浅谈高中物理教学过程中如何提升学生抽象思维能力

摘要：由于物理学科本身具有复杂的公式、广泛的知识面，以及抽象的概念和理论等特点，使得学生的思维能力在学习过程中面临严峻的考验。教师在开展物理教学中，尤其是高三阶段不仅要进行新课的教学，还要指导学生进行有效的复习，这就需要教师制定合理的教学策略，帮助学生在整个高三物理学习中不断提升抽象思维能力，养成良好的物理学习和解题的习惯。文章主要从知识点教学、习题教学及物理实验课程教学三个方面阐述了如何提升学生抽象思维能力。

关键词：高中物理;抽象思维能力;习题教学;实验教学

一、 在知识点教学中培养学生抽象思维能力

物理知识教学中，很多的知识点之间有一定的科学辩证关系。在教学中，教师应积极引导学生明确知识点之间的科学辩证关系。所有事物均具有对立统一性的特点，如自然界中的万物、社会、思想领域等方面。物理学同样具有这一特点，物理学科所研究的对象均存在对立统一的关系。因此，在教学实践中教师应当积极引导学生从中既要发现正确的且主要的一面，又要发现否定且次要的一面。这样能防止学生的思维过于机械化、直观化，促进其能深入研究和挖掘物理内涵，在学习探究过程中养成全面联系和灵活运用观点研究问题的习惯，以培养学生综合分析物理抽象概念的能力，以便更深入透彻地认识和发现事物本质。如在讲解“光的波粒二象性”时，首先教师要引导学生回顾之前已经学习的“光的本性认识”这一知识点。对于光的本性认知，学生知道17世纪对光的本性认知过程形成了两种对立学说：光的波动说及微粒说。随后在20世纪初，爱因斯坦提出光的量子说，康普顿证明了光的粒子性，让人们逐步对光的本性进行了全面认知。在这一基础上，学生再学习光的波粒二象性就容易得多，所以该课程的教学指导思路可以设计为：从光的波动说导入，到光的微粒说、光的量子说、光的粒子说，最后到光的波粒二象性。教师在物理教学实践中，要为学生对此种物理知识点之间的科学辩证关系进行阐释，以促进学生抽象思维向深度和广度发展，通过引导学生明确事物之间的科学辩证关系，对提高学生的抽象思维能力具有重要的指引作用。

二、 在习题教学中培养学生抽象思维能力

物理知识源自生活，生活离不开物理知识。学生的日常生活中会看到很多物理现象、过程，这些均可以通过物理规律进行解释，这就需要学生掌握物理分析问题、解决问题的能力，从而让学生将物理与生活建立有效联系，更好地促进物理知识融入学生生活实践中，以此锻炼和培养学生的抽象思维。高三物理学习过程中需要进行大量的习题练习，这些习题是将物理知识进行了综合性的应用，且往往与现实中的生产、生活和工作有重要联系，通过解决这些综合性习题使学生的物理思维和抽象思维得到很好的锻炼。而学生需要在理解题目的概念、信息和条件基础上，才能正确解题。

首先通过指导学生进行审题分析，培养其抽象思维能力。审题分析是要让习题变得丰富起来，这样帮助学生在脑海中构建物理现象、过程的影像，再把物理现象和过程抽象为相关的物理因素，从而构建物理模型，分析习题的已知量和未知量的物理关系，进而为解题提供重要的条件保障。其次引导学生通过审题理解题意、相关的概念和给定条件，再运用联想分析能力，把一些复杂题目转化为一般题目。以习题为例。

（全国高考物理试题）惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计，加速度计的构造原理的示意图如图1所示。沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连;两弹簧的另一端与固定端相连，滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离0滑杆滑块点的距离为x，则这段时间内导弹的加速度（）

A. 方向向左，大小为k/xm

B. 方向向左，大小为2k/xm

C. 方向向右，大小为k/xm

D. 方向向右，大小为2k/xm

通过审题让学生思考：若以导弹为研究对象，分析弹簧受力情况为图2，则其合力为F=ma=2k/x，a=2k/xm，所求的加速度方向与合外力的方向一致，故选D。

其次在解题过程中培养学生的抽象思维能力。在物理习题中很多题目可能有多种解法，如动力学综合问题中可以运用运动学、牛顿定律、功能关系等进行求解，采用的方法可以是公式法或图像法等。如题：“木块受水平力F的作用，在水平面上从静止开始进行运动，前进s后撤去F，木块又沿原方向前进3s停止，则摩擦力f为多大？”在解决这一问题时，让学生运用抽象思维采用两种方法解题：

解法1：先对物体受力进行分析，在脑海中抽象出图像（图3），左图木块在运动过程中可得到：F-f=ma1、FN=mg、f=U·FN。而右图木块运动过程中得到：f=ma2、FN=mg、f=U·FN、a1t1=a2t2、x=1/2a1t21、3x=1/2a2t21，最終综合上述所有内容得到f=F/4。

解法2：通过对物体受力分析，整个过程使用动能定理从而得到W=WF+Wf=0-0，FX-f（x+3x）=0，所以最终得到了f=F/4的结果。这样学生通过对不同解题方式的思考有效锻炼了抽象思维能力。

如题目：在水平传送带的A端静止状态下放置一木块，其被传送带带动运动至B端，已知传送带运动的整个过程保持恒定速度v=5m/s，物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.5，该传送带长为7.5米，求：木块从A运动至B需要的时间？（取g=10m/s2）。

在解题时，学生首先抽象分析木块刚放在传送带到木块达到传送带速度前的受力，得到f=μFN=μmg=ma、a=μg=5m/s2、t1=v/a=5/5=1s、x1=v/2·t1=5/2×1m=2.5m。而当木块达到传送带的速度以后方能实现匀速的移动直至到达B，此时x2=l-x1=5m、t2=x2/a=5/5=1s，因此得到木块从A至B所需时间为：t=t1+t2=2s。

基于此题目对其进行变式的抽象分析：

变式1：若木块以对地速度变v0=5m/s滑向传送带，那么木块相对传送带并未运动，木块与传送带也未有摩擦力，因此木块做匀速运动，则其运动时间为：t=l/v0=7.5/5s=1.5s。

变式2：若木块以v0=3m/s速度滑向传送带，因v0<v，木块先匀加速运动后变为匀速运动，则木块匀加速运动时间为t1=（v-v0）/a=0.4s，其在做匀加速运动的位移则是：x1=v0t+1/2at21=1.6m，而木块做匀速运动的时间t2=l-x1v=1.18s，最终求得木块从A至B的时间为t=t1+t2=0.4+1.18=1.58s。

通过对变式的分析，不仅帮助学生更好地认识和解决传送带类的相关问题，且通过教师在日常教学中重视对习题教学的研究与综合运用，促进学生将物理问题进行拓展延伸，同时为学生不断进行抽象思维锻炼创造机会，更好地促进学生抽象思维能力的运用和发挥。

三、 在物理实验课程中培养学生抽象思维

第一，要指导学生通过观察实验过程，把具体的实验现象逐步理解为抽象的物理原理。一般常见的观察类型有参与观察与非参与观察、结构式观察与无结构式观察、间接观察与直接观察。而在物理学科中的实验就属于其中的参与观察、直接观察和结构式观察。在这个过程中需要学生的思维能够对同一类事物的特性与事物之间的规律性产生一定的反应，从而形成一种思想的高级认知。观察物理实验过程，体现的是学生思维和智力的综合活动。因此，通过观察实验不仅能有效激发学生的学习兴趣，且在实验观察中使学生能够明确实验目的，锻炼抽象思维。最终还要将观察的结果落实到总结上，总结的方式也各有不同，如口头总结、书面总结、文字与图表结合总结等。总结过程也能够有效锻炼学生的口头表述、思维逻辑能力。如在解决力的平行四边形定则问题时，将一弹簧测力计A固定悬挂点P，并用细绳在其下端挂上有一定重量的工件M，使用弹簧测力计B将其一端与悬挂M的线系于点O，用手拉弹簧测力计B的另一端，让点O静止在某一位置，随即对两个弹簧测力计、竖直木板上O点位置、拉线方向进行记录。请选出以下非必要的实验要求（）

A. 木板平面与拉线方向应平行

B. 调整拉力重新进行实验，每次实验都要确保O点处于同一位置

C. 在使用弹簧测力计前应对其进行校零

D. 要测量工件M所受的重力

在解决这一问题时，教师要引导学生必须牢记合力与两个分力的大小及方向与结点O的位置是没有关系的，因此B为错误答案。工件M的重力即为合力，因此D正确。使用弹簧测力计前必须要调整为0才能确保测量的准确性，故C正确。木板必须与拉线保持平行才能确保力作用在木板平面内。故A正确。

第二，鼓励学生改进实验，在实验创新中进一步完善抽象思维。实际上，在实验教学中需要教师为学生多讲解一些思维方法，创设高效的实验场景更有助于学生积极参与和思考，促进抽象思维的发挥，以起到事半功倍的效果。对实验的改进可以通过比较研究法、列举实验缺点和实验需求点来改进实验。如列举实验缺点可以让学生通过对实验进行分析从而挖掘实验缺陷，将其一一列举出来，进而为提出实验改进方案，或创设实验提供有效参考。

四、 结语

综上所述，高中物理教学不仅本身的实践性比较强，且理论知识的抽象性也比较强。为了让学生更好地理解和学习物理的抽象性知识，就需要教师在教学中重视培养学生的物理抽象思维能力。通过引导学生在新旧知识点之间明确科学的辩证关系，在解决物理习题中通过审题和解题过程及物理实验教学中培养学生的抽象思维能力，不仅有效提升了課堂教学效率，而且帮助学生在学习与复习过程中不断实现抽象思维的提升，对缓解学生的学习压力、促进其更好地理解和深入探究物理知识具有积极的作用和意义。当然，在具体的实践中还需要教师不断地总结经验，优化教学方法，为进一步完善和优化学生的抽象思维能力不断做出努力。

参考文献：

[1]康东胜.浅谈高中物理教学中如何提高学生的抽象思维能力[J].中学课程辅导：教师教育，2021（18）：7-8.

[2]王长丽.关于高中学生数学抽象思维能力培养的分析[J].新课程，2021（36）：99.

[3]陈健，程传迎.微探高中物理教学中学生抽象思维能力的培养策略[J].高中数理化，2021（10）：50.

作者简介：

孙涛，福建省南平市，福建省光泽县第二中学。