高中物理教学中培养学生抽象思维能力的策略

刘娟

【摘要】物理是一门抽象性较强的学科，利用生动的物理场景来描述生活世界.素质教育背景下，高中物理教学将培养学生的核心素养作为重要教学目标，而抽象思维能力属于核心素养中的重要组成部分，是学生学好物理知识的必备能力.因此，教师应遵循“以生为本”的教育理念，从教学现状出发，通过搭建思维框架培养学生的抽象思维能力.本文简述抽象思维能力培养的重要性，并多维度探究高中物理教学中培养学生抽象思维能力的策略，旨在潜移默化中提升物理核心素养.

【关键词】高中物理;学生培养;抽象思维

高中教育阶段，物理课程中的教学任务实现了本质上的改变，不再侧重对具体知识的“深度分析”，而是立足学生、注重能力的培养，而抽象思维能力的培养更是体现出了无与伦比的重要意义.对此，高中物理教师为了提升课程综合教学质量，应有意识去塑造、强化学生的抽象思维体系，让学生真正以“主人公”的身份参与到课堂学习之中.

1 培养学生抽象思维能力的重要性

1.1 助力学生学习积极性的提升

高中物理各模块知识具有一定的联系，其中的知识零碎且抽象，对学生的思维能力有一定的要求，部分学习能力不足的学生无法在课堂有限时间内掌握知识内容，很容易对物理课程学习失去信心，从而导致学习动力不足.基于此，教师应积极转变教学态度，通过多元化教学手段来激发学生的学习兴趣，使课堂教学效率得到显著提升，也达成培养学生物理综合素养的目标[1].

1.2 助力学生识记能力的培养

高中物理学科中含有大量的概念、公式、单位等零碎知识，这些知识需要学生记忆后理解，并用于解决问题.而结合物理学科的特点，教师还应注重培养学生的识记能力，借助思维导图或微课视频，将复杂且易混淆的物理知识和公式具象化，帮助学生将零散的知识串联起来，从而便于学生记忆和应用.

1.3 激发学生对物理学科的喜爱

抽象思维能力的培养还能激发学生对物理的兴趣，从根本上转变学生的学习态度.具体而言，学生具备良好的抽象思维能力，自然可以在有限的课堂时间内获取更丰富的知识，以便构建完善知识体系.另外，学生具有抽象思维可以在物理学习中发散思维，将理论知识与实际生活相联系，打破教育与生活中之间的壁垒，推动学生将所学知识学以致用[2].除此之外，教师教学中多是采用小組合作的方式培养学生的抽象思维，这一过程中，学生可以通过讨论提升团结合作意识.

2 高中物理教学中培养学生抽象思维能力的策略

2.1 培养学生概括能力，提升抽象分析水平

物理是一门抽象性较强的学科，也是很多学生都为之头痛的科目，而对于高中生而言，无法取得理想物理成绩的原因之一是没有形成完善的抽象思维概念，对各知识点之间的密切联系理解不够透彻，导致在解决问题时知识运用不灵活、衔接不自然.而在培养学生抽象思维能力时，教师可以将抽象与概括相统一，着重引导学生思维发散，分析和概括中提高思维水平[3].

例如 以人教版高中物理选择性必修第三册“气体的等压变化和等容变化”教学为例，教师应围绕教学内容培养学生的概括能力，以提升学生的抽象分析水平.首先，教师在正式教学前，带领学生回顾玻意耳定律，通过复习对压强及体积之间的关系产生更深刻的认知，为后续学习气体等压变化和等容变化奠定良好的基础.随后，教师设计案例教学，引入生活中常见的现象，即准备一个玻璃瓶，将玻璃瓶的瓶口涂上润滑剂并用橡皮塞塞住，将其放入热水中，一段时间后发现瓶塞被一股无形的力推出瓶口，飞了出去，同样，将条件相同的玻璃瓶放入冷水中，一段时间后发现瓶塞难以拔出.教师设问引导学生思考：这种现象说明了什么？学生结合所掌握的知识展开自主分析，并提出自己的观点，如“玻璃瓶所处的环境温度不同，当气体温度升高时，压强增大，而气体温度降低时，气压减小”“压强会随着温度的变化而变化”教师要结合学生的观点进行总结，顺利引入“等容变化”的概念，让学生明确当气体体积不变时，压强会随着温度的变化而变化.最后，教师设计相关习题，让学生在练习中以“实验”案例为支撑应用知识，进而形成完善的理论知识概念.基于此，教师借助生活中常见的“热胀冷缩”现象阐述了压强与温度变化的理论知识，助力学生强化了自身的推理逻辑，有助于学生学习中抽象思维体系的建立.

2.2 搭建科学抽象框架，增强学生归纳能力

高中物理中的知识涉猎较广，包括理论知识、实际应用、实验基础和物理规律等，要想实现抽象思维能力的培养，就要有意识引导学生构建科学的抽象框架[4].简而言之，教师应抓住教学内容的主线，设计教学活动引导学生推理，这样有目地引导学生思考，帮助学生通过框架的构建实现思维的外延和拓展，以便在潜移默化中提高自身解决问题的能力.

例如 以人教版高中物理必修第二册“机械能守恒定律”教学为例，为了让学生了解动能和势能之间的影响因素，调动学生的探究积极性，教师应为学生搭建科学抽象的框架.首先，教师在课堂导入环节中，以旧知为切入点，引导学生结合重力势能、弹性势能、动能等，不同形式的能量是可以相互转化的，并提出问题“不同形式能在相互转化的过程中，物体重量是否会产生变化？”旨在引出教学主题，为后续教学奠定良好的基础.随后，教师在概念讲解的基础上，组织学生操作“钢球滚落实验”，并利用抽象、概括等多种形式对实验现象展开分析，借助完整项目活动来内化知识.具体步骤为：（1）将钢球从不同斜面高度上滚下，观察木块被推动的距离；（2）准备质量相同的两个钢球，分别从最高点和底部释放，观察钢球的运动速度；（3）准备质量不同的两个钢球，将其从同一高度上滚下来，观察木块被推动的距离.学生通过控制变量法完成以上实验，根据实验（1）证明不同钢球从不同高度滚下来具有不同的动能，实验（2）说明物体动能与速度相关，实验（3）则说明质量越大动能越大.基于此，学生在教师的引导下，通过多种形式展开探究，并结合实验现象利用抽象思维展开对比和推导，让学生在思考与总结中掌握科学本质与物理现象，从而在科学抽象框架的引导下提升自身归纳能力.

2.3 做好客观因素分析，灵活掌握物理规律

物理学科是研究物质运动规律和基本结构的一门学科，而结合教材编排顺序发现其中有的知识具有一定的规律，掌握物理规律是学生探究知识的基础，也是学生知识结构形成的必要途径[5].对此，在高中物理教学中，教师应积极引导学生基于客观因素展开分析，通过讲解元素与变量之间的因果关系，推动学生抽象思维发展，对知识的理解由感性上升到理性，让学生的核心素养在潜移默化中得到培养.

例如 以人教版高中物理选择性必修第三册“功、热和内能的改变”教学为例，本单元教学目标是让学生了解功与内能之间的关系，并根据具体现象分析原因，教师应以实验为切入点，培养学生的抽象思维能力.首先，教师利用“焦耳实验”设计课堂导入环节，以电子课件模拟实验过程及现象，引导学生观察实验中的绝热过程.而后，教师引导学生发散思维，类比重力与电场力做功，对绝热过程产生更深入的认识和了解.随后，在学生掌握这部分知识后，为了进一步培养学生的抽象思维能力，教师应引导学生讨论所学过的内能概念，并提出探究问题：内能的变化与哪些因素相关？学生应结合对知识的理解展开讨论，总结和梳理大家的回答后，教师从宏观和微观两个角度出发，突出内能和做功之间的关系.由此，循序渐进引导学生掌握内能定义的因果关系，进而掌握其中的物理规律.基于此，教师以知识为本位，通过客观存在的因果关系进行授课，让学生在学习中掌握知识之间的规律，进而提升抽象思维能力.

2.4 引出深度思考问题，扩大学生思维范畴

归纳理论、知识研究和逻辑推理等都是助力学生抽象思维发展的重要途径，对培养学生解决问题能力和探究能力有着积极作用.在实际教学中，教师应积极引出深度思考问题，将练习与实践相结合，让学生在解决问题中扩大思维范畴，进而促进抽象思维能力的提升.

例如 以人教版高中物理选择性必修第三册“光电效应”教学为例，教师应围绕教学内容设问，引导学生在深度思考中提高思维能力.首先，在课堂导入环节，教师应利用教材“问题”模块中呈现的实验，引导学生观察实验现象背后蕴含的原理，突出“光电效应”这一基本概念.在导入环节结束后，教师利用多媒体向学生展示研究光电效应的电路图，让学生先通过自主观察从中获取信息，再提出具有深度的问题，如若某金属在绿光的照射下能发生光电效应，那么，将绿光变为红光或者紫光，是否还会发生光电效应呢？在操作光电效应时，贸然增加了入射光的频率，可能会产生什么现象呢？学生需要积极调动自身的抽象思维，联系所学习过的知识，积极讨论以上问题，进一步深化光电效应的概念，为后续光学学习奠定良好的基础.

2.5 开展物理实验活动，训练学生抽象思维

实验是物理教学中的重要环节，高效且具有探究性的实验活动，能充分锻炼学生的抽象思维，使其在实践中归纳和总结经验，探索物理知识之间的联系，进而掌握其中的规律.因此，教师应充分利用物理实验来引导学生展开探究，向学生传递知识的同时，调动学生的参与热情，使学生的抽象思维能力得到顯著的培养，进而构建完善的知识体系.

例如 以人教版高中物理选择性必修第三册“实验：用油膜法估测油酸分子的大小”的教学为例，为了让学生对实验中的原理有清晰的认知，教师应积极开展物理实验活动，以训练学生的抽象思维能力.首先，教师利用课件展示演示实验，直观呈现实验操作步骤和现象，让学生观察油膜层的形成过程.这一过程中，学生可以对实验现象形成初步感性的认识.而后，教师引导学生进行抽象想象，利用绿豆模型来模拟放大的油酸分子模型，让学生由宏观视角转变为微观视角，通过实际例子体会微小量的测量设计思路，有助于学生逆向思维的形成.最后，学生能在教师的引导下，明确“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的思路，如教师向学生展示油酸分子结构“C17H33－COOH”，其中－COOH具有亲水性，而C17H33则具有憎水性，因此，将油酸滴入水中，－COOH部分会溶于水中，而C17H33部分则冒出水面，形成一个单分子油膜层.最后，结合实验思路，教师引导学生估算油酸分子直径，认识到油酸分子直径与其在水面上摊开的面积S及纯油酸体积V之间的关系，即d=V/S.基于此，教师再组织学生操作实验，让学生先探究再操作，充分调动对实验的探究热情，促进对物质结构产生深入的理解，促进自身抽象思维发展.

3 结语

总的来说，高中物理课堂是培养学生抽象思维能力的重要途径，在实际教学中，教师应充分结合物理学科的特点及学生认知需求，对教学策略进行优化和调整，以便创设良好的教学情境，激发学生的参与和实践热情.同时，抽象思维能力作为物理教学中的主要目标，能让学生在教师科学的引领下，逐渐形成完善的知识结构，进而形成完善的核心素养.

参考文献：

[1]武中林.物理教学中学生抽象思维能力培养[J].数理天地（高中版），2022（04）：91-92.

[2]柳生彪.高中物理教学中提高学生抽象思维能力的方法研究[J].学周刊，2022（07）：44-45.

[3]罗永刚.高中物理教学中如何提高学生的抽象思维能力[J].新智慧，2021（35）：117-119.

[4]严光文.注重加强高中物理教学提高学生抽象思维能力[J].成才之路，2021（17）：140-142.

[5]高小力.关于高中物理教学特点的解读与抽象思维能力的培养探讨[J].高考，2021（02）：50-51.