浅谈高中生物理思维的培养策略

文| 汪树国

物理思维是物理学习的基础，物理教师在教学时要因材施教，着重培养学生良好的物理思维习惯，从而为后续物理学习奠定基础。高中物理教学的过程就是利用物理思维探索物理规律的过程，所谓物理规律，就是指客观事物内在的、本质上的联系及其必然的发展趋势，它是事物现象的一个比较统一的、静止的、稳定的反映。物理规律主要体现在物理概念、物理实验、物理公式等相互连接方面，是相关物理量在一定条件下相互制约的结果。因此，教师在讲授物理要领和规律时，要注重训练学生的思维方法，对全面提高学生的物理水平起到了积极的促进作用。

一、高中生物理深刻性思维的培养策略

深刻性思维是指在学习和探索知识的过程中，通过深入思考和探究问题、理解和分析概念、思考和解决问题等方式，逐渐培养和提高的综合性思考和探究能力。与传统的物理思维不同，深刻性思维要求学生能突破知识表面，深入知识本质，这种思维能力包括发现真理、把握规律、提出见解以及解决实际问题等多方面的能力，更强调知识的内在联系和应用。深刻性思维要求学生必须具有良好的逻辑思维能力及丰富的想象力；要有较强的逻辑判断能力，善于从现象出发思考问题，并能进行严密推理与论证。深刻性思维能帮助学生认识事物本质，增强学生创新思维和解决问题的能力，以便更好地理解和建构知识。[1]因此，教师应该引导学生加强深度思考，不断开阔思路，学会运用各种方法来获取新信息，发展学生的深刻性思维。

深刻性思维一般运用于高中物理概念性知识教学中，要求学生在理解物理概念内涵时，能够深入挖掘知识的内在本质。例如，教师可以借助“质点概念”的相关知识来培养学生的思维深刻性。质点是一个非常抽象的概念，是在研究物体整体运动时忽略物体的形状和运动方式，将其当作一个有质量的点来进行研究。其本身并不存在，它只是物理论的一种方便假设，用于简化问题。通过理解质点概念，学生可以深入了解物理学的本质。想要培养学生的思维深刻性，教师就要让学生在理解质点概念的基础上深入挖掘质点与其他概念的联系。

首先是从物质到质点：质点是对物质的抽象概括，因此学习质点时学生需要了解物质的本质，认识到所有物质都是由原子、分子构成的。通过大量的观察和实验，学生可以认识到物质不同状态下的不同特性，如惯性定律，阐明物质实际上都可以看作由大量的质点组成。其次是从质点到力：学生需要理解质点假设的基础及其应用，也就是认识到质点是轻松、简便地提出问题的抽象思想。同时，学生需要探索出科学的步骤，通过推导公式解决问题，从而展示出新思维的能力。最后是从力到运动：质点概念就是为运动和力服务的，因此学生需要进一步理解质点之间的力学作用及其物理学意义，可以通过“质点系统”的思维模型，学习质点的相互作用和形成的复杂动力学系统。此外，学生还可以通过编写程序或在真实情境下的观察和实验，通过图片与真实场景对比，进行数据分析和运动规律的总结，从而提升对质点的深刻性理解。

二、高中生物理灵活性思维的培养策略

高中物理既是一门严谨的学科，又是一门灵活的学科，需要学生灵活运用知识来解决物理问题。所以，高中生必须学会运用物理学思想去处理好学习与生活之间的联系，将抽象的概念转化为具体的事实，并且能够应用到实际的物理学习中。高中物理灵活性思维是指在解决物理问题时，灵活运用物理知识和公式，通过分析问题、辨别问题中的关键因素以及相互之间的关系，并采用恰当的方法进行计算，得出正确答案的能力。这种思维能力可以帮助学生更好地理解相关内容，也能有效提高解题速度，进而达到事半功倍的效果。[2]因此，培养高中生物理灵活性思维不仅可以帮助学生提升物理素养，对促进高考成绩提升也具有重要意义。

灵活性思维的培养一般应用于习题讲解的过程中，要求学生能够看透习题本质，利用物理知识尤其是物理公式来解决习题。

首先要强化基础知识。扎实的物理知识是灵活性思维的基础，只有掌握了基础知识，才能更好地理解和运用物理公式。其次要提高数学水平。高中物理中涉及很多数学知识和技能，如代数等，因此，提高数学水平是培养灵活性思维的重要一步。然后注重实际应用。物理学科的核心是解决实际问题，在学习过程中，学生应该更多关注物理知识的实际运用，思考真实场景下的物理问题，从而提高灵活性思维能力。再次就是要引导学生多练习不同类型的题目。只有在练习中，才能更好地理解和掌握物理知识，掌握多种解题方法，提高解题能力。最后要引导学生学会思考和探究。在遇到不确定的问题时，不要轻易放弃，而是多思考和探究，通过分析问题找出关键因素，尝试用不同的方法进行计算和解决问题。培养高中生物理灵活性思维需要从基础出发，注重练习和应用，通过思考和探究来提高解题能力，这样才能使学生更好地理解和掌握物理知识，并灵活运用于实际问题的解决中。

三、高中生物理批判性思维的培养策略

批判性思维就是要在处理问题时考虑各种可能情况下出现的可能性和结果之间的关系，它的本质是一种质疑精神。它意味着不仅接受给定的信息，还要对其进行评估、判断和推理。这类思考过程既包括理论分析，又包含逻辑推导，具有较强的辩证性和逻辑性。如果我们能够运用批判性思维方法解决实际的问题，就能把复杂问题简单化，使之变得简单起来。[3]这种思维能力可以帮助学生更好地理解世界，独立思考，自我检验和解决问题。

批判性思维要求学生敢于质疑权威，勇于批判常识。例如，在“光的折射”的教学中，教师可以引导学生培养批判性思维。光的折射是一个典型的“反常识”例子，尤其是光进入水中之后，更容易让人判断出水的深浅，利用这个例子可以培养学生的批判性思维。光的折射是光线经过两种介质表面时改变传播方向的现象。在这个例子中，学生可以提出问题。比如，为什么光会折射？折射角受哪些因素影响？为什么水下看上去物体会变形？通过和学生讨论这样的问题，可以培养学生从多个角度审视问题和寻找答案的能力。对于解决物理难题来说，有了这些提问和探讨，就能帮助学生建立起正确的、全面的认知体系和分析思考方法，进而形成自己独特的思考问题方式和解决问题的思路。同时，这种讨论和探究的过程也能激发学生的兴趣和好奇心，促进他们更深入地了解物理学。

除了讨论和探究，还可以通过动手实践来促进批判性思维能力的发展。例如，在教学“光的折射”时，学生可以通过改变光线的角度和介质的折射率等因素，来观察折射角的变化。这个过程可以让学生亲身体验和探究光的折射，更好地理解相关概念和知识。通过这样的实验，学生不仅能够学习理论知识，还能培养动手设计和数据分析的能力以及评估和验证结果的能力。通过讨论、探究和实验等学习方式，可以培养学生的批判性思维能力，在解决问题时更加深入和全面，也会对学生的整体学习过程产生积极的影响。

四、高中生物理创造性思维的培养策略

实验在物理教学中占有很大比例，是培养学生动手能力和提升物理教学直观性的重要方式。高中物理知识有一定的抽象性，涉及空间观念、公式运用等内容，很多情况下学生很难理解，而物理实验极大地突破了这个难点。所以，教师在培养学生创造性思维的过程中，应该将物理实验与之相结合，从而最大限度地挖掘物理实验所具备的价值，全面提高物理教学质量和课堂教学效率。另外，高中物理实验有一定的实践性，开展实验教学也能培养学生的实际动手能力，推动学生全面发展。在开展物理实验教学中，教师也要注重趣味性。针对高中生年龄特点和生活经验的现状，利用一些比较有意义的内容激发他们的兴趣并开展实验教学。

例如，在“摩擦力”一章的学习中，教师讲解完有关理论知识之后就可设置此类实验情景来提升学生的创造性思维。某车沿斜坡下行，对其中该车摩擦力方向和摩擦力计算方式进行分析后，请学生用简易斜坡和橡皮擦模拟相应场景。实验结束后，绘制有关草图，分析橡皮擦受力情况，求出橡皮擦在其中受到的摩擦力方向并加以计算。在学生能较全面地分析出如此单一模型时，教师就能逐步加大难度了，如在斜坡，两个橡皮擦相连，在斜面上由上至下滑来滑去，这两个橡皮擦摩擦力受力方向应怎样分析？运用单一物理实验派生比较复杂的模型对物体受力情况进行分析。经过不断培养，学生的物理思维和物理意识也潜移默化地得到提高，对培养学生创造性思维有积极帮助。

另外，在传统物理验证和实验教学时往往是教师先把学生分成若干组，再对实验加以讲解与演示，最后由学生按指定实验方式完成。这样的实验教学方法所带来的后果常常是学生在做完实验之后，根本就不明白实验的真实目的在哪里，甚至有些学生会直接把实验过程与方法彻底遗忘，今后考试碰到这道实验问题仍束手无策。因此，正确的方式应该是在实验前教师对学生进行引导，让学生能够总结出实验的目的和步骤，然后依据学生的知识基础和兴趣爱好对学生进行小组划分，让每个学生在实验小组中都能发挥出自己的价值。

五、高中生物理发散性思维的培养策略

发散性思维是指从不同角度去看待同一问题、进行各种可能性的推测和新颖的组合。与之相对的是收敛性思维，即从一个已有的概念中推导出一系列结论。这两种思维都属于物理思维，相对来说发散性思维对学生物理能力的提升更加重要。发散性思维既要注意知识本身所具有的独立性，又要注意方法上的延伸性，这种思维能够有效地提高学生解决问题的综合素质和创新能力。下面就结合高中物理圆周运动知识来阐述发散性思维的培养方式。

首先，圆周运动涉及的各种物理量和问题都比较复杂，可以刺激学生进行横向和纵向的思考。通过对这些量或问题的研究，不仅有助于学生理解一些基本理论，还能培养学生发现新知识，解决实际问题的能力。例如，圆周运动的速度、角速度、频率、周期、向心力等可以进行横向比较，分析它们之间的联系和影响。同时，也可以进行纵向思考，如深入分析圆周运动中速度和向心力之间的关系，从而推导出离心力的公式等。另外，还有许多相关问题，如旋转与惯性之间的作用以及物体转动时产生的惯性力等，如果能够结合到一起，学生就会得到很好的启发和帮助。

其次，圆周运动也是一个非常典型的多元化问题，在它的基础上可以展开很多不同的思考方向。例如，可以从圆周运动的物理本质出发，探讨为什么行星的轨道是椭圆形的、为什么行星运动的轨迹是一个平面等问题；也可以从实际问题出发，探讨如何通过调整数据和参数来让航天器实现一个特定的轨道等问题。总之，圆周运动课程不仅要求掌握理论知识，更需要将理论运用于实践中，并引导学生在实践中去解决一些具体的工程问题。这些问题不仅能够激发学生的发散性思维，还能够启发他们的创新思维和实践能力。

最后，圆周运动还可以通过活动和实验等多种方式来探究和培养学生的发散性思维。例如，可以通过情境教学的方式，让学生扮演不同的角色，从而理解圆周运动中的各种概念和规律；也可以把学生分成不同的小组，让他们设计和实现不同的圆周运动系统，从而培养他们的动手实践能力和创新精神。在这一过程中，教师要引导学生参与到教学活动中，并帮助他们提出自己认为有意义、合理的设想和方案，以达到解决问题的目的。这些活动和实验不仅可以提高学生的动手实践能力，还能够增强他们的发散性思维。

总之，物理思维是高中物理学习的重要方式，可以有效地提升学生的物理能力和物理素养。在高中物理教学中，教师要注重学生物理思维的培养，要将物理思维与高中物理的具体知识模块相结合。如利用高中物理概念来培养学生的深刻性思维，提升概念的理解深度；利用物理实验来培养学生的创造性思维，提升学生的动手能力等。