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【摘要】在人们认识世界的过程中,抽象思维凭借科学的抽象概念对事物的本质和客观世界发展的深远过程进行反映,使人们通过认识活动获得远远超出靠感觉器官直接感知的知识,因此,学校教育要切实加强学生的抽象思维能力的培养。同时,中学阶段,是人的抽象思维能力发展的关键时期,而物理教学在培养高中生抽象思维能力方面不但可行,而且非常必要。
【关键词】抽象思维能力;物理教学;教学策略
1 问题的提出
培养和发展学生的各种思维能力,是现代教育的重要目标之一。在物理教学中,现行的中学物理教学大纲对此作了明确的要求:“中学物理教学要培养学生的观察和实验能力、科学思维能力、分析和解决问题的能力”。思维能力是智力和能力的核心,而思维的核心形态是抽象逻辑思维(包括形式逻辑思维和辩证逻辑思维),观察、实验、解决问题均离不开思维。因此,思维能力的发展是培养学生能力的关键,也是物理教育的重要内容。
在物理学中,抽象思维能力具有十分重要的作用,它不仅是提出物理问题、建立物理概念、获得物理规律、系统物理知识及解决物理问题的重要思维方式,而且也是学好物理知识,培养各种能力的重要手段和必要条件。但在实际的物理教学中,却存在着影响学生抽象思维能力发展的一些问题,比如:重视物理规律和结论的理解和应用,忽视物理规律的建立过程;重视简化物理模型的反复训练,忽视实际问题情景的分析和建模过程等,导致高中生的物理抽象思维能力中逻辑推理能力发展比较成熟,但分析综合能力较差,抽象概括能力更差,阻碍了抽象思维能力的全面发展。
2 高中物理教学中培养学生抽象思维能力的必要性
2.1 抽象思维能力
抽象思维是指人们借助于概念、判断、推理这些思维形式所进行的思考活动。它是人脑对客观事物间接的、概括的反映。抽象思维与形象思维不同,它凭借抽象的概念对事物的本质和规律进行反映,使人们通过认识活动获得在思想上远远超出靠感觉器官直接感知的事物范围的反映,这种反映便是科学的抽象思维。抽象思维是表现在概念中的反映自然界或社会的物质过程的内在本质的思想,它撇开事物的具体形象,使认识从感性的具体进入抽象的规定,形成概念、判断、推理。抽象思维能力正是人脑抽象思维发展水平高低的外在表现。
从生理学的角度看,抽象思维是人脑的机能。科学家的实验证明,对大脑进行后天的强化训练,可引起脑组织的变化,这也正是我们培养学生抽象思维能力的生理基础。而且,青少年是大脑发育的又一个高峰,中学阶段是抽象思维快速发展的“黄金时期”,在这一时期培养学生的抽象思维能力显得尤为重要。而高中物理教学对于促进学生抽象思维能力的发展,不但可行,而且非常必要。
2.2 抽象思维与物理学的关系
⑴抽象思维是提出物理问题、建立物理概念、获得物理规律的重要途径。 物理学提出问题的方法有多种类型,但最重要的一种即为抽象思维的方法。如分析物理事物之间的联系及关系;分析实验事实与已有理论的矛盾;分析物理理论内部的逻辑困难等,这些方法都属于抽象思维的范畴。而物理概念的建立和物理规律的获得,同样离不开抽象思维过程。物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映,是物理事物的抽象。它来自于客观物理现实和物理思维,是抽象思维方法的最直接的应用之一。物理规律具在客观性,只有在观察、实验的基础上,进行分析、综合、归纳、演绎等抽象思维,才能深刻地、全面地发现物理规律、掌握物理规律,可见,抽象思维也是获得物理规律的重要途径。
⑵抽象思维是系统物理知识、推理论证和解答物理问题的基本的和重要的思维方式。 抽象思维在物理学中的作用还表现在通过分析、综合、抽象、概括、系统化等将物理知识形成体系。物理学总是力图用最简单的规律和理论来描述自然界的各种物理现象和过程,这种系统化的过程是高度抽象和概括的结果,没有抽象思维,不可能将众多的物理现象、物理概念和物理规律高度概括和统一,不可能形成由为数不多的物理概念和物理规律所构成的物理理论。而且,物理学是一门严密的理论科学,在形成物理理论和解决物理问题的过程中,均需要进行推理和论证,这种推理和论证必须遵循一定的逻辑规则,抽象思维起着重要的作用,它是保证物理结论的正确性和物理论证的严密性的必要条件。
解答物理问题是一个抽象思维、形象思维和直觉思维相互结合、共同作用的过程。特别是对于较复杂的物理问题,题目中给出的条件比较多,末知量与已知量之间的关系往往复杂而又隐蔽,解决这类问题的关键在于搞清物理图景并确定解题途径,寻找合适的物理规律而把待求量和已知量联系起来,把物理问题转化为数学问题。可见解答物理问题的基本思维方法就是抽象思维的方法——分析与综合。
综上所述,在高中阶段,对物理课程的学习可以有效的促进中学生抽象思维能力的发展,同时,抽象思维能力的提高又能极大的的帮助学生学好物理知识。
3 高中物理教学培养学生抽象思维能力的策略
3.1 重视学生学习习惯的培养和解决实际问题的思维程序训练,使学生掌握抽象思维的基本方法。通过物理课堂或专门的学法讲座,分析展示解决物理问题的思维过程,培养学生主动建构物理模型的意识和习惯,让学生掌握利用物理模型解决实际问题的一般步骤,即审题——提取文字信息——排除干扰因素——抽象出物理对象和物理情景——寻找问题所满足的定量和定性的规律——建立数学模型——求解,提高学生对物理问题的建模意识和方法。同时,搜集或设计与物理知识联系紧密的实际问题,让学生在解决实际问题的过程中,提高学生对抽象思维的主要方法——分析与综合的方法、抽象与概括的方法、归纳与演绎的方法、比较与分类的方法、科学推理的方法等的认识和理解。
3.2 应让学生成为学习的主体,使学生通过探究性学习提高抽象思维能力。许多教师在教学中往往只注重让学生记住物理模型,以及利用物理模型解题的一些经验,很少进行深层次的引导和分析。这种教学方法只把知识灌输给学生,学生在这一过程中能得到锻炼的只有记忆能力,解决实际问题时,只会生搬硬套。由于实际问题的千差万别,往往会张冠李戴,而遇到较为新颖的物理情景时就会感到无从下手,因此,学生的分析问题和解决问题的能力并没有得到提高。要真正提高学生分析问题和解决问题的能力,教师必须遵从教学规律,让学生成为学习的主体,通过在教师引导下进行探究学习过程,学到分析问题和解决问题的方法,从而提高他们的抽象思维能力。 3.3 充分展示物理知识发生发展的过程,帮助学生建立准确的物理模型,为培养学生的抽象思维能力打好基础。传统的物理教材安排的教学内容虽然都是经过选择、经过缜密的思考而应用的模型和例题,具有典型化和抽象性的特征。若是照本宣科,学生很难理解所学内容,我们可以充分利用演示实验、电视录像、多媒体课件等教学手段再现知识发生发展的变化过程,用图文并茂的方式向学生提供信息。这样就可以降低学生学习的难度,并将物理学研究问题的方法和物理思想寓于情景的建立和分析过程中,促进学生开展分析问题的思维活动,自然地悟出其中的道理和规律。例如,讲解自由落体运动模型时,如何破除学生原有错误的生活经验的影响是教学中的难点,可以通过演示小球和纸片的运动来再现学生的生活经验,然后通过大纸片和小纸团的下落激起学生的思维冲突,引导学生去思索自然现象背后蕴藏的规律下落快慢不同是因为空气阻力的影响,在不计空气阻力的情况下,物体下落快慢相同,然后通过频闪照片探究落体运动的规律,得到自由落体的运动模型。
3.4 加强物理教学中的因果分析。因果关系是客观世界的一种普遍的、本质的关系.在物理教学中,深入揭示物理事物、物理概念、物理规律及物理问题中的因果关系,既有助于学生牢固掌握物理概念和物理规律,灵活地运用它们解决实际问题, 也有利于学生抽象思维能力的培养。
3.5 搞清物理学中的辩证关系。物理学中存在许多对立的东西,如动与静、内与外、常与变、曲与直、有限与无限、精确与近似、一般与特殊、量变与质变等.这些对立的事物双方,既相互排斥、相互斗争,又相互依存、相互贯穿.在教学过程中,要尽可能给学生分析它们的辩证关系,从而培养学生的辩证思维能力,使学生的思维更加深刻。
3.6 重视画图思考在解题中的作用。在建构物理模型解决问题的过程中,如何从物理表象中对物理问题进行简化、抽象,排除次要因素、找出隐藏的规律是构建物理模型的关键,也是培养学生抽象思维能力的重要途径。物理示意图是描述物理现象或规律的一种形式,它具有直观、形象、容量大,便于观察、记忆和联想等优点,是形象思维的载体和中介。物理示意图是建立在复杂的事件表象与抽象的物理模型之间的一座神奇的桥梁,它是对事件中研究对象的状态与过程的全方位地、初步形象化的表达,它可以使整个物理过程全面地、具体地、简洁地呈现出来,从而非常有利于物理模型的正确选用。因此,在教学方法和学生学习方法指导上,应加强物理示意图的教学。
【关键词】抽象思维能力;物理教学;教学策略
1 问题的提出
培养和发展学生的各种思维能力,是现代教育的重要目标之一。在物理教学中,现行的中学物理教学大纲对此作了明确的要求:“中学物理教学要培养学生的观察和实验能力、科学思维能力、分析和解决问题的能力”。思维能力是智力和能力的核心,而思维的核心形态是抽象逻辑思维(包括形式逻辑思维和辩证逻辑思维),观察、实验、解决问题均离不开思维。因此,思维能力的发展是培养学生能力的关键,也是物理教育的重要内容。
在物理学中,抽象思维能力具有十分重要的作用,它不仅是提出物理问题、建立物理概念、获得物理规律、系统物理知识及解决物理问题的重要思维方式,而且也是学好物理知识,培养各种能力的重要手段和必要条件。但在实际的物理教学中,却存在着影响学生抽象思维能力发展的一些问题,比如:重视物理规律和结论的理解和应用,忽视物理规律的建立过程;重视简化物理模型的反复训练,忽视实际问题情景的分析和建模过程等,导致高中生的物理抽象思维能力中逻辑推理能力发展比较成熟,但分析综合能力较差,抽象概括能力更差,阻碍了抽象思维能力的全面发展。
2 高中物理教学中培养学生抽象思维能力的必要性
2.1 抽象思维能力
抽象思维是指人们借助于概念、判断、推理这些思维形式所进行的思考活动。它是人脑对客观事物间接的、概括的反映。抽象思维与形象思维不同,它凭借抽象的概念对事物的本质和规律进行反映,使人们通过认识活动获得在思想上远远超出靠感觉器官直接感知的事物范围的反映,这种反映便是科学的抽象思维。抽象思维是表现在概念中的反映自然界或社会的物质过程的内在本质的思想,它撇开事物的具体形象,使认识从感性的具体进入抽象的规定,形成概念、判断、推理。抽象思维能力正是人脑抽象思维发展水平高低的外在表现。
从生理学的角度看,抽象思维是人脑的机能。科学家的实验证明,对大脑进行后天的强化训练,可引起脑组织的变化,这也正是我们培养学生抽象思维能力的生理基础。而且,青少年是大脑发育的又一个高峰,中学阶段是抽象思维快速发展的“黄金时期”,在这一时期培养学生的抽象思维能力显得尤为重要。而高中物理教学对于促进学生抽象思维能力的发展,不但可行,而且非常必要。
2.2 抽象思维与物理学的关系
⑴抽象思维是提出物理问题、建立物理概念、获得物理规律的重要途径。 物理学提出问题的方法有多种类型,但最重要的一种即为抽象思维的方法。如分析物理事物之间的联系及关系;分析实验事实与已有理论的矛盾;分析物理理论内部的逻辑困难等,这些方法都属于抽象思维的范畴。而物理概念的建立和物理规律的获得,同样离不开抽象思维过程。物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映,是物理事物的抽象。它来自于客观物理现实和物理思维,是抽象思维方法的最直接的应用之一。物理规律具在客观性,只有在观察、实验的基础上,进行分析、综合、归纳、演绎等抽象思维,才能深刻地、全面地发现物理规律、掌握物理规律,可见,抽象思维也是获得物理规律的重要途径。
⑵抽象思维是系统物理知识、推理论证和解答物理问题的基本的和重要的思维方式。 抽象思维在物理学中的作用还表现在通过分析、综合、抽象、概括、系统化等将物理知识形成体系。物理学总是力图用最简单的规律和理论来描述自然界的各种物理现象和过程,这种系统化的过程是高度抽象和概括的结果,没有抽象思维,不可能将众多的物理现象、物理概念和物理规律高度概括和统一,不可能形成由为数不多的物理概念和物理规律所构成的物理理论。而且,物理学是一门严密的理论科学,在形成物理理论和解决物理问题的过程中,均需要进行推理和论证,这种推理和论证必须遵循一定的逻辑规则,抽象思维起着重要的作用,它是保证物理结论的正确性和物理论证的严密性的必要条件。
解答物理问题是一个抽象思维、形象思维和直觉思维相互结合、共同作用的过程。特别是对于较复杂的物理问题,题目中给出的条件比较多,末知量与已知量之间的关系往往复杂而又隐蔽,解决这类问题的关键在于搞清物理图景并确定解题途径,寻找合适的物理规律而把待求量和已知量联系起来,把物理问题转化为数学问题。可见解答物理问题的基本思维方法就是抽象思维的方法——分析与综合。
综上所述,在高中阶段,对物理课程的学习可以有效的促进中学生抽象思维能力的发展,同时,抽象思维能力的提高又能极大的的帮助学生学好物理知识。
3 高中物理教学培养学生抽象思维能力的策略
3.1 重视学生学习习惯的培养和解决实际问题的思维程序训练,使学生掌握抽象思维的基本方法。通过物理课堂或专门的学法讲座,分析展示解决物理问题的思维过程,培养学生主动建构物理模型的意识和习惯,让学生掌握利用物理模型解决实际问题的一般步骤,即审题——提取文字信息——排除干扰因素——抽象出物理对象和物理情景——寻找问题所满足的定量和定性的规律——建立数学模型——求解,提高学生对物理问题的建模意识和方法。同时,搜集或设计与物理知识联系紧密的实际问题,让学生在解决实际问题的过程中,提高学生对抽象思维的主要方法——分析与综合的方法、抽象与概括的方法、归纳与演绎的方法、比较与分类的方法、科学推理的方法等的认识和理解。
3.2 应让学生成为学习的主体,使学生通过探究性学习提高抽象思维能力。许多教师在教学中往往只注重让学生记住物理模型,以及利用物理模型解题的一些经验,很少进行深层次的引导和分析。这种教学方法只把知识灌输给学生,学生在这一过程中能得到锻炼的只有记忆能力,解决实际问题时,只会生搬硬套。由于实际问题的千差万别,往往会张冠李戴,而遇到较为新颖的物理情景时就会感到无从下手,因此,学生的分析问题和解决问题的能力并没有得到提高。要真正提高学生分析问题和解决问题的能力,教师必须遵从教学规律,让学生成为学习的主体,通过在教师引导下进行探究学习过程,学到分析问题和解决问题的方法,从而提高他们的抽象思维能力。 3.3 充分展示物理知识发生发展的过程,帮助学生建立准确的物理模型,为培养学生的抽象思维能力打好基础。传统的物理教材安排的教学内容虽然都是经过选择、经过缜密的思考而应用的模型和例题,具有典型化和抽象性的特征。若是照本宣科,学生很难理解所学内容,我们可以充分利用演示实验、电视录像、多媒体课件等教学手段再现知识发生发展的变化过程,用图文并茂的方式向学生提供信息。这样就可以降低学生学习的难度,并将物理学研究问题的方法和物理思想寓于情景的建立和分析过程中,促进学生开展分析问题的思维活动,自然地悟出其中的道理和规律。例如,讲解自由落体运动模型时,如何破除学生原有错误的生活经验的影响是教学中的难点,可以通过演示小球和纸片的运动来再现学生的生活经验,然后通过大纸片和小纸团的下落激起学生的思维冲突,引导学生去思索自然现象背后蕴藏的规律下落快慢不同是因为空气阻力的影响,在不计空气阻力的情况下,物体下落快慢相同,然后通过频闪照片探究落体运动的规律,得到自由落体的运动模型。
3.4 加强物理教学中的因果分析。因果关系是客观世界的一种普遍的、本质的关系.在物理教学中,深入揭示物理事物、物理概念、物理规律及物理问题中的因果关系,既有助于学生牢固掌握物理概念和物理规律,灵活地运用它们解决实际问题, 也有利于学生抽象思维能力的培养。
3.5 搞清物理学中的辩证关系。物理学中存在许多对立的东西,如动与静、内与外、常与变、曲与直、有限与无限、精确与近似、一般与特殊、量变与质变等.这些对立的事物双方,既相互排斥、相互斗争,又相互依存、相互贯穿.在教学过程中,要尽可能给学生分析它们的辩证关系,从而培养学生的辩证思维能力,使学生的思维更加深刻。
3.6 重视画图思考在解题中的作用。在建构物理模型解决问题的过程中,如何从物理表象中对物理问题进行简化、抽象,排除次要因素、找出隐藏的规律是构建物理模型的关键,也是培养学生抽象思维能力的重要途径。物理示意图是描述物理现象或规律的一种形式,它具有直观、形象、容量大,便于观察、记忆和联想等优点,是形象思维的载体和中介。物理示意图是建立在复杂的事件表象与抽象的物理模型之间的一座神奇的桥梁,它是对事件中研究对象的状态与过程的全方位地、初步形象化的表达,它可以使整个物理过程全面地、具体地、简洁地呈现出来,从而非常有利于物理模型的正确选用。因此,在教学方法和学生学习方法指导上,应加强物理示意图的教学。