探討物理教學中培養高中生空間想像能力的對策

侯建邦

在高中物理教學過程中，學生空間想象能力的培養與提升是難點，也是物理學科的教學重點。學生空間想象能力差，沒有明確的空間方位觀念，就無法有效運用圖像，從而無法正確解讀與空間方位有關的物理圖像，進而失去對物理學習的興趣。所以，空間想象能力是激發學生對物理學科的學習興趣、提升學生物理學科學習效率的關鍵。

一、學生空間想象能力差異性表現

空間想象能力對學生學習物理知識有較大影響。學生空間想象能力的差異性主要表現在學生聯想能力的差異方面、學生觀察能力的差異方面以及學生想象能力的差異方面。①聯想能力差異性的影響。學生聯想能力的差異性體現為學生在信息提取方面的不同。聯想指的是學生將兩件不同的事物A與B通過某一種特殊的邏輯關系相聯系，進而從事物A的思想以及表象上轉換到對事物B的認識形式以及思維方法上。聯想的形式豐富，常見的有類比聯想、推測聯想以及逆向聯想等。因為物理知識的抽象性較強，所以學生聯想能力會影響學生對物理問題中有效信息的提取及分析，進而影響學生的物理學習效率。②觀察能力差異性的影響。學生觀察能力的差異性主要表現為學生對信息分析方面的不同。因為空間想象能力可以幫助學生進行現實中既有模型以及符號的構建，如果要想準確而成功地構建出這些模型及符號，就必須以較強的觀察能力為基礎。所以學生的觀察能力差，其空間想象能力也會受到影響。而觀察指的是通過學生的感官系統獲取外部環境中的信息，進而將之傳輸到大腦皮層，通過大腦皮層的加工與處理，形成對外部世界獨特的感知。由此可見，觀察能力既包含學生輸入信息的能力，又包含學生對信息的加工能力。所以，在物理學習的過程中，學生必須要有意識地增強自身的觀察能力，尤其要加強對一些實物模型及三維示意圖的觀察，然后再通過聯想與想象精準而快速地構建出相關物理模型或物理圖景。③想象能力差異性的影響。學生想象能力的差異性主要體現為學生對信息的遷移能力方面的不同。想象能力分為再造想象能力和創造想象能力兩種。大多數學生的再造想象能力相近，但是創造想象能力差異較大。在學生進行物理知識的學習過程中，如果想象能力差異性過大，就會影響其對信息的遷移能力。同時又因為物理知識的邏輯性很強、理論性很強，在有限的課堂教學中，教師無法把所有的知識都詳細地介紹給學生。這就要求學生在學習過程中必須依靠其強大的創造想象能力進行各種物理知識的遷移及積累。

二、空間想象能力對高中物理學習的重要性

①加強了學生的聯想能力。空間想象能力中，聯想能力是關鍵部分。學生具備了聯想能力，就可以在物理學習過程中將兩件相似的事物進行聯想，通過兩者之間的聯系，降低解題難度，獲得解題答案。而在實際物理教學中，大多數物理教師優先培養學生的類比聯想能力，或通過逆向思維的訓練來提升學生的聯想能力，引導學生將空間想象能力運用到物理學習中，并引導學生構建自身的物理知識架構，梳理各個物理知識點，轉變復雜抽象的物理知識，進而幫助學生吸收、內化物理知識。②加強了學生的觀察能力。空間想象能力中，對事物的洞察能力是重要的部分。也就是說，提升學生的空間想象能力，就可以有效提升學生的洞察能力。所以，高中生在進行物理學科的學習與訓練過程中，應當認真觀察，體會事物的變化規律，同時結合自身的學習經驗，大膽發揮想象能力，進行相關物理模型的構建，借助現有的條件進行物理問題的解析，提高物理學習效率。③加強了學生的想象能力。培養學生的空間想象能力，對學生想象能力的發展有著最為直接的促進作用，與學生的信息遷移能力也存在著必然的聯系。只有有效培養學生的空間想象能力，才能夠幫助學生快速獲得解析物理問題的技巧，快速攻克物理學習難點與重點。所以，在高中物理知識的學習過程中，學生必須大膽運用其創造性思維，結合長期積累的物理經驗，實現已學知識與新學知識之間的靈活轉換，充分發揮空間想象能力對提升學生物理學習效率的積極作用。

三、培養學生空間想象能力的對策分析

（1）加強物理教材的鉆研以及物理模型的利用。高中物理學習需要以高中物理教材為基礎。通過對物理教材的研究，學生可以直接掌握各種物理現象，了解物理現象的產生原因，直接獲得相關公式。所以教師要培養學生的空間想象能力，必須加強對物理教材的鉆研，充分發揮物理教材更深層次的作用和功能，有效培養學生的空間想象能力。另外，在培養學生空間想象能力的過程中，教師不可忽視對物理模型的利用。合理地利用物理模型，可以有效提升學生的空間感以及對事物的認知能力，進而有效提升學生的物理空間想象能力。所以在高中物理教學中，教師必須善于挖掘身邊的各種空間想象素材，通過模型學習法讓學生對物理模型進行直觀的觀察和聯想，提升其想象能力及聯想能力。

（2）培養學生對圖形的剖析能力。在培養學生空間想象能力的過程中，教師還需要意識到培養學生對圖形的剖析能力的重要性。讓學生在解析物理問題的過程中不斷地畫圖、剖析圖形，可以有效提升學生的三維立體剖析能力，進而對學生空間想象能力的提升產生促進作用。但要想科學培養學生對圖形的剖析能力，教師必須先對自己的教學有一個明確的定位，明確自身應當采取什么樣的措施，以什么樣的心態來提升學生對圖形的認知能力、剖析能力以及繪畫能力，進而在提升學生的物理學習能力的同時，提升學生的物理核心素養，為后期提升學生的物理成績打好基礎。還需要注意的是，教師也應在教學過程中發揮示范作用，教會學生如何繪圖，然后再讓學生進行實踐練習，最后再對學生的圖形識別能力進行針對性訓練，引導學生學會結合示意圖進行物理題意的解析。

（3）完善物理學習系統。教師在培養學生空間想象能力的過程中，還要注意完善學生物理學習系統，即引導學生將日常物理學習過程中總結出來的物理學習經驗以及煩瑣分散的物理知識進行歸納，構建自己的物理學習系統，形成獨屬于自己的記憶網絡。進而在后期的物理問題解析過程中快速調取記憶，將相關物理知識應用到問題解析過程中。這不僅可以有效提升學生對物理知識的學習效率，還可以強化學生的想象能力以及聯想能力。

綜上所述，學生空間想象能力的培養是高中物理知識教學的重難點。只有培養并提升學生的空間想象能力，才能夠有效提升學生的物理學習效率，激發學生對物理學科的學習積極性。所以教師要加強對物理教材的鉆研以及物理模型的利用，培養學生對圖形的剖析能力，完善物理學習系統，同時不斷地研究各種有效的方法提升學生的空間想象能力。