摘?要:抽象思維能力是新課標(biāo)下高中物理關(guān)鍵能力培養(yǎng)的重要內(nèi)容之一,直接關(guān)乎學(xué)生物理解題能力的發(fā)展,加強(qiáng)其專項(xiàng)培養(yǎng)是當(dāng)前高中物理教學(xué)的重要目標(biāo)之一。本文基于高中物理課堂教學(xué),重點(diǎn)對(duì)抽象思維能力提升的重要性及對(duì)策進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:高中;物理;抽象思維能力;提升策略
物理作為高中教學(xué)的一門重要科目,具有很強(qiáng)的抽象性與嚴(yán)謹(jǐn)性,對(duì)高中生的思維能力與學(xué)習(xí)能力具有較高的要求。特別是當(dāng)前物理教學(xué)中涉及許多抽象性的物理知識(shí)與問題,如果學(xué)生缺乏良好的抽象思維能力,就無法深刻理解某些物理知識(shí)或者解決某些物理問題,同時(shí)也會(huì)限制學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。基此,為了有效促進(jìn)高中生物理學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展,就必須要加強(qiáng)高中生抽象思維能力的專項(xiàng)培養(yǎng)。
一、 高中物理課堂中學(xué)生抽象思維能力提升的價(jià)值
相較于初中物理,高中物理的內(nèi)容與知識(shí)難度不僅在“量”上有所提升,在“質(zhì)”上也較以往有了較大程度的提升,尤其是物理知識(shí)或問題的邏輯性與抽象性更強(qiáng)。如果高中生自身的抽象思維能力比較差,那么就無法深刻理解高中物理知識(shí)的本質(zhì),限制他們自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。久而久之,會(huì)使得這些抽象思維能力比較差的高中生失去學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣,所以高中物理教師教學(xué)中需要高度重視學(xué)生抽象思維能力的發(fā)展,這樣才能夠順利地有機(jī)結(jié)合新舊物理知識(shí),降低學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的難度,完善他們的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)體系,同時(shí)可以強(qiáng)化他們對(duì)物理知識(shí)的理解與記憶,提升他們的自主學(xué)習(xí)能力和物理關(guān)鍵能力,最終促進(jìn)他們物理學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展。
二、 高中物理課堂中學(xué)生抽象思維能力提升的具體策略
(一)基于物理概念教學(xué),提升學(xué)生抽象思維能力
概念是人頭腦中對(duì)外部事物本質(zhì)特性的一種反映,具體需要以詞語進(jìn)行標(biāo)志或固定,這使得概念可以脫離具體的事物而存在,或者說利用抽象的方式對(duì)具體的客觀事物進(jìn)行反映。而物理概念實(shí)際上就是人們頭腦中形成的客觀外部事物的本質(zhì)特征與共同屬性的一種抽象性反映,其形成過程實(shí)際上就是在對(duì)客觀外部事物的特征及屬性進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上,利用推理、抽象、綜合、比較、概括等一些物理思維方法,對(duì)客觀外部事物的物理本質(zhì)特征與共同屬性進(jìn)行抽象的過程。從這個(gè)角度來講,物理概念實(shí)際上就是一種基本的物理抽象思維形式,所以可以通過挖掘物理概念中涉及的物理抽象思維培養(yǎng)素材,通過指導(dǎo)他們比較分析等方式抽象物理概念的過程中可以促進(jìn)他們抽象思維能力的發(fā)展。
例如,在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念期間,可以靈活地運(yùn)用類比法、比值定義法、分析比較法等多種方法對(duì)物理概念進(jìn)行抽象概括,這樣有助于促進(jìn)他們自身抽象思維能力發(fā)展。比如,通過基于最簡(jiǎn)易、最常見的感性材料,可以指導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)和列舉事實(shí)等概括物理概念,如在指導(dǎo)高中生學(xué)習(xí)“慣性”這一物理概念期間,教師可以借助為學(xué)生列舉一些日常生活中的具體實(shí)例幫助他們更加深刻理解與掌握相關(guān)物理概念。比如,在啟動(dòng)公交車的時(shí)候,公交車上的乘客身體會(huì)向后仰;在公交車突然剎車時(shí),乘客的身體會(huì)向前傾等等,借助這些貼近高中生的生活經(jīng)驗(yàn),可以更容易使他們抽象出“物體具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)”。又如,為了深化學(xué)生對(duì)“電源的作用”這部分物理概念的理解,由于其中涉及電勢(shì)差等抽象性概念,所以學(xué)生理解起來不是非常容易,這時(shí)候?yàn)榱藥椭鷮W(xué)生更加深刻理解物理概念,有效促進(jìn)他們抽象思維能力發(fā)展,可以借助抽水機(jī)的工作來類比電源的作用,這樣更容易促進(jìn)學(xué)生抽象思維能力的發(fā)展。
(二)基于物理模型構(gòu)建,提升學(xué)生抽象思維能力
物理模型實(shí)際上就是為了更加便捷地探討與研究物理事物的本質(zhì)而對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行的一種簡(jiǎn)單化、抽象化的描述處理方式。在物理學(xué)領(lǐng)域中,有關(guān)運(yùn)動(dòng)的形態(tài)多種多樣,并且它們之間具有很強(qiáng)的聯(lián)系性,尤其是許多物理事物在不同條件下會(huì)呈現(xiàn)出一些差異性的特性,所以為了對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行更加全面地考慮,深入把握物理事物的內(nèi)在規(guī)律與本質(zhì),就必須要針對(duì)研究問題或?qū)ο蟮木唧w情況,本著“抓本質(zhì)、去次要”的原則,抓住研究的核心要素去進(jìn)行仔細(xì)研討與分析,這樣通過聯(lián)合同類物理事物的本質(zhì)、共同屬性即可構(gòu)成一個(gè)主題突出、輪廓清晰且便于進(jìn)行研究和分析的物理模型。而物理模型構(gòu)建的過程實(shí)際上就是有機(jī)結(jié)合形象思維與抽象思維的過程,相應(yīng)的物理模型也是形象性與抽象性二者的統(tǒng)一體,期間需要經(jīng)歷概括、比較、分析與抽象等各種各樣的邏輯論證方可形成?;谒鶚?gòu)建的物理模型,可以對(duì)原有的物理知識(shí)原型進(jìn)行直觀表達(dá),有利于快速抓住其主要因素和特征。由此可知,物理模型實(shí)際上就是物理思維運(yùn)用的最終結(jié)果,所以為了更好地促進(jìn)學(xué)生物理抽象思維能力發(fā)展,可以通過建構(gòu)與分析物理模型的過程來形成,具體可以從如下幾個(gè)方面入手:
1. 建立對(duì)象模型,提升抽象思維能力
所謂對(duì)象模型實(shí)際上就是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行代替的實(shí)體模型,如質(zhì)點(diǎn)模型、點(diǎn)電荷模型、原子模型、彈簧振子模型和單擺模型等等,這些都是高中物理學(xué)習(xí)中比較常見和常用的模型。比如,針對(duì)質(zhì)點(diǎn)模型而言,主要是不考慮物體的大小與形狀,將其僅僅當(dāng)成一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn),具體能否將研究對(duì)象抽象成質(zhì)點(diǎn)模型,主要是要看其對(duì)研究事情的整體是否可以忽略大小因素進(jìn)行分析。比如,在研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)期間,地球到太陽(yáng)之間的距離達(dá)到1.5×108km,而地球的直徑僅僅只有1.3×104km,還不到地球與太陽(yáng)之間距離的萬分之一,所以在對(duì)地球公轉(zhuǎn)進(jìn)行研究期間,即可通過抽象分析將地球當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。
2. 建立條件模型,提升抽象思維能力
在指導(dǎo)學(xué)生建立理想化物理?xiàng)l件的物理模型期間,也有利于促進(jìn)學(xué)生抽象思維能力發(fā)展,具體就是將研究對(duì)象的外部條件進(jìn)行理想化處理,以此簡(jiǎn)化物理問題求解過程。比如,一個(gè)斜面、一根桿或一根繩子等都可以進(jìn)行條件化處理,常見的條件模型包括光滑模型(光滑的鉸鏈、滑輪、曲線和桌面等)、均勻模型(勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)等)、輕繩模型、輕桿模型。通過指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用這些條件模型,可以有效促進(jìn)他們抽象思維能力的發(fā)展。
(三)基于物理問題教學(xué),提升學(xué)生抽象思維能力
物理問題教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要組成部分,主要是以物理問題為核心,對(duì)其進(jìn)行研討,旨在達(dá)到提升學(xué)生物理問題求解能力的目的。雖然當(dāng)前高中物理問題教學(xué)中涉及的物理問題都是建立在某科學(xué)背景下已經(jīng)得到解決的問題,所以從探索層面上來講,這些高中物理教學(xué)中涉及的問題都已經(jīng)不能稱得上科學(xué)探索問題。但是在高中物理教學(xué)過程中,高中生認(rèn)識(shí)活動(dòng)本身存在一定特殊性,所以他們?cè)诿鎸?duì)前人已經(jīng)解決掉的物理問題時(shí)依舊可以將它們當(dāng)成未知問題來進(jìn)行探索與處理。實(shí)際上,高中物理教學(xué)本質(zhì)上就是引導(dǎo)高中生對(duì)一個(gè)個(gè)問題進(jìn)行探索與求解的過程中,以此促進(jìn)他們智力與解題能力的發(fā)展,夯實(shí)他們所學(xué)的物理理論知識(shí)基礎(chǔ)。歸結(jié)起來,在指導(dǎo)學(xué)生參與物理課堂問題教學(xué)期間,學(xué)生會(huì)通過“讀審”→“建構(gòu)”→“求解”→“驗(yàn)討”幾個(gè)環(huán)節(jié)來切實(shí)體會(huì)和把握物理問題的本質(zhì)所在。其中的“讀審”環(huán)節(jié)實(shí)際上就是通過對(duì)物理問題的題干的信息進(jìn)行仔細(xì)地審讀,找尋解題的關(guān)鍵信息與突破口;“建構(gòu)”環(huán)節(jié)則指形成與建立物理情形,具體就是對(duì)物理問題進(jìn)行抽象分析后構(gòu)建物理模型的過程;“求解”則是基于物理解題模型的構(gòu)建,通過明確解題思路與步驟,配合數(shù)學(xué)運(yùn)算來求解物理問題;“驗(yàn)討”環(huán)節(jié)則是立足于整體視角去反思與回顧物理問題求解的過程與結(jié)果。在上述的物理問題分析與解決環(huán)節(jié)中,“讀審”環(huán)節(jié)和“建構(gòu)”環(huán)節(jié)兩個(gè)環(huán)節(jié)都涉及形象的直觀與科學(xué)的抽象,所以可以有效地調(diào)動(dòng)與發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力,具體可以從如下幾個(gè)方面入手:
(1)基于原始物理問題,提升學(xué)生抽象思維能力。所謂的原始物理問題實(shí)際上就是相較于傳統(tǒng)物理習(xí)題而言的。在當(dāng)前高中物理教學(xué)過程中,習(xí)題是對(duì)學(xué)生課堂所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行鞏固,訓(xùn)練和提升學(xué)生物理問題求解能力的一個(gè)重要路徑。物理習(xí)題是經(jīng)過命題人員精心設(shè)計(jì)和編排的學(xué)習(xí)內(nèi)容,其中已經(jīng)提前拋棄掉過程中那些非本質(zhì)的聯(lián)系,或者說它們已經(jīng)失去了物理事物或現(xiàn)象的最原始面目,這就會(huì)在一定程度上影響了習(xí)題在訓(xùn)練學(xué)生抽象思維能力方面的作用。而原始物理問題實(shí)際上就是生活或自然中客觀存在的事物和現(xiàn)象。針對(duì)所遇到的物理原型,需要通過對(duì)物理問題的主因和本質(zhì)進(jìn)行把握,之后通過分解、簡(jiǎn)化和抽象概括等過程來構(gòu)成物理問題求解的物理模型,之后運(yùn)用相應(yīng)的物理與數(shù)學(xué)知識(shí)去進(jìn)行求解,這樣就可以通過解決物理問題過程中促進(jìn)學(xué)生抽象思維能力的發(fā)展。(2)基于物理習(xí)題教學(xué),提升學(xué)生抽象思維能力。在當(dāng)前的高中物理習(xí)題等問題求解中,需要指導(dǎo)學(xué)生深入分析和把握問題中涉及的因果關(guān)系,這是解釋物理事物、概念與規(guī)律本質(zhì)的一個(gè)有效手段,有助于深化學(xué)生對(duì)相關(guān)物理知識(shí)的理解,同時(shí)也可以提升他們利用物理概念和原理解決實(shí)際物理問題的能力,促進(jìn)他們抽象思維能力發(fā)展。一方面,在指導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律進(jìn)行理解期間,要使他們抓住物理的實(shí)質(zhì),明確其中的因果關(guān)系。比如,針對(duì)F合=ma這一牛頓第二定律,不為零的合外力F合實(shí)際上就是質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)形成加速度的原因,而加速度則是結(jié)果,所以只能夠以“a與F合成正比”,不可以說成“F合與a成正比”。另一方面,在指導(dǎo)學(xué)生求解物理問題期間,可以借助因果分析法對(duì)已知量與未知量之間關(guān)系進(jìn)行確定,具體就是結(jié)合物理問題題目中給出的已知條件,借助因果聯(lián)系來找到問題突破口。
綜上所述,抽象思維能力是提升高中生物理解題能力的重要保障。在實(shí)際的高中物理教學(xué)中,教師可以針對(duì)性基于物理概念教學(xué)、物理模型構(gòu)建和物理問題解決,有效滲透抽象思維能力培養(yǎng)理念,力求不斷提升高中生的抽象思維能力。
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作者簡(jiǎn)介:吳紅娜,福建省石獅市,福建省石獅市石光中學(xué)。