高中物理教学中培养学生形象思维能力的思考

■上海戏剧学院附属高级中学 方建放

形象思维是高中物理的重要组成部分，能使学生对物理进行正确的思考。因此，高中物理课应注重形象思维能力的培养，将它与实际的教学目标紧密联系起来，通过对形象思维的学习逐步培养出物理问题的解决方法。在高中物理课上，传统的物理课强调逻辑思考，缺乏对形象思维能力的重视。在这种教育方式下，学生很难在脑海里生成相应的形象，这会严重地制约想象力的发展。教师要重视实践演示，科学应用现代电子技术，以充分培养学生的实际形象思维能力，加强对物理过程的想象教育和把抽象变成具体化的技能。

一、形象思维能力的概述

形象思维是指教师通过对某一学科的内容进行客观的意象化，使其成为一种信息，能被更直观地认识和了解，最终形成形象化的认识的思维过程，它能通过进一步的加深学习最终达到对物理知识的全面掌握。形象思维的精髓，就是要在教学中将更多的形象化的概念运用到具体的形象化的观念中，去解析和解决物理上的问题。形象思维在高中物理教学中的运用是很有价值的，它不需要特别的设置，也不需要任何的条条框框，只要教师将自己的生活经验和思考融入学生的思维中，就可以有效地提高学生的形象思维能力，从而提高学生的学习效率。

二、物理形象思维的特点

在形象思维中，表象、想象、直觉是最根本的三种形态。在物理学课程中，物理形象思维能力有很多理论和思想，如微粒、夸克型、核型等，这些都是以形象思维为依据的。比如，在高中物理学里面，物理的概念是有规则的。二维性指的是在物理教育中，人们可以用自己的感知去感知事物，然后用自己的思维回想、分析、抽象、综合、归纳，最终得到某种事物的本质特征，形成一个有逻辑思维和创造力的意象。因为物理的形象思维是多层面的，所以各个环节之间并无必然关联，因而也就呈现出了一个平面的特征。在物理的发展历程中，形像性的思考始终占据着重要地位，形象思维在物理的发展过程中扮演着举足轻重的角色。物理是一门集观察、实验和物理思考于一身的科学，学生要实现对高中物理现象的认识与掌握，不仅要有形象的支持，还要有分析、判断、论证等抽象思维。所以在物理教育中，象征性思考是非常有创造性的。在物理发展的进程中，形象思维起着重要作用。

三、高中物理教学中形象思维能力的作用

在高中时，学生对物理抽象的认识与掌握不足，利用形象的思维是非常有效的。在课堂上，教师可以用到很多物理课程里难以使用的东西，如圆周运动、向心力、向心加速度等，这些都是通过高中阶段的学习从现实中获得的经验，用这些知识来解释，避免了常规的表述方法，同时也能解决了物理学上的问题。在此基础上，通过课堂的学习，也提高了课堂的学习效率。将形象思维与高中物理实验有机地融合在一起，既可以增强学生的思维能力，又可以通过形象思维理解物理，从而达到很好的教学目的。形象思维比抽象思考更能引起学生对物理学的兴趣，一个完整的物理图像能让人产生深刻的印象，使人从感性走向理性，从而引发科学的想象、探索和创造，产生动力，激发兴趣。高中物理教育强调学生思维的分析、归纳和推理，而学生的感觉意识要强于理性认识，所以教师要重视学生形象思维的训练。通过这种方式，使学生在理解概念和规律时，可以在头脑中形成对应的意象，以便更加灵活地进行逻辑分析、推理、归纳和判断。培养和发展学生的思维能力是相辅相成、协调发展的。在形象思维训练中，学生能在联想、类比、抽象、辩证思维等方面不断地发展和提高。形象思维的过程是对时间和空间中的事物的存在性和变化性的过程进行定性的分析，所以，合理的运用形象思维，常常会带来一些意料之外的效果，从而激发出新的认识、新的见解，乃至新的创造。

四、高中物理教学中培养学生形象思维能力的策略

（一）结合学生生活经验

教师在教学过程中，根据学生的亲身经历教授相关的物理知识，引导学生将自己心中的形象转换成想要学习的知识，这样不仅可以让学生对物理的知识有更好的了解，也可以让学生更容易地掌握的形象思维能力。例如，在学习的时间和时刻之前，对于一些学生来说，什么是时间，什么是时刻，教师可以根据学生的生活经历来进行，谈谈什么是时间，什么是时刻。例如，设早上8∶20至9∶00为时间段，在这个时间线上，每一段都是一个时刻，中间的这一节是40分钟的一节课，而在这条线上的一条直线，也就是时间。教师把学生的生活经历运用到高中物理教学中，常常会产生事半功倍的效果。

（二）讲解新颖例题，促进形象思维

在高中物理课上，教师应注重对学生进行新颖的实例讲解，以提高学生的想象力。教师要想取得良好的培训成效，应根据自己的教学实践，认真参考相关资料，并根据案例进行选择与设计，确保所选的例子可以帮助学生加强所学知识，发展学生的想象和思考能力，同时也让学生产生新鲜的体验。在解释新颖的实例时，教师要注意运用多种不同的教学手段，尤其要注重制作相关的多媒体教学软件，以动态、直观的方式展示相关的情景，从而帮助学生更好地解决问题。通过对机械原理的学习，教师可以把下面的一些实例带入学生的视野，使学生能更好地理解知识和培养想像力。例如，将小球固定在开有凹槽的斜面上，槽内紧挨着放置了6个相同的小球，斜面与水平轨道平滑连接。现将六个小球由静止同时释放，小球离开斜面后做平抛运动，不计一切摩擦。教师创设的例题情景较为新颖，既能很好地提升学生分析物理问题的能力，又能锻炼学生的形象思维能力。小球沿斜向运动时具有机械能守恒性，沿水平运动时，后面的小球将对前面的小球做功，因而小球的机械能不能守恒。当第六个球在水平面上运动时，第五个球对它做正功,使它的机械能增加。学生研究发现：球面的侧向移动速率最少，而侧移幅度最少。学生通过认真倾听教师讲的例题，不仅可以掌握所学的知识，而且可以在某种意义上提高想象力。

（三）注重课堂训练设计，培养形象思维能力

在教学设计中，教师要具有开拓、创造的意识，并通过优化的方式进行物理教学的训练设计。学生的形象思维能力是一个发展的过程，教师在教学内容的选取、教学形式的创新上，必须具备构建的自觉。教师可以在实践中结合学生的经历进行教学设计，通过对生活的案例进行剖析，从而提高学生的学习思维和认知意识。例如，教师设计实验验证猜想、收集生活物理现象信息、列举生活物理教学案例、跨学科物理实验等，都能为学生提供大量的学习和探索的机会。物理现象无处不在，只要教师能对学生进行有效的指导，使学生能从日常生活中得到大量的物理知识。例如，在教学“摩擦力”时，教师为学生设计了一种试验：将一张白纸放在桌子上，用手按住纸张，再用手掌向前推动。在不同的压力下，学生可以试着把手掌往前推或改变与物质的接触，他们在练习后展示了个人的经验有“当把纸压得很紧的时候，阻力会变得很大”“光滑的桌面会减少阻力，而在粗糙的区域会增加更多的阻力”等。教师还提出了自己的看法：纸与桌子有接触，当纸受到一定的压力时会发生移动，而纸面和桌面之间会产生摩擦，这就是摩擦力。摩擦与压力呈比例关系，摩擦强度也与接触表面的材质和厚度有关。教师在教学中不断地指导学生进行试验，对各种摩擦现象进行了深入的探讨，并运用网络对摩擦的概念、成因、关联因素进行了分析。教师要求学生亲身实践，并对经验的认识进行归纳。学生在做实验作业时，感受到知识是鲜活的、立体的，这是一种情感的建构。教师通过对实验现象的分析，为学生的认知内化创造了条件，通过对实验现象与经验的综合分析得出实验的结论。在此操作中，学生的形象思维得以顺利地开始，在不断的分析、操作中逐渐形成。

（四）重视物理实验

物理学是一门研究物质运动的科学，但是在现实生活中，学生很少有机会接触到物理的材料。在高中物理教学中，有些实验设备是学生从未接触过的，如果仅仅是简单的讲解，会让学生难以接受，也难以留下深刻的印象。例如，在教学生使用游标卡尺和螺旋测微器的时候，大部分的学生都没有见过这两个器械，因为教材中的知识太抽象了，并不是单纯的理论解释，所以，教师应该先把游标卡尺和螺旋测微器交给学生，让学生亲自去测量，这才是最有效的方法。学生的实际操作也是把实验仪器的实物表象转化为物理表象，由感性认识转变为理性认识，进而把握相应的知识的规律，这不但可以使学生对物理现象的理解更加丰富，也对涉及的物理知识有更深刻的了解。

（五）多媒体创新

在高中物理的教学中，有些教学内容往往不能用实物展示，这时教师就可以借助图片的形式进行讲解，或者借助幻灯、电脑等多种形式的多媒体达到高效的教学效果。这样的示范和实践课的效果肯定不一样，但却可以让学生有直观的感受，同时也可以帮助学生提高自己的形象思维能力。例如，在α粒子的散射实验中，教师可以使用多媒体进行演示，并动态地显示出α粒子在含有辐射材料的铝盒子产生了很大的偏差，其中很小一部分α粒子会出现90°以上的弯曲，有些还会被反弹回来，这些粒子弯曲的程度也就在180°以上。而在对α粒子的散射进行仿真时，教师和学生会一起对这种情况进行研究，从而让学生对卢瑟福原子核结构原理产生更加直观和深刻的感受。

（六）借助实物展示

在高中物理教育中，如果要训练学生的形象思维能力，就必须从真实的事物中提取出知识，而不能靠凭空想象，如果在训练的过程中忽略了具体的细节，那就是一种虚幻的教育。高中教师要充分运用生命化要素进行形象化的教学活动。例如，在对物理的概念进行解释时，教师可以通过运用板书、画图等多种方式进行教学，使学生通过耳、鼻、眼等多种感觉器官进行物理学习，从而形成合理的观念，提高记忆力。又如，当教师讲到“圆周式”时，如果只用教科书上的一些例子和向心力的演示工具，难以使学生建立起一个完整的圆周运动的物理模型，同时也难以理解向心力和角速度、线速度和向心力之间的联系，甚至有些学生还会产生“离心力”这个观念。要想把“圆”这个课程搞好，就得在学生面前进行大量的实际示范，并且尽可能让学生亲身体验，以此提高学生的想象力。教师在教授这个问题的时候，还可以带一些自己制作的工具，如圆形的操纵杆（在没有笔尖的圆珠笔外壳上插上一条细绳），柔软的电扇（将三支一次性筷子连接在一个可调节的塑料电扇上）。通过试验，学生对圆周运动有了较好的了解，进而也提高了学生的思考水平。

（七）重视想象力的发展，增强培养效果

想象力是形象思维能力一个重要方面及主要形式，更确切地说，这种过程是由人脑中储存的各种图像变化引起的，是解决问题的关键。在高中物理教学中也可以培养学生想象力。因此，在常规的物理教学中，教师在帮助学生形成物理模型的过程中，为了激发学生的想象力，必须同时借助诊断和分析掌握抽象的物理问题。此外，为了培养学生的局部幻想能力，高中物理教师必须指导学生根据文字描述开发适当的物理图像，以发展空间幻想能力。

（八）大胆尝试预测猜想

在传统的高中物理教学中，学生往往没有使用物理形象思维的习惯，他们仅仅通过讨论问题然后得出结论。在这样的学习方式中，学生逐渐失去了用形象思维思考和探究的能力，物理定律在学生看来就是一道简单的物理公式，当学生真正面对问题的时候还是会不知所措。例如，当教师讲解圆周运动时，解释说明圆周运动是用书中的平面图和向心力的演示，然后用语言表达线速度、角速度、向心力的关系，这是非常抽象的。要使学生更好地了解这些观念，教师就必须充分运用经验和感性知识，让学生更多地参与实际的展示中，从感性到理性，逐渐地在学生的头脑中形成立体的信息处理方法，从而促进学生的想象思维能力的发展。教师提出问题后，学生要大胆地尝试预测和猜想。教师可以利用自制的实验机进行实验，在电机上装一块圆盘，再用一些常用的东西，如粉笔等，让学生在类似的实验中掌握圆周的概念、定义以及各种物理现象之间的联系。

五、结语

综上所述，教师要从总体上考虑高中物理知识，确定每个学习阶段的具体目标，制订具体的培养方案，把培养工作贯穿于整个教育活动。高中物理教育要把物理的认识有机地联系起来，通过形象思维的方法培养学生的形象思维能力。因此，在高中物理教育中，教师应充分运用形象思维能力的方法，为学生以后的人生道路打下坚实的根基。教师在教学时要注意营造良好的形象思维环境，培养学生形象思维的能力，让学生的想象力在形象思维上自由活动，从而使学生的形象思考水平得到进一步的提升。