優(yōu)化教學(xué)策略培養(yǎng)學(xué)生物理抽象思維能力

【摘 要】本文論述培養(yǎng)學(xué)生物理抽象思維能力的具體做法，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)并體會(huì)抽象過程，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景以培養(yǎng)抽象能力，優(yōu)化習(xí)題講解并傳授抽象技巧，設(shè)計(jì)新穎問題以進(jìn)行抽象訓(xùn)練，注重訓(xùn)練引導(dǎo)以提升抽象自信，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)交流以提高抽象技能。

【關(guān)鍵詞】高中物理 抽象思維 教學(xué)策略

【中圖分類號(hào)】G ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2020）02B-0149-03

抽象思維是指基于對(duì)事物本質(zhì)屬性的分析、綜合、比較，獲得事物本質(zhì)特性的一種思維方式。良好的抽象思維能力能加深學(xué)生理解物理知識(shí)，提高學(xué)生的物理解題能力。因此，教師在授課中要注重物理基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)和抽象思維能力培養(yǎng)，講解抽象思維相關(guān)知識(shí)，并圍繞具體例題的講解與訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生抽象思維能力的提升。

一、鼓勵(lì)自主學(xué)習(xí)，體會(huì)抽象過程

教師在高中物理授課中，應(yīng)將學(xué)習(xí)的自主權(quán)交給學(xué)生，并引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)教材內(nèi)容，準(zhǔn)確記憶物理內(nèi)容，了解具體概念的形成過程，認(rèn)識(shí)抽象思維的重要性。具體來說，（1）教師要為學(xué)生詳細(xì)列出自主學(xué)習(xí)目標(biāo)，要求學(xué)生不能死記硬背物理結(jié)論，而是要追本溯源，認(rèn)真領(lǐng)會(huì)物理知識(shí)的推導(dǎo)過程，思考如何從復(fù)雜的物理情景中抽象出物理結(jié)論。（2）教師要圍繞學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)相關(guān)的問題，要求學(xué)生認(rèn)真分析，思考在抽象過程中應(yīng)注意的問題以及相關(guān)細(xì)節(jié)，掌握抽象的相關(guān)思路，為以后更加深入地學(xué)習(xí)物理知識(shí)，更好地分析與解答物理問題做好準(zhǔn)備。

比如，在學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，要求學(xué)生通過自學(xué)教材中的內(nèi)容，思考如何從物體下落的現(xiàn)象中抽象、總結(jié)出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。以生活中不同形狀物體的下落速度為切入點(diǎn)，抽象出相關(guān)問題：不考慮物體下落時(shí)受到的空氣阻力，物體由靜止下落，其速度是否與其自身質(zhì)量有關(guān)。而后通過實(shí)驗(yàn)以及結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，抽象出自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)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(zhì)量無關(guān)，剛好與所做的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一致。

在授課中，教師鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)教材內(nèi)容，引導(dǎo)其領(lǐng)會(huì)物理結(jié)論的推導(dǎo)過程，體會(huì)如何從司空見慣的情景中抽象出物理結(jié)論的過程。學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)不難發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)抽象過程中，根據(jù)物體下落的運(yùn)動(dòng)情況，對(duì)相關(guān)的因素進(jìn)行處理，如需要忽略空氣的阻力，結(jié)合運(yùn)動(dòng)公式，推導(dǎo)出物理結(jié)論，這就是一個(gè)抽象的過程。

二、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，培養(yǎng)抽象能力

提高學(xué)生的抽象意識(shí)是培養(yǎng)其抽象能力的基礎(chǔ)工作，因此，教師在授課中要結(jié)合教材內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)相關(guān)教學(xué)情景，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行分析，培養(yǎng)抽象能力。（1）充分利用教學(xué)資源，靈活運(yùn)用多種手段創(chuàng)設(shè)有趣的教學(xué)情景。例如，借助多媒體技術(shù)播放動(dòng)態(tài)化的情景，或聯(lián)系生活創(chuàng)設(shè)學(xué)生較為熟悉的情景，以更好地激發(fā)學(xué)生的抽象興趣，使其體會(huì)抽象的樂趣。（2）引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)。讓學(xué)生通過認(rèn)真閱讀，冷靜分析，把握隱含在教學(xué)情景中的物理問題，抽象出物理模型，然后調(diào)用頭腦中儲(chǔ)備的物理知識(shí)進(jìn)行推導(dǎo)，得出正確的結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的抽象能力。

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

借助多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考，抽象并推導(dǎo)重力勢(shì)能的計(jì)算公式。這不僅使學(xué)生找到重力勢(shì)能的決定因素，深刻理解重力勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)概念，而且使學(xué)生認(rèn)識(shí)到正確的抽象在學(xué)習(xí)物理中的重要性。

三、優(yōu)化習(xí)題講解，傳授抽象技巧

教師講解高中物理習(xí)題時(shí)，不僅要關(guān)注解題結(jié)果，而且要注意培養(yǎng)學(xué)生在剖析解題過程中的抽象技巧，使其體會(huì)如何從問題情形中抽象出物理實(shí)質(zhì)，掌握抽象的一些細(xì)節(jié)問題。一方面，做好物理習(xí)題的優(yōu)選。從習(xí)題中選擇代表性較強(qiáng)的物理試題，利用這些試題培養(yǎng)學(xué)生分析能力，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)忽略題干中的無用內(nèi)容，利用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行合理分析、抽象。另一方面，引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用多種抽象方法，如等效法、假設(shè)法，找到其與所學(xué)知識(shí)的契合點(diǎn)，迅速找到解題突破口。不斷提升學(xué)生解題能力，更好地掌握抽象技巧。

比如，在講解圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)時(shí)，可聯(lián)系學(xué)生生活，選擇這樣的習(xí)題：

公園里的過山車，駛過軌道的最高點(diǎn)時(shí)，乘客在座椅里頭朝下。設(shè)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(diǎn)時(shí)人體對(duì)座椅的壓力等于其自身重力，則過山車在最高點(diǎn)的速度為多少？

該習(xí)題涉及的情形對(duì)學(xué)生而言并不陌生。如何對(duì)給出的情景進(jìn)行抽象，是順利求解的關(guān)鍵。教師在授課中可繪制過山車的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，要求學(xué)生忽略過山車運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)情形與學(xué)生所學(xué)的圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)相近，因此可運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)進(jìn)行解答。將人看成質(zhì)點(diǎn)，對(duì)其受力情況進(jìn)行分析。其受到自身的重力、座椅對(duì)他的支持力方向偏向下，大小為 2mg，該力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。根據(jù)所求的圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知 2mg=，即，。通過該題目的講解使學(xué)生意識(shí)到，在解答物理問題時(shí)為保證抽象的正確性應(yīng)抓住問題的重點(diǎn)進(jìn)行抽象，然后繪制相關(guān)的草圖輔助分析，就可更好地抓住問題的實(shí)質(zhì)，并解決問題。

四、設(shè)計(jì)新穎問題，進(jìn)行抽象訓(xùn)練

培養(yǎng)學(xué)生的物理抽象思維能力，做好相關(guān)訓(xùn)練是很重要的一環(huán)。因此授課中應(yīng)嚴(yán)把習(xí)題訓(xùn)練關(guān)，通過設(shè)計(jì)新型的問題，激發(fā)學(xué)生訓(xùn)練興趣，鍛煉學(xué)生抽象思維的靈活性。高中物理涉及的知識(shí)點(diǎn)較多。圍繞一些知識(shí)點(diǎn)，能夠設(shè)計(jì)很多新穎的問題。因此應(yīng)注重結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)好的物理習(xí)題進(jìn)行創(chuàng)新性整合，或自己設(shè)計(jì)一些物理問題，對(duì)學(xué)生的抽象思維進(jìn)行有針對(duì)、有目的性的訓(xùn)練。在具體做法上，為激發(fā)學(xué)生的訓(xùn)練興趣，可要求學(xué)生相互比賽，看哪一位學(xué)生通過合理的抽象先找到解題思路。激發(fā)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，使學(xué)生更好地投入到訓(xùn)練中。

比如，在講解平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)時(shí)，可設(shè)計(jì)以下新穎的問題情境，對(duì)學(xué)生的抽象思維能力進(jìn)行訓(xùn)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(tái)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(tái)階是（ ?）

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

要求學(xué)生認(rèn)真審題，對(duì)小球的運(yùn)動(dòng)情景進(jìn)行合理抽象，并積極回顧所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行正確作答。小球運(yùn)動(dòng)時(shí)只受其自身重力作用，因此與平拋運(yùn)動(dòng)的情景相符合，可使用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)進(jìn)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(dāng) h=1 時(shí)，s=≈ 1.8 m>1 m;當(dāng) h=2 時(shí)，s=≈2.53 m>2 m;當(dāng) h=3 時(shí)，s=≈3.1>3 m;當(dāng) h=4，s=≈3.6 m<4 m。因此該小球?qū)⒙湓诘?4 個(gè)臺(tái)階上，正確選項(xiàng)為 D。該題目創(chuàng)設(shè)的情景較為新穎，很好地激發(fā)了學(xué)生的思考熱情，使學(xué)生的抽象思維能力得到較好的訓(xùn)練。

五、注重訓(xùn)練引導(dǎo)，提升抽象自信

為更好地提升學(xué)生的抽象思維能力，增強(qiáng)學(xué)生訓(xùn)練中的抽象自信，應(yīng)關(guān)注學(xué)生的訓(xùn)練情緒，給予訓(xùn)練引導(dǎo)，幫助其克服訓(xùn)練中遇到的問題。一方面，訓(xùn)練時(shí)要求學(xué)生獨(dú)立思考，認(rèn)真回顧所學(xué)的物理知識(shí)以及抽象方法與技巧，分析參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系，能夠從復(fù)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(tái)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，給予針對(duì)性點(diǎn)撥，使其能夠認(rèn)識(shí)到抽象過程中存在的問題，并及時(shí)解決，更好地找到解題思路。如要求學(xué)生把握題干中的關(guān)鍵詞，降低解題難度，提升其訓(xùn)練體驗(yàn)，以更高的自信投入到訓(xùn)練活動(dòng)中。

抽象思維對(duì)學(xué)生的各項(xiàng)能力要求較高，在訓(xùn)練中，部分學(xué)生可能會(huì)不知如何分析問題，如下題：

如圖所示，在豎直平面內(nèi)滑道 ABC，關(guān)于 B 點(diǎn)對(duì)稱，且 A、B、C 三點(diǎn)在同一水平線上。若滑塊從 A 到 C 和從 C 到 A 所用的時(shí)間分別為 t1 和 t2，滑塊與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定不變，則其大小關(guān)系為。

很多學(xué)生看到該題時(shí)不知如何下手，這就需要教師給予引導(dǎo)。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察圖，可以發(fā)現(xiàn) AB 和 BC 兩段是弧線，可運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)進(jìn)行分析。將整個(gè)過程分為 AB 和 BC 兩段，分別使用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)進(jìn)行求解。在 AB 段 mg-N=，在 BC 段 N-mg=;又因?yàn)?f=μN(yùn)。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(yùn)動(dòng)至 C 受到的摩擦力小于從 C 運(yùn)動(dòng)到 A，因此，t1

六、鼓勵(lì)學(xué)習(xí)交流，提高抽象技能

在高中物理授課中，為了提升學(xué)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(lì)學(xué)生在課堂上進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，使學(xué)生通過交流，認(rèn)識(shí)與彌補(bǔ)抽象過程中的不足，促進(jìn)抽象技能的提升。一方面，教師要讓學(xué)生意識(shí)到學(xué)習(xí)交流的重要性，提高學(xué)生的交流意識(shí)。同時(shí)要做好合理的教學(xué)課時(shí)安排，為學(xué)生提供交流的機(jī)會(huì)，比如，為學(xué)生專門留下一節(jié)課的時(shí)間，要求其就抽象思維方面遇到的問題進(jìn)行交流。另一方面，教師要鼓勵(lì)學(xué)生相互分享解答相關(guān)物理問題的抽象經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)其注重借鑒他人的長(zhǎng)處，不斷彌補(bǔ)自己的不足，總結(jié)一套適合自己的解題方法，促進(jìn)抽象技能的顯著提升。

在教學(xué)中，為提高學(xué)生的抽象能力，鼓勵(lì)學(xué)生之間相互交流，使學(xué)生更好地掌握抽象技能，并在分析問題時(shí)靈活運(yùn)用假設(shè)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(wěn)定風(fēng)力的作用下發(fā)生傾斜，繩和豎直方向的夾角為 30°。如圖所示，設(shè)每只燈籠的質(zhì)量為 m，則從上往下第 1 只燈籠對(duì)第 2 只燈籠的拉力大小為 。

通過認(rèn)真審題，對(duì)該情境進(jìn)行抽象，不難發(fā)現(xiàn)該題可使用力的平衡知識(shí)進(jìn)行解答。以第 1 只燈籠為研究對(duì)象，運(yùn)用整體與隔離的技巧，可將剩下的 4 只燈籠看作一個(gè)整體。不難求出拉力 。通過該題目的講解，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到分析物理問題時(shí)不僅要提高抽象意識(shí)，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(xué)生的物理解題能力以及物理學(xué)習(xí)成績(jī)上發(fā)揮重要作用，因此，在高中物理授課中應(yīng)做好抽象思維能力培養(yǎng)，通過優(yōu)化教學(xué)細(xì)節(jié)，不斷提高學(xué)生抽象思維能力培養(yǎng)效果。

【參考文獻(xiàn)】

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

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

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

（責(zé)編 盧建龍）