优化教学策略培养学生物理抽象思维能力

【摘 要】本文论述培养学生物理抽象思维能力的具体做法，鼓励学生自主学习并体会抽象过程，创设教学情景以培养抽象能力，优化习题讲解并传授抽象技巧，设计新颖问题以进行抽象训练，注重训练引导以提升抽象自信，鼓励学习交流以提高抽象技能。

【关键词】高中物理 抽象思维 教学策略

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）02B-0149-03

抽象思维是指基于对事物本质属性的分析、综合、比较，获得事物本质特性的一种思维方式。良好的抽象思维能力能加深学生理解物理知识，提高学生的物理解题能力。因此，教师在授课中要注重物理基础知识教学和抽象思维能力培养，讲解抽象思维相关知识，并围绕具体例题的讲解与训练，促进学生抽象思维能力的提升。

一、鼓励自主学习，体会抽象过程

教师在高中物理授课中，应将学习的自主权交给学生，并引导学生认真学习教材内容，准确记忆物理内容，了解具体概念的形成过程，认识抽象思维的重要性。具体来说，（1）教师要为学生详细列出自主学习目标，要求学生不能死记硬背物理结论，而是要追本溯源，认真领会物理知识的推导过程，思考如何从复杂的物理情景中抽象出物理结论。（2）教师要围绕学习内容设计相关的问题，要求学生认真分析，思考在抽象过程中应注意的问题以及相关细节，掌握抽象的相关思路，为以后更加深入地学习物理知识，更好地分析与解答物理问题做好准备。

比如，在学习自由落体运动规律时，要求学生通过自学教材中的内容，思考如何从物体下落的现象中抽象、总结出自由落体运动的规律。以生活中不同形状物体的下落速度为切入点，抽象出相关问题：不考虑物体下落时受到的空气阻力，物体由静止下落，其速度是否与其自身质量有关。而后通过实验以及结合运动学知识，抽象出自由落体的运动规律，即 v=gt，s= gt2。从中可以看到，物体由静止下落后的速度与其自身质量无关，刚好与所做的实验现象一致。

在授课中，教师鼓励学生自主学习教材内容，引导其领会物理结论的推导过程，体会如何从司空见惯的情景中抽象出物理结论的过程。学生通过自主学习不难发现，在这个抽象过程中，根据物体下落的运动情况，对相关的因素进行处理，如需要忽略空气的阻力，结合运动公式，推导出物理结论，这就是一个抽象的过程。

二、创设教学情景，培养抽象能力

提高学生的抽象意识是培养其抽象能力的基础工作，因此，教师在授课中要结合教材内容，创设相关教学情景，鼓励学生进行分析，培养抽象能力。（1）充分利用教学资源，灵活运用多种手段创设有趣的教学情景。例如，借助多媒体技术播放动态化的情景，或联系生活创设学生较为熟悉的情景，以更好地激发学生的抽象兴趣，使其体会抽象的乐趣。（2）引导学生透过现象看本质。让学生通过认真阅读，冷静分析，把握隐含在教学情景中的物理问题，抽象出物理模型，然后调用头脑中储备的物理知识进行推导，得出正确的结果，培养学生的抽象能力。

比如，重力势能是高中物理的重要概念之一，教师在授课中向学生播放多媒体教学视频，让学生观看小球从某一高度下落时，小球陷入沙子的深度。思考重力势能的影响因素，抽象出重力势能的计算公式。通过视频学生可直观地看到同一质量的小球从不同高度下落时，高度高的小球陷入沙子的深度较深;不同质量的小球从同一高度下落时，质量大的小球在沙子中陷入的深度较深。学生从中不难分析与抽象出物体的重力势能与其自身质量和高度相关。教师由此引导学生回顾所学的势能以及功的概念，选取地面为零势能面，抽象、推导出重力势能的计算公式 Wg=mgh。

借助多媒体技术创设教学情景，激发学生的学习积极性，引导学生认真思考，抽象并推导重力势能的计算公式。这不仅使学生找到重力势能的决定因素，深刻理解重力势能是一个相对概念，而且使学生认识到正确的抽象在学习物理中的重要性。

三、优化习题讲解，传授抽象技巧

教师讲解高中物理习题时，不仅要关注解题结果，而且要注意培养学生在剖析解题过程中的抽象技巧，使其体会如何从问题情形中抽象出物理实质，掌握抽象的一些细节问题。一方面，做好物理习题的优选。从习题中选择代表性较强的物理试题，利用这些试题培养学生分析能力，引导学生学会忽略题干中的无用内容，利用所学的物理知识进行合理分析、抽象。另一方面，引导学生灵活运用多种抽象方法，如等效法、假设法，找到其与所学知识的契合点，迅速找到解题突破口。不断提升学生解题能力，更好地掌握抽象技巧。

比如，在讲解圆周运动知识时，可联系学生生活，选择这样的习题：

公园里的过山车，驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里头朝下。设过山车的轨道半径为 R，人体的重力为 mg，如果要求在轨道最高点时人体对座椅的压力等于其自身重力，则过山车在最高点的速度为多少？

该习题涉及的情形对学生而言并不陌生。如何对给出的情景进行抽象，是顺利求解的关键。教师在授课中可绘制过山车的运动简图，要求学生忽略过山车运动过程中受到的空气阻力，抽象出熟悉的物理模型。显然，过山车的运动情形与学生所学的圆周运动知识相近，因此可运用圆周运动知识进行解答。将人看成质点，对其受力情况进行分析。其受到自身的重力、座椅对他的支持力方向偏向下，大小为 2mg，该力提供做圆周运动的向心力。根据所求的圆周运动知识可知 2mg=，即，。通过该题目的讲解使学生意识到，在解答物理问题时为保证抽象的正确性应抓住问题的重点进行抽象，然后绘制相关的草图辅助分析，就可更好地抓住問题的实质，并解决问题。

四、设计新颖问题，进行抽象训练

培养学生的物理抽象思维能力，做好相关训练是很重要的一环。因此授课中应严把习题训练关，通过设计新型的问题，激发学生训练兴趣，锻炼学生抽象思维的灵活性。高中物理涉及的知识点较多。围绕一些知识点，能够设计很多新颖的问题。因此应注重结合以往教学经验，对好的物理习题进行创新性整合，或自己设计一些物理问题，对学生的抽象思维进行有针对、有目的性的训练。在具体做法上，为激发学生的训练兴趣，可要求学生相互比赛，看哪一位学生通过合理的抽象先找到解题思路。激发竞争意识，使学生更好地投入到训练中。

比如，在讲解平抛运动知识时，可设计以下新颖的问题情境，对学生的抽象思维能力进行训练。

如图所示，将一小球从楼梯上以 4 m/s 的速度水平抛出。所有台阶的高度和宽度均为 1 m，g 取 10 m/s2，小球抛出后首先落到的台阶是（  ）

A.1      B.2        C.3           D.4

要求学生认真审题，对小球的运动情景进行合理抽象，并积极回顾所学的知识点，进行正确作答。小球运动时只受其自身重力作用，因此与平抛运动的情景相符合，可使用平抛运动知识进行求解。在竖直方向上满足 h=gt2，;在水平方向上的位移 s=vt=。当 h=1 时，s=≈ 1.8 m>1 m;当 h=2 时，s=≈2.53 m>2 m;当 h=3 时，s=≈3.1>3 m;当 h=4，s=≈3.6 m<4 m。因此该小球将落在第 4 个台阶上，正确选项为 D。该题目创设的情景较为新颖，很好地激发了学生的思考热情，使学生的抽象思维能力得到较好的训练。

五、注重训练引导，提升抽象自信

为更好地提升学生的抽象思维能力，增强学生训练中的抽象自信，应关注学生的训练情绪，给予训练引导，帮助其克服训练中遇到的问题。一方面，训练时要求学生独立思考，认真回顾所学的物理知识以及抽象方法与技巧，分析参数之间的内在关系，能够从复杂的物理情景中抽丝剥茧，找到解题突破口。另一方面，教师要走下讲台了解学生的学习情况，给予针对性点拨，使其能够认识到抽象过程中存在的问题，并及时解决，更好地找到解题思路。如要求学生把握题干中的关键词，降低解题难度，提升其训练体验，以更高的自信投入到训练活动中。

抽象思维对学生的各项能力要求较高，在训练中，部分学生可能会不知如何分析问题，如下题：

如图所示，在竖直平面内滑道 ABC，关于 B 点对称，且 A、B、C 三点在同一水平线上。若滑块从 A 到 C 和从 C 到 A 所用的时间分别为 t1 和 t2，滑块与轨道的动摩擦因数恒定不變，则其大小关系为。

很多学生看到该题时不知如何下手，这就需要教师给予引导。引导学生认真观察图，可以发现 AB 和 BC 两段是弧线，可运用圆周运动的知识进行分析。将整个过程分为 AB 和 BC 两段，分别使用圆周运动知识进行求解。在 AB 段 mg-N=，在 BC 段 N-mg=;又因为 f=μN。显然，在 AB 段滑块的速度越大，摩擦力越小。在 BC 段滑块的速度越小，摩擦力越小。可知，从 A 运动至 C 受到的摩擦力小于从 C 运动到 A，因此，t1

六、鼓励学习交流，提高抽象技能

在高中物理授课中，为了提升学生的抽象思维能力，教师要营造轻松活泼的课堂氛围，激活物理课堂，鼓励学生在课堂上进行学习交流，使学生通过交流，认识与弥补抽象过程中的不足，促进抽象技能的提升。一方面，教师要让学生意识到学习交流的重要性，提高学生的交流意识。同时要做好合理的教学课时安排，为学生提供交流的机会，比如，为学生专门留下一节课的时间，要求其就抽象思维方面遇到的问题进行交流。另一方面，教师要鼓励学生相互分享解答相关物理问题的抽象经验，引导其注重借鉴他人的长处，不断弥补自己的不足，总结一套适合自己的解题方法，促进抽象技能的显著提升。

在教学中，为提高学生的抽象能力，鼓励学生之间相互交流，使学生更好地掌握抽象技能，并在分析问题时灵活运用假设法、等效法、整体与隔离法等。如下题：

使用轻绳将 5 只小灯笼连接，并悬挂在空中。在稳定风力的作用下发生倾斜，绳和竖直方向的夹角为 30°。如图所示，设每只灯笼的质量为 m，则从上往下第 1 只灯笼对第 2 只灯笼的拉力大小为 。

通过认真审题，对该情境进行抽象，不难发现该题可使用力的平衡知识进行解答。以第 1 只灯笼为研究对象，运用整体与隔离的技巧，可将剩下的 4 只灯笼看作一个整体。不难求出拉力 。通过该题目的讲解，使学生认识到分析物理问题时不仅要提高抽象意识，而且要掌握一定的抽象技巧。只有这样，才能顺利正确地解答物理问题。

抽象思维在提高学生的物理解题能力以及物理学习成绩上发挥重要作用，因此，在高中物理授课中应做好抽象思维能力培养，通过优化教学细节，不断提高学生抽象思维能力培养效果。

【参考文献】

[1]李全芳.高中物理教学中学生抽象思维能力的培养研究[J].课程教育研究，2019（36）

[2]毕 威.高中物理教学中学生抽象思维能力培养的重要性和策略[J].中华少年，2019（30）

【作者简介】许世勇（1975— ），男，汉族，广西玉林人，本科，玉林市新桥高级中学教师，中学一级教师，研究方向：高中物理教育。

（责编 卢建龙）