培養抽象思維在物理學習中的必要性

抽象思維是人們在認識活動中運用概念、判斷、推理等思維形式，對客觀現實進行間接的、概括的反映的過程。屬于理性認識階段。抽象思維是在對事物的本質屬性進行分析、綜合、比較的基礎上，抽取出事物的本質屬性，使認識從感性的具體進入抽象的規定，形成概念。

按照思維結構的發展階段來看，抽象邏輯思維是發展的最后階段，這個階段又可分為初步邏輯思維、經驗型邏輯思維和理論型邏輯思維。顯然，培養思維能力，特別是抽象邏輯思維能力是開發智力的關鍵。

高中物理是一門嚴密的、有著公理化邏輯體系的科學理論，對于學生抽象邏輯思維能力的要求較初中有了一個很大的飛躍，教師應及時地提高學生抽象邏輯思維能力，以順利地完成從經驗型向理論型水平的轉化。實踐證明:凡是抽象邏輯思維能力較強的學生，其他方面的能力都比較強。中學生的主導活動是學習。而學習是在教師指導下有目的、有計劃、有系統地掌握知識技能和行為規范的活動，它對學生思維發展起著主導作用。

在物理教學中，由于學生缺乏必要的感性知識，表象單薄，因而建立不起準確、清晰的物理圖像。此時如果能根據教學需要做些實驗，豐富學生的表象，提高感性認識，通過抽象思維把未知和抽象的研究對象轉化為學生可感知的、可理解的相應的典型化形象，通過抽象思維向抽象思維的更高層次轉化，將更容易理解。這樣的教學過程，抽象思維和抽象思維緊密結合，既可以使學生比較形象、牢固地建立起概念、規律，更加深刻地理解概念和規律，化解學習困難，又可以促進思維從形象到抽象的過渡，使抽象思維得以發展。抽象思維是以表象進行思維的，當研究對象不在時，我們在頭腦中出現的形象就是表象。一個表象貧乏的學生是不可能進行有效正確的抽象思維的。就像一個瞎子，從來沒見過五顏六色世界，你要給它描述花紅葉綠，他怎么也想象不出你所描述的事情。只有豐富的表象才能進行抽象思維。表象來源于感性即直觀，也就是實踐中外界事物作用于人的感覺器官，在大腦中產生的映象。因此沒有直觀，沒有實踐就不會有豐富的表象。

物理教學是以觀察和實驗為基礎的，對有些是通過對物理事實的觀察而獲得的，在教學過程中，一個成功的演示實驗能給學生留下深刻的表象。例如，《摩擦力》這一節，學生要理解“靜摩擦力的方向總跟接觸面相切，并且跟物體相對運動趨勢的方向相反”這句話比較困難，如果先做一下“拉動一把毛刷在水平桌面上運動”的實驗，再做“用兩把顏色不同的毛刷上下相對，分別向相反方向拉動兩刷”的實驗，根據刷毛的偏向顯示就可以判斷兩種情況下毛刷所受到摩擦力的方向，再來理解這句話就容易多了;在學習機械能守恒定律時，我們可以做這樣一個實驗，將一重物用一繩系著掛在橫桿或天花板上，然后讓一學生站在重物前方不遠處，將重物拉至同學的鼻前放手，讓其自由擺動，當其再次擺回時，同學們會驚呼，那重物就要撞到那位同學，但撞不到。對于這一現象加以分析，學生對機械能守恒的印象就深刻了。我們還可創造實驗的氛圍，以產生最佳的效果，最明顯的表象。如演示慣性時，教師可將小球換作熟雞蛋，并且把實驗裝置放在桌子的，吸引學生的注意力，這既能使學生集中精力，產生深刻的表象，又能為以后抽象思維和抽象思維打下堅實的基礎。實驗是高中物理必不可少的組成部分，但實驗所獲得的認識實際上受制于儀器和實驗設計中所包含的假設，是不可能擺脫理性思維的指導的。但是由于實驗設備的限制，學生又沒有誤差理論的系統知識，而將注意力集中于操作上，這對于培養和提高學生抽象思維能力是不利的。高中物理實驗的重點應放在實驗的設計思想，儀器的原理，以及在中學儀器條件下對實驗數據的認識和處理上，而不應僅僅停留在操作和觀察上。

對于某些教學內容，有些還無法用實驗來表示，只能借助于圖形和模型。這些圖形和模型是經過人們簡單化的，與實際有差距，但可以提供學生直觀形象，學生應熟知各種模型，如質點、理想氣體、點光源等一些理想過程。同時還可以運用投影片、掛圖、課件等電教手段，引導學生仔細、深刻、廣泛、全面地觀察，形成感知，強化對物理的記憶表象。例如在學習波時，可使用掛圖、橫波縱波的演示儀或者做成課模擬給學生看，也可以舉一些生活中的例子，豐富學生對波的表象，還可使用多媒體手段把整個過程呈現在學生的眼前，以豐富他們的表象。

平拋運動是運動學中很典型的一種運動，看得見，摸得著，非常直觀，在任何地方都可以做這個實驗。但是帶電粒子在電場中的運動我們卻很難在課堂實驗中得到像課本上那樣詳細的結論。電子在忽略了重力和發射速度條件下由電場加速到一定的速度v=，之后以這個速度為平拋的初速度進入和速度垂直的電場從而偏轉。在偏轉電場中的飛行時間由偏轉電場的長度、板寬和偏轉電場的強度來決定。

又如:有兩面垂直于地面的光滑墻A、B，兩墻間隔為l=1.1m，從A墻上距地面h=19.6m高處某點，以大小為5m/s的速度，水平向B墻拋出一小球，小球交替跟B墻和A墻碰撞，最后落地。設小球與墻壁的碰撞是完全彈性的，則小球落地前與墻壁碰撞多少次?

思維指導:先構建思維形象，沒有墻，小將作平拋運動，而小球與墻壁作完全彈性碰撞，設碰撞時間極短，那么碰撞前后，速度的豎直分量不變水平分量方向反過來，大小不變。從拋出到落地，小球在豎直方向上的分運動是自由落體運動;在水平方向上的分運動是若干段向右的和向左的勻速運動，各段勻速運動的速度大小相等:5m/s。由自由落體運動公式得運動時間為:

t=2s。

水平分運動的路程為:

s=vt=5×2=10m。

即:

s=9×1.1m+0.1m。

小球落地前與墻壁碰撞9次。

我們可通過觀察身邊的物理現象，與相關的內容相聯系起來的思考，如:講向心力時，讓學生思考公路、鐵路的轉彎處應怎樣設計最好，并在課堂外找機會觀察實際情況，驗證自己的想象是否正確。講牛頓第二定律時，思考為什么物體會失重?另外，生動、形象、直觀的趣味性物理實驗，教具設計活動，觀看科學節目等一系列活動，都有利于培養學生的抽象思維，鞏固所學的知識。

參考文獻:

[1]朱鐵成.物理教學思維學.吉林科學技術出版社，1996.

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[3]盧明森.創新思維學引論.高等教育出版社，2005.