優化教學策略培養學生物理抽象思維能力

【摘 要】本文論述培養學生物理抽象思維能力的具體做法，鼓勵學生自主學習并體會抽象過程，創設教學情景以培養抽象能力，優化習題講解并傳授抽象技巧，設計新穎問題以進行抽象訓練，注重訓練引導以提升抽象自信，鼓勵學習交流以提高抽象技能。

【關鍵詞】高中物理 抽象思維 教學策略

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）02B-0149-03

抽象思維是指基于對事物本質屬性的分析、綜合、比較，獲得事物本質特性的一種思維方式。良好的抽象思維能力能加深學生理解物理知識，提高學生的物理解題能力。因此，教師在授課中要注重物理基礎知識教學和抽象思維能力培養，講解抽象思維相關知識，并圍繞具體例題的講解與訓練，促進學生抽象思維能力的提升。

一、鼓勵自主學習，體會抽象過程

教師在高中物理授課中，應將學習的自主權交給學生，并引導學生認真學習教材內容，準確記憶物理內容，了解具體概念的形成過程，認識抽象思維的重要性。具體來說，（1）教師要為學生詳細列出自主學習目標，要求學生不能死記硬背物理結論，而是要追本溯源，認真領會物理知識的推導過程，思考如何從復雜的物理情景中抽象出物理結論。（2）教師要圍繞學習內容設計相關的問題，要求學生認真分析，思考在抽象過程中應注意的問題以及相關細節，掌握抽象的相關思路，為以后更加深入地學習物理知識，更好地分析與解答物理問題做好準備。

比如，在學習自由落體運動規律時，要求學生通過自學教材中的內容，思考如何從物體下落的現象中抽象、總結出自由落體運動的規律。以生活中不同形狀物體的下落速度為切入點，抽象出相關問題：不考慮物體下落時受到的空氣阻力，物體由靜止下落，其速度是否與其自身質量有關。而后通過實驗以及結合運動學知識，抽象出自由落體的運動規律，即 v=gt，s= gt2。從中可以看到，物體由靜止下落后的速度與其自身質量無關，剛好與所做的實驗現象一致。

在授課中，教師鼓勵學生自主學習教材內容，引導其領會物理結論的推導過程，體會如何從司空見慣的情景中抽象出物理結論的過程。學生通過自主學習不難發現，在這個抽象過程中，根據物體下落的運動情況，對相關的因素進行處理，如需要忽略空氣的阻力，結合運動公式，推導出物理結論，這就是一個抽象的過程。

二、創設教學情景，培養抽象能力

提高學生的抽象意識是培養其抽象能力的基礎工作，因此，教師在授課中要結合教材內容，創設相關教學情景，鼓勵學生進行分析，培養抽象能力。（1）充分利用教學資源，靈活運用多種手段創設有趣的教學情景。例如，借助多媒體技術播放動態化的情景，或聯系生活創設學生較為熟悉的情景，以更好地激發學生的抽象興趣，使其體會抽象的樂趣。（2）引導學生透過現象看本質。讓學生通過認真閱讀，冷靜分析，把握隱含在教學情景中的物理問題，抽象出物理模型，然后調用頭腦中儲備的物理知識進行推導，得出正確的結果，培養學生的抽象能力。

比如，重力勢能是高中物理的重要概念之一，教師在授課中向學生播放多媒體教學視頻，讓學生觀看小球從某一高度下落時，小球陷入沙子的深度。思考重力勢能的影響因素，抽象出重力勢能的計算公式。通過視頻學生可直觀地看到同一質量的小球從不同高度下落時，高度高的小球陷入沙子的深度較深;不同質量的小球從同一高度下落時，質量大的小球在沙子中陷入的深度較深。學生從中不難分析與抽象出物體的重力勢能與其自身質量和高度相關。教師由此引導學生回顧所學的勢能以及功的概念，選取地面為零勢能面，抽象、推導出重力勢能的計算公式 Wg=mgh。

借助多媒體技術創設教學情景，激發學生的學習積極性，引導學生認真思考，抽象并推導重力勢能的計算公式。這不僅使學生找到重力勢能的決定因素，深刻理解重力勢能是一個相對概念，而且使學生認識到正確的抽象在學習物理中的重要性。

三、優化習題講解，傳授抽象技巧

教師講解高中物理習題時，不僅要關注解題結果，而且要注意培養學生在剖析解題過程中的抽象技巧，使其體會如何從問題情形中抽象出物理實質，掌握抽象的一些細節問題。一方面，做好物理習題的優選。從習題中選擇代表性較強的物理試題，利用這些試題培養學生分析能力，引導學生學會忽略題干中的無用內容，利用所學的物理知識進行合理分析、抽象。另一方面，引導學生靈活運用多種抽象方法，如等效法、假設法，找到其與所學知識的契合點，迅速找到解題突破口。不斷提升學生解題能力，更好地掌握抽象技巧。

比如，在講解圓周運動知識時，可聯系學生生活，選擇這樣的習題：

公園里的過山車，駛過軌道的最高點時，乘客在座椅里頭朝下。設過山車的軌道半徑為 R，人體的重力為 mg，如果要求在軌道最高點時人體對座椅的壓力等于其自身重力，則過山車在最高點的速度為多少？

該習題涉及的情形對學生而言并不陌生。如何對給出的情景進行抽象，是順利求解的關鍵。教師在授課中可繪制過山車的運動簡圖，要求學生忽略過山車運動過程中受到的空氣阻力，抽象出熟悉的物理模型。顯然，過山車的運動情形與學生所學的圓周運動知識相近，因此可運用圓周運動知識進行解答。將人看成質點，對其受力情況進行分析。其受到自身的重力、座椅對他的支持力方向偏向下，大小為 2mg，該力提供做圓周運動的向心力。根據所求的圓周運動知識可知 2mg=，即，。通過該題目的講解使學生意識到，在解答物理問題時為保證抽象的正確性應抓住問題的重點進行抽象，然后繪制相關的草圖輔助分析，就可更好地抓住問題的實質，并解決問題。

四、設計新穎問題，進行抽象訓練

培養學生的物理抽象思維能力，做好相關訓練是很重要的一環。因此授課中應嚴把習題訓練關，通過設計新型的問題，激發學生訓練興趣，鍛煉學生抽象思維的靈活性。高中物理涉及的知識點較多。圍繞一些知識點，能夠設計很多新穎的問題。因此應注重結合以往教學經驗，對好的物理習題進行創新性整合，或自己設計一些物理問題，對學生的抽象思維進行有針對、有目的性的訓練。在具體做法上，為激發學生的訓練興趣，可要求學生相互比賽，看哪一位學生通過合理的抽象先找到解題思路。激發競爭意識，使學生更好地投入到訓練中。

比如，在講解平拋運動知識時，可設計以下新穎的問題情境，對學生的抽象思維能力進行訓練。

如圖所示，將一小球從樓梯上以 4 m/s 的速度水平拋出。所有臺階的高度和寬度均為 1 m，g 取 10 m/s2，小球拋出后首先落到的臺階是（ ?）

A.1 ? ? ?B.2 ? ? ? ?C.3 ? ? ? ? ? D.4

要求學生認真審題，對小球的運動情景進行合理抽象，并積極回顧所學的知識點，進行正確作答。小球運動時只受其自身重力作用，因此與平拋運動的情景相符合，可使用平拋運動知識進行求解。在豎直方向上滿足 h=gt2，;在水平方向上的位移 s=vt=。當 h=1 時，s=≈ 1.8 m>1 m;當 h=2 時，s=≈2.53 m>2 m;當 h=3 時，s=≈3.1>3 m;當 h=4，s=≈3.6 m<4 m。因此該小球將落在第 4 個臺階上，正確選項為 D。該題目創設的情景較為新穎，很好地激發了學生的思考熱情，使學生的抽象思維能力得到較好的訓練。

五、注重訓練引導，提升抽象自信

為更好地提升學生的抽象思維能力，增強學生訓練中的抽象自信，應關注學生的訓練情緒，給予訓練引導，幫助其克服訓練中遇到的問題。一方面，訓練時要求學生獨立思考，認真回顧所學的物理知識以及抽象方法與技巧，分析參數之間的內在關系，能夠從復雜的物理情景中抽絲剝繭，找到解題突破口。另一方面，教師要走下講臺了解學生的學習情況，給予針對性點撥，使其能夠認識到抽象過程中存在的問題，并及時解決，更好地找到解題思路。如要求學生把握題干中的關鍵詞，降低解題難度，提升其訓練體驗，以更高的自信投入到訓練活動中。

抽象思維對學生的各項能力要求較高，在訓練中，部分學生可能會不知如何分析問題，如下題：

如圖所示，在豎直平面內滑道 ABC，關于 B 點對稱，且 A、B、C 三點在同一水平線上。若滑塊從 A 到 C 和從 C 到 A 所用的時間分別為 t1 和 t2，滑塊與軌道的動摩擦因數恒定不變，則其大小關系為。

很多學生看到該題時不知如何下手，這就需要教師給予引導。引導學生認真觀察圖，可以發現 AB 和 BC 兩段是弧線，可運用圓周運動的知識進行分析。將整個過程分為 AB 和 BC 兩段，分別使用圓周運動知識進行求解。在 AB 段 mg-N=，在 BC 段 N-mg=;又因為 f=μN。顯然，在 AB 段滑塊的速度越大，摩擦力越小。在 BC 段滑塊的速度越小，摩擦力越小。可知，從 A 運動至 C 受到的摩擦力小于從 C 運動到 A，因此，t1

六、鼓勵學習交流，提高抽象技能

在高中物理授課中，為了提升學生的抽象思維能力，教師要營造輕松活潑的課堂氛圍，激活物理課堂，鼓勵學生在課堂上進行學習交流，使學生通過交流，認識與彌補抽象過程中的不足，促進抽象技能的提升。一方面，教師要讓學生意識到學習交流的重要性，提高學生的交流意識。同時要做好合理的教學課時安排，為學生提供交流的機會，比如，為學生專門留下一節課的時間，要求其就抽象思維方面遇到的問題進行交流。另一方面，教師要鼓勵學生相互分享解答相關物理問題的抽象經驗，引導其注重借鑒他人的長處，不斷彌補自己的不足，總結一套適合自己的解題方法，促進抽象技能的顯著提升。

在教學中，為提高學生的抽象能力，鼓勵學生之間相互交流，使學生更好地掌握抽象技能，并在分析問題時靈活運用假設法、等效法、整體與隔離法等。如下題：

使用輕繩將 5 只小燈籠連接，并懸掛在空中。在穩定風力的作用下發生傾斜，繩和豎直方向的夾角為 30°。如圖所示，設每只燈籠的質量為 m，則從上往下第 1 只燈籠對第 2 只燈籠的拉力大小為 。

通過認真審題，對該情境進行抽象，不難發現該題可使用力的平衡知識進行解答。以第 1 只燈籠為研究對象，運用整體與隔離的技巧，可將剩下的 4 只燈籠看作一個整體。不難求出拉力 。通過該題目的講解，使學生認識到分析物理問題時不僅要提高抽象意識，而且要掌握一定的抽象技巧。只有這樣，才能順利正確地解答物理問題。

抽象思維在提高學生的物理解題能力以及物理學習成績上發揮重要作用，因此，在高中物理授課中應做好抽象思維能力培養，通過優化教學細節，不斷提高學生抽象思維能力培養效果。

【參考文獻】

[1]李全芳.高中物理教學中學生抽象思維能力的培養研究[J].課程教育研究，2019（36）

[2]畢 威.高中物理教學中學生抽象思維能力培養的重要性和策略[J].中華少年，2019（30）

【作者簡介】許世勇（1975— ），男，漢族，廣西玉林人，本科，玉林市新橋高級中學教師，中學一級教師，研究方向：高中物理教育。

（責編 盧建龍）