基于抽象思维培养的高中物理教学策略

摘 要：高中是学生发展抽象思维的关键阶段。在实施高中物理教学时，教师应把握好时机，依据不同课型，结合教学内容，应用多样的策略引导学生进行抽象思考，使学生在掌握物理知识的同时发展抽象思维能力，增强物理学习效果。鉴于此，文章结合相关教学经验，从新授课、习题课、实验课、课外活动这四个课型入手，阐述基于抽象思维培养的高中物理教学策略。

关键词：高中物理；抽象思维；课型；教学策略

作者简介：程国平（1976—），男，甘肃省天水市天水长城中学。

物理是一门自然科学，与现实生活有着密切联系的同时具有一定的抽象性。在学习物理的过程中，学生要利用抽象思维，对所见所闻的物理现象进行加工，由表及里，逐步深入本质，形成理性认知。在解决实际问题时，学生要在观察事物的基础上进行抽象思考和知识迁移，提出假设和猜想，进行逻辑推理，设计解决方案，进而得出结论。由此可见，抽象思维是学生学习和应用物理知识的强大助力。所以，在实施高中物理教学时，教师要狠下功夫，着力引导学生进行抽象思考，促使其发展抽象思维能力。物理抽象思维是以物理概念为思维材料，以观察、分析、类比、判断、推理、综合等为主要形式，探寻客观事物运动规律，发现客观事物的本质特征和内在联系的过程［1］。在物理课堂上，教师要以物理抽象思维的内涵为指引，以物理概念、判断推理等为重点，结合不同课型，依据教学内容，应用适宜的方式培养学生的抽象思维。

一、新授课中的抽象思维培养

物理概念、物理原理等是物理新授课的基本内容，这些内容是物理学家们“去伪存真”的结果，具有抽象性。物理学家在进行研究时，往往先对事物进行分析和比较，由此抽象出事物的本质特征，并剔除非本质特征，建构出简洁的物理模型。这一过程正是物理学家进行抽象思考的过程。因此，在新授课上，教师可以以物理学家的研究过程为参照，引导学生进行抽象思考，使学生采用适宜的物理思维方法，逐步掌握物理概念、原理等。

例如，在“运动的合成与分解”一课的教学中，笔者列举了一个学生熟悉的例子—飞机起飞。飞机起飞的过程包括两种直线运动：水平方向的直线运动、竖直方向的直线运动。立足这两种运动，笔者展示运动图像，引导学生剖析运动合成与分解的基本规律。在剖析的过程中，学生进行形象思考，发现具体现象并进行分析、比较，抽象出三大规律：合运动与分运动之间具有等时性；合运动和分运动的共同作用产生的效果相同；分运动之间存在独立性。立足于此，笔者引导学生综合探究问题：平抛运动可以分解为哪些运动？在探究问题的过程中，学生积极思考，自觉类比，发现平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。之后，笔者按照此方式，继续引导学生进行分析、整合，探究水平方向和竖直方向的运动。在这样不断探究的过程中，学生逐步发现了平抛运动的规律。借此机会，笔者鼓励学生自主进行分析综合、类比演绎，将相关规律迁移到更为复杂的斜抛运动。这样的教学方式，不仅让学生经历了物理知识的形成过程，使其深刻理解物理知识，还让学生获得了分析综合、类比演绎的机会，由此掌握物理思维方法，积累物理思维经验，有效促进了学生物理抽象思维能力的发展。

二、习题课中的抽象思维培养

习题课是学生解决物理问题的重要平台，抽象思维是学生解决物理问题的有力支撑［2］。同时，在解决物理问题的过程中，学生的抽象思维也会得到发展。因此，教师要重视习题课，并以此为立足点，应用合理的教学方式培养学生的抽象思维。

建立物理模型是解决物理问题的重要方式，在习题课中，教师要综合教学经验，引导学生归纳建立物理模型的一般步骤：审题—分析—找出主因—抽象物理对象模型和过程模型—确定物理变化过程中所满足的定性和定量规律—建构数学函数关系式—运算求解。此步骤涉及分析与综合、比较与分类、建模等方法，有助于学生发展抽象思维能力。在学生掌握建立物理模型的一般步骤后，教师还应依据教学内容，设置相关题目，促使学生经历数学建模过程，锻炼抽象思维。

例如，笔者提出以下问题：“在水平力F的作用下，木块在水平面上由静止开始运动。在木块前进S米后撤去水平力F，木块仍沿着原来的方向继续运动。前进了3秒后，木块停止运动，则摩擦力f是多少？”面对此问题，学生基本能做到知识迁移，从题中获取关键信息，沿着建立物理模型的步骤进行分析和思考，从而得出不同的问题解决方法。如有学生依據物理模型建构步骤，确定物体在整个运动过程中有两种运动状态，于是依据问题条件绘制出两种运动图像，借此对物体在两个运动状态中的受力情况展开分析。又如，有学生依据物理模型建构步骤，综合分析物体的整个运动过程，运用动能定理进行分析、计算。由此可见，在解决问题的过程中，学生灵活应用物理模型建构步骤，有助于他们自主进行分析与综合、比较与分类等。由此，学生不但加深了对所学知识的理解，积累了解决问题的经验，还自然而然地锻炼了物理抽象思维，提升了物理学习效率。

三、实验课中的抽象思维培养

实验是物理学科不可或缺的一部分。在物理实验过程中，学生需要认真操作、细心观察，借助实验现象感知物理原理，由此发展抽象思维。观察力敏锐的学生可以透过直观现象，快速抓住事物的特征和本质，发现事物间的内在联系，借此理解抽象的物理原理［3］。教师要把握好实验课时机，鼓励学生对原有实验设备、实验方案等进行改进，增强实验的可行性，以此培养学生的抽象思维。

（一）改进实验，完善具体实验

改进实验离不开抽象思维。同时，改进实验可以使实验愈加完善，便于学生进行抽象思考，理解实验原理。部分物理实验在内容、设备、方法等方面存在问题。在实验课上，教师要善于发现实验问题，以此引导学生进行抽象思考，探寻改进实验的方法，具体完善实验。

例如，在“磁场对通电导线的作用力”这节课中，教材在“通电导线在磁场中所受安培力”的内容中给出了如图1所示的实验装置。

在课堂上，笔者引导学生结合实验装置和所学物理知识，制作原理解释图。在制作解释图的过程中，学生发现，θ越大，通电直导体所受到的安培力越大。此时，学生发现上述实验装置仅能定性地确定通电直导线所受安培力的大小与方向。在这一问题的驱动下，学生运用开放思维，探寻解决问题的对策。在探寻对策的过程中，学生以所学的物理知识为基点，进行综合、比较，重设实验装置，并进行原理解释，确定新的实验装置的可行性。改进后的实验装置如图2所示。

在此实验装置中，通电后的通电直导体受到安培力的作用，与此同时，通电直导体主要有两种受力情况：F+F安=Mg，F=F安+Mg。依据弹簧秤示数变换△F的情况，我们可以较为直观地获知F安的大小与方向。

实践证明，学生通过改进实验装置，不但能顺其自然地进行抽象思考，锻炼抽象思维能力，还可以借助观察实验现象，抽象出物理规律，由此加深对物理知识的理解。

（二）开发模型，实现实验创新

实验创新是促使学生进行抽象思考的活动［4］。受到多种因素的影响，如造价高、操作要求高等，有的学校的物理实验器材不够完善。在这样的情况下，学生难以动手操作，无法经历实验过程，从而影响抽象思维的发展。为解决此问题，教师可以鼓励学生开发实验模型。开发实验模型的过程也是学生经历抽象思考，进行实验创新的过程。具体而言，在开发新的实验模型时，学生需综合所学物理知识，分析实验原理，应用联想、类比、分析等抽象思维方法，选择适宜的材料创设实验模型。

例如，判断摩擦力的方向是许多学生的学习难点，主要原因在于相对运动或相对运动趋势等概念较为抽象。对此，笔者鼓励学生进行迁移学习，开发实验模型。在开发实验模型的过程中，学生联想摩擦力的相关内容，同时调用生活经验，选用毛刷作为实验材料。在实验中，学生动手操作，细心观察，发现现象，总结規律。如，有学生将毛刷放在桌面上，用手轻轻拉动毛刷，让毛刷的上部微微移动。此时，学生发现毛刷的下部因为受到桌面摩擦力的影响而静止于桌面上，同时，刷毛微微弯曲。结合此现象，学生意识到刷毛与桌面之间有静摩擦力的作用。之后，学生继续操作，在毛刷上方放置砝码，演示连接体间的摩擦力。

通过开发新的实验仪器模型，学生获得了抽象思考的机会。在进行实验操作的过程中，学生充分发挥抽象思维的作用，从直观的实验现象中抽象出物理结论，由此扎实巩固物理知识。

四、课外活动中的抽象思维培养

课外活动是重要的课型，是对物理教学的拓展，是课堂知识走进生活的“桥梁”。培养学生抽象思维的目的之一是使其体验生活，并应用所学知识解决生活中的问题［5］。生活中的物理问题多种多样，为学生提供了许多抽象思考的机会。因此，教师要以现实生活为抓手，组织课外活动，促使学生进行抽象思考，解决实际问题，以此增强物理教学效果。

例如，现实生活中存在各种关于圆周运动的问题，如火车转弯问题、汽车过桥问题等。在学生学习了圆周运动的相关内容后，笔者从现实生活入手，设置诸多生活化问题，引导学生与小组成员合作解决。有生活化例题如下：一辆质量为4 t的汽车，从半径为50 m的拱形桥上驶过，在行驶过程中，汽车始终保持5 m/s的速率。此时，汽车所受阻力是车与桥面压力的0.05倍。请问，当汽车经过桥面最高点时，其牵引力是多少？

在解决这一问题的过程中，学生会应用抽象思维方法，如分析、类比等，将生活问题与物理内容建立联系，继而使用物理知识解决问题。在学生解答问题后，笔者组织交流活动。在活动中，学生介绍了不同的解题思路和方法，发散了思维，积累了丰富的抽象思考经验。

结语

综上所述，新授课、习题课、实验课和课外活动都是培养学生抽象思维的重要途径。在开展高中物理教学时，教师要立足物理学科特点，重视对学生抽象思维的培养，尤其要以新授课、习题课、实验课和课外活动为立足点，结合教学内容，应用多样的方式给予学生抽象思考的机会，促使学生应用抽象思维方法，经历抽象思考过程，从物理现象中抽象出本质，由此掌握物理知识，发展抽象思维能力，增强物理学习效果。

［参考文献］

［1］朱丽.高中物理教学中学生抽象思维能力培养路径分析［J］.高考，2021（19）：133-134.

［2］俞柯斌.高中物理教学中对学生抽象思维能力的提高路径分析［J］.考试周刊，2021（12）：139-140.

［3］冉彦.高中物理教学中培养学生抽象思维能力的策略研究［J］.新课程，2020（42）：60.

［4］王文海.高中物理抽象思维能力的培养及简单化的教学设计策略［J］.中学课程辅导（教师通讯），2020（11）：54-55.

［5］石星民.在高中物理教学中培养学生抽象思维能力的策略分析［J］.天天爱科学（教学研究），2020（4）：58.