1 物理直观思维的特征

物理直观思维时基于物理表象构建起来的，他具备形象性、动态性、创造性等特征.

1.1 形象性

在物理思维中形象性是最基本的一种特征.在物理学中形象的材料是比较丰富的，在对物理进行研究以及探究的阶段中，通常，思维的对象是具备形象性的.①被研究的物理对象是具备形象性；②在运动、发展阶段中的物理运动都具备形象性；③物理学当中，人们的创造的观念也是具有形象性；④实验具备形象性.

1.2 动态性

在物理思维中动态性是一个主要的特性，因为，在物理形象中其思维对象通常属于动态的.例如：振动、波的传播、带电粒子在电磁场内的偏转等众多的物理过程，它们都是动态的.

1.3 创造性

表象、直感、想象这三类都是物理形象思维表现.其中，想象它主要是将储在脑海中的表现进行加工，进而将其形成一个表象的过程，可以说，物理形象是具有创造性的.在物理学科中，很多的观念以及理论都是物理形象思维的主要结果.比如：场、黑洞、理想气体等都能体现出物理形象的创造性.

2 物理学里直观思维的影响力

直观思维不论是在物理学的发展历程还是理解过程中都有着难以取代的重要地位，主要体现在下面几点：

2.1 直观思维是物理假设形成的重要依据

物理学的发展必须建立在直观思维的基础上，物理理论的诞生，通常要经过五大环节：先抛出疑问、发掘依据，然后提取信息资料形成假设，最终完善成为理论.在形成假设环节，物理直观思维发挥着关键功效.爱因斯坦认为：“要通向理论的构建，根本没有逻辑的途径，只有经过体系化的尝试去探索，而这类尝试是建立在对事物依据的缜慎思考基础上的.”爱因斯坦光子假设、粲夸克的预言、卢瑟福原子核式模型假设等假设的提出都是物理直观思维的产物.

2.2 直观思维是物理学习的表象基础

直观思维是物理学习的表象基础，物理的学习掌握必须要有直观思维的支持.

2.2.1 直观思维有利于构建现象中的表象

构建现象中的表象，逻辑思维必不可少，但对认知到的物理事物依据的完善、加工也需要利用直观思维，才可以组成物理事实的形象，且使用核心形象、放弃边缘形象，组成拥有此种物理事实相同内在特性的概象，最后才可以利用逻辑思维构建想象中表象.缺少了直观思维，想象中表象就难以形成.物理学中的想象测验、想象模型、想象阶段都是直观思维与逻辑思维共同形成的产物，在此当中，直观思维贡献思维的素材及内涵，为逻辑思维铺垫表象基础.

2.2.2 直观思维有利于认知与理解概念

物理概念是对某一类事实物理相同本质特性的全面提取和概括，它的产生过程就是从具体到抽象的历程，本质上是直观思维与逻辑思维互相影响的阶段；学生认知和理解概念还要通过从抽象到具体的历程，在此当中需要依赖于直观思维，全面发挥想象能力.所以，直观思维强化了概念的学习和掌握.

2.2.3 直观思维有利于学习和掌握物理定律

直观思维同样有利于物理规律的认知和理解.物理学里的万有引力定律、理想气体模型、分子构造、原子构造、狭义相对论里的洛伦兹变换等众多著名的理论体系和定律，只有全面发挥直观思维的想象能力，构建明确的形象，才可以很好地学习和掌握.

2.2.4 直观思维有利于习题教学与研究运动进程

解决物理难题要有很强的方向感和目标性，解题过程中，一定要利用直观思维.

首先，需要对物理图景进行确定，需要将目标、受力的情况、流程等方面进行区分，从而能够将具体的表象构建出来，对物理难题进行充分的认知；其次，把明确的物理表象抽象成想象中表象，经过比较、总结，有目标性地指导解题过程向设想的方向转变；最后，预估使用解法的实用性，选择恰当的公式和规律解题.所以，直观思维有利于学生对物理难题的总体认知与定性研究，对习题教学有较大助力.

2.2.5 直观思维有利于提升实验教学的成效

直观思维提升了物理实验教学的成效.实验设备拥有三维表象，实验当中具备动态表象，实验表象拥有逼真的直观感知（接上第186页）形象，实验结果研究经常用到数学图象的表象.所以，直观思维水平的高低关系到实验设计、实验行为、实验分析、实验研究以及实验推广等实验的教学成效.

2.2.6 有利于增强创新能力

物理直观思维的过程实际是利用想象定性研究物理难题的过程，在这当中，物理直观思维能够将大脑的“潜力”全面发挥出来并创造灵感，预感并不是无端的预测，而是利用直观思维的产物；同时，在物理探究领域，直观思维也通常发挥主导作用，比如，学生的小测验设想、小创造发明等都不能缺少直观思维的创新性表象.所以，直观思维对提高创新能力尤为关键.

3 高中物理教育中直观思维能力的提升措施

直观思维水平的高低直接影响着高中物理的理解和掌握，高中物理教育中提升学生的直观思维水平措施主要有下面几种：

3.1 增大学生的表象存储，夯实直观思维基础

想象的基础是形象，想象是对形象的二次创造，只有具备了大量的形象才可以进行想象、联想等直观思维行为.所以，具备大量准确的形象是直观思维的前提条件，物理老师需多管齐下增加学生的形象存储，丰富直观思维素材.实际可从以下角度实施：

3.1.1 增加实物展示，加强形象化教育

作为直观思维基础素材，表象绝非是在人脑中无端臆想形成的，它来源于实际生活中的具体表象，缺少了实际生活里具体表象，直观思维就如同是空中楼阁.所以，在物理教学过程中要全面进行形象化教学，从授课知识的内涵、定律、疑问出发，利用幻灯、模型、实验以及板画等各种生动的教学方法，向学生展示多种多样的感性素材，让他们经过五官、皮肤等身体器官的感受，全面认知物理，进而在脑海中构建准确的物理形象.

3.1.2 通过生动描述，唤醒学生经验感受

表象不但能够由视觉图形来形成，还能够利用语言描述来提供，感知心理专家提出，形象是由语言和图形共同编译的，语言与图形在某种情况下可以互为替代.因此合理使用生动描述能够帮助学构建物理表象.比如，为了体现两个带电物体间的静电力是利用电场完成传送的，可以表述为一个带电体“泡”在另一个带电体电场里，受到了此电场的影响，一个“泡”字能够让学生充分联想，现象电场的概念内涵，并产生电场的表象.

3.2 培养与提升学生的想象能力

想象是直观思维的基础方式，现象能力也是人类探究未解之谜的重要依靠和能力.在高中物理教育过程中，有意向地培养与提升学生的想象能力，这不但是掌握物理知识的前提条件，更是提升学生直观思维水平的重要内容.

在教学阶段中，还需对学生进行物理情境构建的指导.首先，需要将思维进行明确化以及生动化，将需要进行研究的问题和里程在脑海中进行模拟构建，需要将想象中的物理表象建立出来，这样能够培养学生的想象能力；其次，用比喻的方式来认知抽象的难题，强化比喻的功能.比如，将电势比喻成高度进行探究，将电流比喻成水流进行探究，将库仑力比喻成万有引力进行探究等；再次，全面提高学生的三维想象能力.在授课当中有目的地要求学生基于语言描述绘出图象，来提高学生三维想象的自发性，让三维想象力有更多的练习次数；最后，促使学生展开联想.引导学生在碰到难题时可以从多方面、多角度展开联想和思索，唤醒众多和该难题相关的形象，并和当前难题进行比较，构建新的物理表象，增强想象的目的性和多样性.

综述，直观思维与逻辑思维在解决实际物理难题时是互为补充、完美结合的，两者都不可或缺.所以，老师在高中物理教学过程中，要转变太多注重逻辑思维教学、不重视直观思维教学的模式，重点培养学生直观思维的想法和观念，树立良好的直观思维的行为习惯，有效融合直观思维和逻辑思维，进而促使学生物理思维水平的整体上升，为创新性思维的形成夯实基础.