新高考模式下高中學生物理思維能力培養的策略研究

王立偉

（禮縣實驗中學 甘肅 隴南 742200）

物理思維是學生站在物理的角度上看待問題、思考問題、解決問題的基礎，是學生更好地掌握物理知識的前提。在開展高中物理教學時，教師需要采用科學合理的手段對學生的物理思維進行培養，確保學生能夠在學習知識的同時站在物理的角度上對問題進行分析、研究、解決。但是受一些因素的影響，部分教師在此方面存在一些問題，導致思維能力的培養效果與理想存在較大差異，所以下列進行了深入研究，以期為教師帶來一定啟發，在達到新高考模式的要求的同時使學生的物理思維得到有效培養。

1.物理思維的概念

1.1 思維的定義

日常生活中使用的思維的概念為廣義概念，有時候指的是回憶，如：我想起來了；有時候指的是注意，如：你想想看；有時候指的是認識，如：我認為……從這些內容可以看出，蘊含于日常語言中，且其是個體內部進行的，在外部基本上無法觀察到任何心理過程[1]。

思維也有狹義概念，比如反省、思考、默想等。且心理學家、教育學家站在不同的角度上就思維提出了不同的見解。就布魯納而言，其認為思維就是給出的信息的超越。就巴特萊而言，其認為思維就是填補證據將空白的復雜而高級的技能。而紐威爾和西蒙認為，思維就是在問題空間中進行搜索的過程。

從上述內容可以看出，思維的概念可以概括為三點：

首先，思維是一種概括性的、間接的認知，其存在于人的腦中、認知系統中、人的內部，可以通過行為推論得來。

其次，思維是一種過程，其包括認知系統的各種操作。

最后，思維解決問題行為中的指向是指向問題解決的。

因此，一般可以將思維說成是指向問題解決的間接和概括的認知過程。

1.2 物理思維的概念

物理思維簡單來說就是人腦對物理事物的本質屬性、內部規律及物理事物之間的關系的間接的、概括的、能動的反應，其主體為具有特殊生理和心理機制的人，客體是客觀的物理事物[2]。

物理學所研究的是自然界中的物質運動的基本規律、物質的基本結構、物質之間的相互作用。所以，物理學的研究對象具有客觀性，不能根據人的意志發生變化。而想要對自然界中的物質的運動規律、相互作用等進行深入了解，就需要在腦海中形成對整個物理世界的反應，并對各種物理現象、事實、過程進行深入分析，從而在腦海中形成清晰的物理圖景，通過加工、修改做到去偽存真，從而從感性認知轉變為底薪認知。

以思維材料為依據，可以將物理思維分為三種。第一種是抽象思維，其簡單來說就是將物理概念當做思維材料進行的思維。第二種是形象思維，其簡單來說就是以表象為思維材料的思維。第三種是直覺思維，其對物理表象與物理概念進行了有機結合，是將具有整體功能的知識組塊當做了思維材料的思維。

這三種思維之間有著一定的聯系、共同進行。所以我們在認識一件事物的時候，可以從多個方面、多個角度進行考察、分析，從而形成科學完善的理論體系，并將其運用于物理問題的解決中。

2.物理思維的特征

2.1 理論與實踐的統一性

物理學科的特點使得物理思維與數學思維存在較大差異，其不僅需要一定的理論支撐，還需要進行有效實踐。所以，物理思維并不是一種純思維，而是對理論與實踐進行了統一。這一特征主要體現在物理學的發展史上，所有的理論知識都是由物理學家們通過實踐總結而來的[3]。

2.2 抽象與形象的統一性

物理思維做到了抽象與形象的高度統一。首先，可以將形象思維利用起來對解決問題的方向及策略進行找尋，然后將抽象思維利用起來對問題進行解決。因為人的思維發展是從具象到抽象的，只有先對事物產生了具象認知，才可以進行進一步的研究及探索。

2.3 精確與近似的統一性

物理學隸屬于定量學科，具有精密性，在通過物理知識解決物理問題時，需要對研究對象進行定性分析、電量計算。而在運用物理思維中，數學是一種語言工具，可以對物理概念及規律進行詳細表達[4]。

物理思維還是一種近似思維，如果沒有搞懂近似，就無法對物理學進行深入學習。因為我們在進行物理模型的構建時需要將近似思維利用起來，在進行物理實驗時需要進行近似思維的利用。

2.4 模式與遷移的統一性

物理思維還具有一定的模式性。題簡單來說就是在進行物理問題的分析及學習時形成的認知圖式或認知行為。站在本質上來講，物理思維，其實是一種定勢思維，其可以對物理概念物理規律之間的聯系進行挖掘，并結合他們之間的聯系構建科學完善的知識結構，以此解決相關問題。物理思維還具有一定的遷移性。因為在對物理問題進行解決時，通常需要已學過的知識為依據，需要對新的情景進行進一步的描述及思考，從而尋求新的解決方法的途徑。同時，還需要對思維定式的束縛與偏見進行有效克服。

3.物理思維能力培養的策略

3.1 通過提高反應速度培養思維敏捷性

思維敏捷性簡單來說就是學生在思維活動中的熟練程度、反應速度，其一般會體現在學生思考問題時，能否快速準確地解決問題。由于這種思考模式具有一定的完整性，在學生的抽象思維的培養方面有著一定優勢，所以，在對學生的物理思維能力進行培養時，教師可以將其當作入手點。在此方面，教師通常可以將以下幾個策略利用起來：

（1）扎實基礎知識

基礎知識是學習物理知識的前提，是思維構架的基本組成部分。如果學生的物理基礎知識不夠扎實，那么思維構架便會存在缺陷，抽象思維能力的培養就會受到影響，就無法將抽象思維靈活利用起來解決遇到的各種問題。因此，在對學生的思維敏捷性進行培養時，教師可以將基礎知識的教授當作重點[5]。

首先，教師需要明確基礎知識與思維培養之間有著怎樣的聯系，明確思維培養對于學生學習物理知識而言有著怎樣的意義，從而樹立正確的觀念及意識，將基礎知識的講解重視起來，確保學生能夠對物理知識進行深入了解。例如在進行加速度的相關知識的教學時，教師就需要明確，這部分知識雖然看起來簡單，但是與速度的物理概念有著一定的相似性，部分學生在學習時難免會將其混淆，導致在運用相關知識解決問題時用錯公式。所以，為了確保學生能夠對基礎知識進行深入了解，教師可以將二者結合在一起，通過對比學習使學生了解二者之間的差異、相同點，從而構建科學完善的知識體系，避免對相關概念進行混淆。同時，教師還可以將先進技術利用起來，借助其刺激學生的感官，將抽象的知識變得形象直觀，并為學生快速有效地理解基礎知識打下堅實基礎。

（2）活躍課堂氛圍

活躍的課堂氛圍可以調動學生的積極性及主動性，使其對相關內容進行分析及研究。同時，受學生差異的影響，學生在思考過后會獲得不同的答案，所以其為了說服對方會進行激烈的思維碰撞。在該過程中，學生的思維能力可以得到有效培養，可以更好地對物理概念進行了解及掌握。所以，在物理教學中，教師需要采用科學合理的手段活躍課堂氛圍[6]。

例如在進行動能的相關知識的講解時，教師就需要明確，想要使學生形成物理思維，站在物理的角度上看待問題、分析問題、解決問題，就需要營造良好的課堂氛圍，使學生的主體地位得以凸顯，并且在與他人交流溝通的過程中訓練自己的思維能力，進一步對知識進行了解及掌握。具體而言，教師可以將動能的公式的推導驗證利用起來，方式不限。由于學生的想法存在差異，所以在選擇推導方式時會有一些不同。比如有的學生采用了公式演算法，有的學生利用實驗進行了驗證。在驗證的過程中，學生可以與他人進行有效溝通及交流，可以在該過程中對動能定理的正確性進行驗證。如果學生在驗證完后出現了結果不一樣的情況，教師可以及時將其劃分為兩個小組，使其進行辯論。在這種情況下，學生便可擁有更多的思維訓練的機會，思維能力便可得到有效培養、提升。

（3）做好課后作業

想要提高學生的思維的敏捷性，光靠課堂教學是不行的，教師還需要將課后作業利用起來，借助其幫助學生更加深入的對知識進行了解，使其能夠在看到物理問題時靈活運用所學知識解決問題。

首先，教師需要明確課堂作業在思維培養方面的重要意義，然后將作業設置放置于重要位置。其次，在進行課堂作業的設計時，教師需要避免題海戰術，避免布置太多、重復性機械性作業。因為這類作業會使學生的壓力越來越大，并使部分學生產生糊弄心理，導致作用的效用發揮受到影響。再次，在學生交回作業后，教師需要及時進行檢查，并根據學生的作業完成情況予以相應評價，使學生能夠在評價中了解自己的優勢與不足，為其查漏補缺提供包裝。例如在教學完動能的相關知識后，教師便可以布置如下作業：“一質量為1kg 的物體被人用手由靜止向上提高1m，這時物體的速度是2m/s，求：（1）物體克服重力做功. （2）合外力對物體做功.（3）手對物體做功。”“一個人站在距地面高h=15m 處，將一個質量為m=100g 的石塊以o=10m/s 的速度斜向上拋出.（1）若不計空氣阻力，求石塊落地時的速度v.（2）若石塊落地時速度的大小為v=19m/s，求石塊克服空氣阻力做的功W.”

3.2 通過分析理解問題培養思維深刻性

思維深刻性對于學生的思維能力的培養有著積極意義。由于分析理解問題在培養學生的思維深刻性方面有著積極意義，所以，教師不妨結合學生的身心發展規律及教學內容設計一些問題。但是在該過程中，教師需要注意以下幾點：

（1）不能死記硬背

物理知識是由前人們通過不斷的探究，即探索總結而來的，如果直接讓學生進行背誦，學生很有可能出現背過就忘的情況；但若是引導學生站在前人的角度上對知識進行進一步的探索，學生并可以對相關知識進行深入了解，并形成相應的物理思維。所以，在進行問題分析及理解時，千萬不能采用死記硬背的方法。

例如在對加速度的概念進行講解的時候，教師就需要明確，其定義公式α ＝△v/△t 與速度的概念有著一定的相似性，所以很多學生會產生這樣的認知：加速度△v 和△t成正比、反比。而出現這種情況的原因是學生對相關知識沒有進行深入了解，沒有形成物理思維觀念。那么怎么才能解決這一問題呢？教師可以將一些題目引入，然后將實物利用起來進行演示，使學生在觀看演示的過程中進行思考，從而加強對相關內容的了解，形成物理思維觀念，從而為其解決相關問題提供保障。由此可見，通過在教學活動中采用科學合理的手段引導學生記憶知識，可以避免學生出現混淆現象，也可以對學生的思維能力進行有效培養，更可以為學生靈活運用所學知識解決問題打下堅實基礎。

（2）開展小組合作

學生之間存在較大的差異，在思考問題時會從不同的角度入手，且部分學生的學習能力較弱，在物理學習過程中很有可能會出現跟不上的情況。為了解決這些問題，并使學生的思維深刻性得到鍛煉，教師可以將小組合作學習這一方法利用起來。

小組合作學習是以學生為主體的一種方式，可為學生提供發表自己的意見及看法的機會，可使學生對物理知識形成認知，并且在與他人交流溝通的過程中樹立正確的觀念、感受團隊精神，從而為其成長為國家所需要的人才提供保障。所以，在物理思維培養過程中，教師不妨將小組合作學習利用起來。例如在進行單擺的知識的教學時，教師就可以將小組合作學習利用起來。不過，為了確保小組合作學習的效用能夠真正發揮出來，教師需要對學生的實際情況進行了解，并且按照一定的標準將學生劃分為若干個小組，使其以小組的形式對影響單擺周期的因素進行分析及探討。在小組合作學習的過程中，學生會大膽發表自己的意見及看法，且通過激烈的討論，明確單擺周期與擺線長度、小球質量、單擺幅度無關。不過，因為實驗時測量的數據不同，所以很多學生會在該過程中出現爭執，為了確保學生能夠對其進行有效探究，教師可以引導學生將測得的數據輸入電腦，然后利用電腦的成圖呈現相應圖像。在觀察圖像的過程中，隨時可以發現其周期與重力及加速度等有關。

3.3 通過注重知識關聯培養思維整體性

想要使學生的思維能力進行培養，就需要使學生做到快速準確地抓住物理問題的關鍵。而在長時間的實踐中發現，想要達到這一目的就須采用科學合理的手段對學生的思維整體性進行培養，站在整體的角度上引導學生對整體與局部之間的關系進行合理處理。所以在開展課堂教學時，教師需要將知識之間的關聯重視起來，使學生的思維整體性能夠得到培養。

3.3.1 重視知識體系構建

通過分析教材中的物理知識可以發現，它們之間有著一定的聯系，如果學生可以找到他們的聯系，并構建科學完善的知識體系，便可以快速有效地解決相關問題。所以，在開展物理教學時，教師需要結合實際情況進行知識體系的構建，使學生能夠對知識之間的聯系形成正確認知，并在潛移默化中使自己的思維整體性得到培養。

首先，在對相關知識進行教授前，教師需要先對相關內容進行分析及研究，了解所要教授的新知識與前面學過的哪些知識有關，并且抓住時機將這些內容引入，使學生快速有效地對知識進行研究、探索，并且在該過程中發現知識之間有怎樣的聯系，結合實際情況進行構建。其次，在課后總結環節，教師可將多媒體技術利用起來，直觀形象地呈現思維導圖，使學生基于本課學習到的知識、談及的前面學過的知識進行知識體系的構建。但是在進行知識體系的構建時，教師需要秉持以學生為主體的原則，這樣，才可以使學生的思維得到鍛煉，并加強學生對知識的理解。

3.3.2 以比較找聯系與區別

知識之間有著一定的相同點、不同點，如果不注重對知識進行區分，學生在學習過程中很容易出現混淆現象，從而導致其無法靈活運用所學知識解決問題。而且，這會對學生的思維造成一定的影響。所以，在教學活動中，教師需要將科學合理的手段利用起來，引導學生對知識之間的聯系與區別進行分析，從而為學生快速有效的理解知識的本質、構建知識體系提供保障，為學生的思維整體性的培養打下堅實基礎。

在開展課堂教學時，教師需要善于應用多媒體技術，通過其形象直觀的特點引導學生對知識進行對比、分析，在學生形成正確的理解后，幫助學生找到適合的方法對這些內容進行記憶。同時，教師還需要將知識面的衡中關系重視起來，使學生能夠對知識進行合理融匯，并且明確知識的核心與本質。此外，在進行知識的對比時，教師需要留出一定的時間與空間，使學生能夠進行盡義務的探討及交流，以確保學生能夠通過自己的力量找到知識之間的聯系及區別，從而為學生整體思維的培養打下堅實基礎。

在新高考背景下，教師在高中物理教學中需要將思維能力的培養重視起來。由于當下培養思維能力的方法較多，不同的方法可以取得不同的效果，所以本文進行了深入研究，提出了通過提高反應速度培養思維敏捷性、通過分析理解問題培養思維深刻性、通過注重知識關聯培養思維整體性三個策略，教師可以結合實際情況進行應用。如此一來，便可使思維能力的培養落到實處，并為學生更好地學習物理知識提供保障，為其更好的成長與發展打下堅實基礎。