在高中物理教学中如何培养学生的思维能力

■南京师范大学附属扬子中学 陈巧云

一、促进学生创造性思维品质的养成

从本质上来看，每一个学生的创造思维并非天生具备的，而是要经历长久的启迪与想象锻炼而得。在进行高中物理教学的过程中，教师要利用多元化的方法与内容，为创造性思维激活提供坚实的保证。尤其是要加强学生对现实生活的观察和比较，使学生能够深入浅出地体会到创造思维品质。从现代物理学中最为重要的牛顿定律来看，其发现就是基于牛顿、伽利略在研究成果上的创造性思维内容，而各类不同的原子模型结构挖掘，也是建立在极限、方法等创造性思维基础上的。通过对原有的科学原理进行分析，能够使学生在学习理论知识的同时，逐步养成良好的创造思维品质习惯，使学生更多地进行动手操作，构建一个更为完善、有序的创造思维大环境。

二、培养学生形象思维能力的方式

首先，为了更好地提升学生的形象思维能力，教师要进一步加强高中物理课程的实验教学比例。例如，教学《用打点计时器测速度》的课程时，即可加强实验教学。首先，通过多媒体向学生演示实验步骤，然后再由教师将学生带领到实验室进行实验，加强打点计时器的实际操作。通过这样的实践操作方法，能够让学生具备形象化的具体思维，相较于传统的只观看不操作和直接操作不观看的教学方法，能够更好地提升学生具象化的思维能力，帮助学生获得更好的学习效果。教师要在课程中多创设学生的自主问题情境，通过情境的方式帮助学生提升自己的分析能力、创造能力和判断能力，使学生在潜移默化中提升了自己的学习模式，发散自主的思维能力，自己的形象思维能力也得到了提高。例如，在进行《圆周运动》的相关内容教学过程中，教师要让学生自由以小组为单位，共同构建一个良好的圆周运动模型，使学生之间通过不同的方法、不同的思路达到学习的目的，以这样的方式提升学生的探究能力，自然学生的形象思维能力得到了显著提升。

三、培养学生抽象思维能力的方式

首先，加强学生的观察能力培养，帮助学生发现不同知识、不同现象之间的差异。例如，在进行《质点参考系与坐标系》的教学过程中，教师要引导学生观察奔驰的飞车与行走的路人，通过具象化的比较能够发现二者本身没有一定的联系，但前者相较于后者产生了不同的位移变化。而这也就是所谓的抽象思维能力的培养，教师要鼓励学生学会举一反三，发现不同的事物尽管看似一样，但其本质上存在较大的区分。以速度和电容为例，二者都是通过比值的方式定义物理量，但其物理概念却存在显著的差异。教师要多运用比较法的方式进行教学，由于抽象思维对学生的想象力要求较高，良好的比较模式，能够驱动学生更好地理解思维内容，逐步提升自己的抽象思维能力。其次，教师要引导学生学会自主概括物理知识的能力。例如，教学《电流》这一章时，学生通过实验观察到生活中的静电现象，如用梳子梳头发时产生电流、清晨穿毛衣时产生火花等现象，学生通过概括这些静电现象总结出静电场的性质，并得出电流产生的基本规律。采取概括式教学法既有助于锻炼学生的归纳总结能力，还有助于培养学生的抽象思维能力，实现物理教学培养思维能力的目标。

四、结合物理实验锻炼学生的逆向思维能力

逆向思维也是当前高中物理学习过程中，教师需要着力培养学生的能力之一，而其中最为有效、最为直接的方法仍然是实验法，新时代的物理课程中实验也占据了极大的比例。为了更好地锻炼学生的逆向思维能力，教师需要使用更多元的实验方法，引导学生探究原理。传统的物理课程中，教师大多需要在实验进行前将实验的原理、步骤等教授给学生，让学生照本宣科式地进行操作，极度缺乏自主创新和研究，学生的逆向思维能力自然无法得到提升。教师为了更好地激发学生的学习兴趣，帮助学生锻炼自己的逆向思维，可先演示一段类似的实验内容，将学生的学习积极性完全调动起来后，再鼓励学生之间进行自主的判断与学习，研究教师的手法与操作的本质，让学生从背后的逻辑出发，逐步探究其价值与作用，深化实验课程作用的同时，提升自己的逆向思维判断能力。

五、应用科学的方法培养学生的各项思维能力

（一）利用物理模型

由于物理学科是用科学的思维和视角判定事物的本质特征，因此学科系统的知识可作为判断现象本质的依据。如教育工作者可提出这样的假设：飞机保持匀速行驶状态，每间隔1s向下投放一次物资，如果排除空气形成的阻力因素，在物资落到地面之前，会在空中形成直线还是抛物线形状。对此，教育对象往往会依据以往的经验认为形成的是抛物线。但这种结论是考虑到阻力影响的情况。题目中标明排除阻力因素，因此答案也会不同，这就需要运用学科模型解题。物理模型是一种较为理想化的状态和环境，在此环境中物体能够在无条件干扰的情况下，将学科理论更为明显地呈现出来。教育工作者运用模型演示理论内容，也能够为教育对象提供更为清晰和准确的思考方向，从而促使教育对象沿着正确的思路解决问题。针对研究对象的特征差异，在解题时往往会运用多种模型进行具体演示。如果研究对象为实际物体，在演示物体运动或变化时，可运用实物模型。如果物体本身的体积等因素对研究结果影响不大，则可用一个点来代替，这被称作质点模型。

（二）利用等效法

此种方法是将未知内容与已形成的知识储备建立一定的关联关系，通过已掌握的知识和技能来降低未知的难度，从而找到解决未知的途径。如将一个垂直的圆形轨道安置在重力环境下，将一个带电的物体放置在轨道上，使其做圆周运动。当物体运动到轨道最顶端时，物体的运动速度最低，且根据重力便可计算得出速度的数值。此时如果在重力的作用下，再添加一个水平方向的电场外力，与重力形成合力共同作用于物体，在这种条件下物体会在哪个位置运行速度最低，并求出速度值。此时重力和电力共同对物体的运动形成影响，因此二者的合力便是原来状态下的重力，并可以此求出相应的速度值。此外，这种等效方法还可运用到物体运动、电流有效值等计算方面。在具体运用时，首先需明确划分出研究问题的各类属性特征，尽量排除干扰性的非本质特征，针对问题的核心要素进行分析研究。此后调动已形成的知识储备来解决未知问题，从而准确而快速地获取答案。这种解题方式是高中阶段教育对象需掌握的实用性解题技能，其能够促使教育对象以等效的思维研究解题思路，从而形成较为成熟的学科思维。

总之，在物理教学课堂上，教师要重视结合学生的学习实际，不断培养学生的综合能力。本文结合以上实践探索，以培养学生思维能力为主，积极总结了如何提高学生的抽象思维、逆向思维、创新思维等能力，旨在通过实践探索，为物理教学水平的提高奠定良好基础。