高中物理教学中培养学生抽象思维能力的策略

郭向刚 张学敏

步入高中阶段以后，物理课程的教学任务已经实现了高维化的转变，不再强调对具体知识、技能的“深度讲解”，转而开始将主要的资源集中到对学生综合思维和认知能力的有机培养上来，其中对生本抽象思维能力的有机塑造更是体现出了无与伦比的重要意义。这种变化的出现代表着学生将无法再通过传统的“跟随”性学习模式来完成对学科目标的有机实现，必须要以灵活、能动的方式来开展思维构建性的学习活动。对于物理学科而言，复习是对既有学习成果的概括性提炼和高维度总结，而实验则是对理论知识的具体应用和深度解读，要求学生要对过去的学习认知做好充分的整合和吸收工作，并需要在这个过程中建立、应用自己良好的思辨思维和抽象信息概括、具象表述能力。从以上事实不难看出，高中物理教师如果要真正提升课程的综合教学质量，就必须要有意识地去塑造、强化学生的抽象思维体系，帮助学生真正以“主角”的身份参与课堂学习。

一、 注重对学生开放性思维的培养

抽象思维从本质上来讲就是对具体知识内容的一种高维整合和多元向运用思维，这就意味着学生必须要在基本知识、技能的学习认知基础上形成灵活的发散性思维，才能够为后续的抽象智力活动准备丰富的素材。因此，高中物理教师在培养学生抽象思维能力的起始阶段应首先着手塑造他们的发散思维，结合多角度的知识信息摄入、输出路径去打通抽象意识的作用渠道，以此来为后续工作的开展提供良好的基础。

(一)借助发散式课题和分析材料培养学生的开放性思维

在传统模式的课堂教学中，高中物理教学所使用的“套路”都被局限在“学会概念/定理——给出题目——套用概念/定理”的模式当中，每一类题目甚至每一道题干信息对应的知识点、技能板块都已经烂熟于学生的脑海里，学生要进行的便是对这些固定的信息内容做“按图索骥”式的公式化套用。此种教学方法虽然可以在一定程度上让学生快速理解简单的物理知识和技能，但是却会引导学生形成一种思维定式，是他们无法对既有的学习成果做出能动的应用处理，久而久之必然会耽误其学习效果的优化进程，也会给其抽象思维的生成加上层层枷锁。对此，高中物理教师需要在教学资源的设计和整合过程中，进一步增加开放型资料的存在比重，帮助学生进一步体会知识理解和考查环节所存在的客体发散空间，让学生能够依托合理的假设和论证来做出主动探究，为题目的解答和学习成果的应用注入更多个性化的联想成分。依托此类方法，学生不单单得到满足自身主动思考诉求的契机，同时还能够帮助学生感受积极运用所学成果解决问题、完成任务的巨大成就感，并引导学生在学习趣味体验的作用下形成更强的开展抽象思考的内在驱动。

例如，在带领学生学习完“晶体”和“非晶体”这两个概念之后，教师可以设计一道物质判断题来对学生进行考查，并重点突出其中“没有确定形状”这一宏观外形特点以及“导电”和“导热”性质的各项同性特征，让学生凭借自己刚刚掌握的知识内容为题干补充一些更具辨识性的信息，使题目的考查对象变得更加具体，并可鼓励学生对题目的具体表现物质做出多元解读。

(二)借助“脑洞训练”培养学生的开放性思维

在部分高中物理教师的眼中，一道物理题目必须具有“定向考查”的特点才能够真正起到巩固学生学习成果的作用，否则便是命题上的“失败”——从本质上来看，这种想法更多的是对学生多元思维培养理念的一种违背，并不利于学生开放性思维的有机生成。在多年的学习和锻炼作用下，高中生已经就常规模式下的物理命题模式和考查“套路”形成了相对丰富的经验和比较准确的感性认知，习惯于通过排除法、试数法等“窍门”来快速确定题目的答案。受制于这种传统的套路，高中生在提炼题目中的课程信息时很容易出现“二级化”的问题，无法真正利用自己的既有学习成果去解答问题，只是在低阶维度上将学习到的内容当成一个个线索性的提示点。针对这一点，高中物理教师可以在带领学生开展课堂训练时选择一些在解答结果中存在隐性的“第二可能”的“脑洞”材料，帮助学生在思考、解答的过程中形成不同的认知方向、思考路径和知识、技能运用路数，最后得出不一而足的回答。一开始面对这样的题目，部分学生难免会感到不适应；但是时间长了，学生便可以从更深的层面上出发去开展能动的思维活动，并学会在比较中做出正确的方法和结论选择，以此来构建学生灵活的开放性思维逻辑，也能够打通学生脑海中通向统一认知答案的多元思维路径，最终起到建立、巩固抽象性思维框架的效果。

比如，在完成关于“晶体的微观结构”这一部分的教学后，教师可以给学生布置一道描述性的题目，对某种晶体的微观结构进行文字描述，引导学生根据自己所学过的知识来判断这种晶体的具体种类和有关物理性质。如果学生在这个过程中普遍陷入了思维瓶颈，教师则可以在题目中加入一些提示性的信息作为线索，也可鼓励学生以结组的方式进行意见和看法的交流。不过在这期间，教师应当尽量避免以图片的形式来给出题干信息，以免使学生形成默认的思维，反倒不利于该项工作目标的达成。

二、 注重对学生质疑精神的培养

抽象思维的生成是对传统知识形态的一种打破过程，这就在一定程度上需要学生形成鲜明的批判精神，这样才可以结合知识认知诉求来摆脱对既有认知模式的拘泥而获得更为多元、生动的抽象意识成果。基于此，高中物理教师在培养学生抽象思维的过程中，要将对其批判精神的塑造也作为一项重要环节来看待，引导学生在基本知识成果之上依托个性化认知来还原出若干不同的知识信息输出路径和验证标准，以此来为抽象思维的构建搭建个性化的框架。

(一)引入陷阱式教学培养学生的质疑精神

在传统的“跟随”性学习模式的作用下，部分高中生会下意识地服从于教师的教学安排，很少会对教师的教学活动提出自己的看法。从长远来看，这种状况不利于学生自主思维能力的形成，也会让学生逐渐将通过抽象性思维来丰富、完善外界知识信息认知的权力交给教师去“代劳”。从某种意义上来说，质疑精神能够对学习成果的摄入进行个性化的调整和优化，使学生的学习活动变成一种真正自主的认知过程，是抽象思维存在的一大关键。对此，高中物理教师要在课程教学的过程中，结合学生当前的学习情况和本课程的引导目标适当地融入一些“陷阱”，有意识地漏出一些知识叙述、技法使用或结论推导方面的“破绽”给学生，鼓励他们在自身正确质疑的作用下提出疑问、说明观点。通过这种策略，学生能够在课堂上时刻保证效率，同时逐步改正遇到问题时“想当然”解决的习惯，逐步培养自己遇到问题时批判的意识和质疑精神。并在客观上使他们有更多的机会依托对知识信息的抽象还原和能动复刻去提高信息的筛查、“验伪”速率。

例如，在完成《观察玻璃和云母片上石蜡融化区域的形状》这一部分的实验教学后，教师可以在后续的关联例题教学中，故意在题目中加入关于“晶体质量”方面的数据并在解题时“应用”到这些信息；在课堂上可以通过问题串的形式一步步引导，并鼓励他们大胆站起来指出“熔化热和晶体的质量无关，只与晶体的种类有关”这一知识点。除此之外，教师还可以在随堂小测中故意将选择题的正确答案设置为“A”，让学生在做题时对这一“反常现象”产生怀疑，考验其深度思考其中知识内容的意识和能力。

(二)引入辩论式训练培养学生的质疑精神

教育并不是制造“流水线”上的工业产品，而是要在保证学生个性思维的情况下引导他们学会知识、掌握技能、形成良好的课程素养，这既是素质教育的核心诉求，也是抽象思维得以在多元碰撞的过程中形成、发展的核心前提。在传统教学模式下，部分高中物理教师的教学和练习活动都只是对标于某一种具体的物质或者现象而做“深挖”性讲解，很容易给学生造成“物理的答案是唯一的”或者“书上写的就是正确的”的先入为主式的思维，让学生的抽象性思维建立失去了更有质感的土壤。若要真正解决这个问题，高中物理教师要学会在教学过程中引入辩论式活动，根据某个课题中可能出现的诸多观点来鼓励学生大胆提出自己的看法，而后借助自己所学到的物理知识分别作出论证。这一教学模式的有效应用可以帮助学生为了做好自己的课堂展现而提前进行一次质疑性思考，并以间接的形式促进其抽象知识整合、输出意识和能力的强化。

比如，在完成关于“晶体”这一个部分的教学任务后，教师不妨回过头来以“究竟什么是‘晶体’”这个问题来组织学生进行思考。这个问题看似简单——毕竟书上就可以找到现成的组织答案的素材；但是如果深入思考的话，每个人又可以得出若干种不同的结论：有的学生认为“晶体”的前提是“固体”，任何符合“晶体”定义的固体都可以被叫作“晶体”；而有的学生认为前者的观点存在“概念偷换”的问题，“晶体”虽然属于“固体”，但是判断“晶体”的标准中不应当有“该物体为固体”的先决条件等。教师可以组织学生就自己的观点进行整理并开展一场小型的辩论赛，让大家能够各抒己见，畅所欲言。

三、 注重对学生辩证意识的培养

抽象思维并不是“胡思乱想”的能力，而是要在一定的科学规律和认知理念的正确引导下发挥个体主观能动性的意识。基于这一基本认识，高中物理教师在依托发散思维和质疑精神的培养强化了学生抽象性思维的运作驱动力后，还要借助对学生辩证意识的有机树立来为其抽象性思维的功能执行规划出科学的方向和渠道，这样才可以在更高维度上提高生本抽象思维对知识信息的处理效率和精度，进而为综合课程教学提供更好的服务职能。

(一)通过对比性训练培养学生的辩证意识

任何事物都是多面性的，人们需要从不同的角度出发对这些事物生成全方位的认知，这也是物理科学所体现的本质内涵，更是抽象性思维在深阶层面的信息整合价值所在。在培养学生的批判性思维的过程中，高中物理教师要认识到这项工作所具有的多元思维塑造性的本质属性，引导学生积极打破“一元”的传统思维定式，根据课程具体的教学内容来生成双元复合型的思维逻辑，把一些在成分、看法方面截然不同但却存在一定客观联系的物理分析材料或知识、技能应用实例同时代入课堂中，帮助学生对这些内容做拆分对比和综合吸收。这样一来，学生对一种事物、现象的认知角度将变得更加完整，学生也会在学习物理时真切地体会到“矛盾两面性”的正确性和客观存在性。此外，它还有助于学生完善对同一学习对象开展不同描述的能力；更为关键的是，这种训练所需要的是学生以抽象角度去剖析，对比不同物质规律的作用形式，能够给生本抽象思维的生成提供更多的强化契机。

例如，在完成有关“晶体”与“非晶体”这两个概念的教学后，教师可以同时通过多媒体设备为学生介绍《固体——二元世界》和《固体中的“第三世界”》这两篇科学小品文，让学生在阅读之后对“‘晶体’和‘非晶体’是否可以组成完整的固体世界”形成从两个侧面出发的看法，而后让学生互相说一说自己对两篇材料内容的观点，最后再根据学生的想法对浸润部分的知识内容做进一步的总结和科学性陈述。

(二)通过多媒体技术的应用培养学生的辩证意识

在传统印象当中，“物理学习”似乎只能通过“写写算算”的理论认知和“瓶瓶罐罐”的实验操作来开展，这其实是一种彻头彻尾的误解——通过多媒体形式来向学生展示物理知识和技能的多元表现形式以及应用渠道，也是一种重要的物理教学手法，而且还能够对学生的物理辩证思维产生很好的塑造、强化作用。因此，高中物理教师应当在搞好传统课堂教学和训练的基础上，根据学生的兴趣取向、理解能力以及课程的内容和教学要求，引入更多具有不同形式的物理知识、技能解读和展示材料供学生接触，以此为手段来让学生深入体会不同的物理学习模式所具有的优缺点，从而引导学生在日后的物理资源开发和利用中形成“兼容并包”的辩证意识，让更多的课内外资源得以为学生物理综合学习水平的动态提升而服务。

比如，同样是在进行《观察玻璃和云母片上石蜡融化区域的形状》这一实验教学时，教师除了可以组织学生通过常规的设备和仪器操作来按照课本中的要求展开传统实验外，还可以通过网络素材和多媒体软件来引导学生通过“人机互动”的方式来利用屏幕中的“仪器”开展模拟实验；如果条件允许的话，教师甚至可以借助VR设备和全息技术将这一模式的实验教学还原得更加逼真，从而让学生充分感受物理学习的多元性和趣味性。

除了以上几方面主要策略之外，高中物理教师还可鼓励学生利用自己所学到的固体方面的物理知识，根据自己的日常生活、经历发现并提出一些问题，而后围绕这些问题自行设计、开展相应的实验探究活动，让学生在这个过程中既锻炼了自己的学习、应用能力，又能很好地打开自己的物理思维，从而让批判性思维的塑造成果得到进一步的巩固、扩大和优化。

四、 结语

真正意义上的教育绝对不是思维上的束缚和牵引，而是在尊重客观事实的基础上引导学生开展富有发散意识和能动思维的自由探索和丰富想象，并在这个过程中逐步实现课程信息的多元整合。高中物理教师要进一步认识并努力践行这一认知，在日常教学中强化学生的抽象性思维逻辑体系，帮助学生能够结合既有的学习成果进行更有质感、乐趣和带入价值的思维探究活动，让学生进一步感受学习物理、应用物理的无穷魅力和巨大意义，进而为他们今后更高阶段的物理学习和课程素养的提升打下良好的基础。