杨小京

摘   要：思维能力是智力和能力的核心，因此培养思维能力是提升智育水平的一个重要途径。发展思维能力的突破口是培养思维品质，思维品质是在运用不同的思维方法学习知识的过程中逐步提升的。学习不同类型的知识会用到不同的思维方法，在初中物理教学中经常使用的思维方法有分析与综合、抽象与概括、科学推理等，将这些思维方法渗透到日常的学习过程中，可以提升学生的思维能力，进而发展学生的智力。

关键词：初中物理；思维能力；分析与综合；抽象与概括；科学推理

中图分类号：G633.7    文献标识码：A    文章编号：1009-010X（2023）05-0004-04

思维能力既是智力和能力的核心，又是各种素养的核心，因此培养思维能力是提升智育水平的一个重要途径。《义务教育物理课程标准（2022年版）》中指出，物理课程要培养的核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任，其中科学思维既是从物理学角度对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认知方式，又是建构物理模型的抽象概括过程，同时其还是分析与综合、推理与论证等方法在科学领域的具体运用。依据科学思维的具体内容，本课题组尝试将物理思维方法与学习过程进行有机融合，以将隐性思维方法显性化，并根据不同的教学内容培养不同的思维方法，以在初中物理课堂教学中建立思维培育理念，如此可使学生于学习知识的同时，提升思维能力，发展智力。

一、培养学生进行分析与综合的能力

分析是从整体到局部、由统一到分离的思维方法，综合是从局部到整体、由分离到统一的思维方法。它们紧密联系，不可分割，具有辩证统一的关系。从思维的角度来看，物理分析方法的特点是从物理事物的整体深入到组成它的各个部分和要素，然后再通过研究各个组成部分和要素来认识物理事物的整体规律和本质的。物理综合方法的特点则是在分析的基础上，将研究对象的各个组成部分和要素在思维中重新组合成一个整体，然后从整体上把握事物的本质和规律的。在初中物理教学中，解决力学问题的隔离法就是一种分析思维方法，其将研究对象与其他物体隔离开来，然后单独对隔离出来的物体进行受力分析，并运用相应的定律来分析求解。如图1所示，完全相同的AB两物块叠放在水平桌面上，用F₁=50N的水平力作用在B物块上，AB一起做匀速直线运动，此时B物块所受的摩擦力为_____N，地面对A物块的摩擦力为_______N.

本题可以采用分析法求解，即将B物体隔离出来，对B物体进行受力分析，然后根据二力平衡可知A对B的摩擦力f₁=F₁=50N（如图2所示）。也可以将A物体隔离出来，对A物体进行受力分析，然后根据二力平衡可知B对A的摩擦力f₂与地面对A的摩擦力f₃是一对平衡力， f₁与f₂是一对相互作用力，由此推理可知f₃=f₂=f₁=50N。同时此题还可以用整体法（综合）求解，即把AB看成一个整体（如图4所示），此时f₃= F₁=50N。将隔离法和整体法作为两种解题思路分享给学生，既能实现一题多解，又能提高学生思维的灵活性，促进学生思维发展。

分析与综合方法还可以应用在物理规律的学习中，例如在研究串联电路中的基本规律时，教师可利用实验对I、 U、 R、 P四个物理量逐一进行测量和计算，以寻找它们之间的关系，然后再把这些关系重组到一起，就可概括出串联电路的基本规律。即首先利用图5所示电路进行实验，并记录三个电流表的示数分别为I₁、I₂、I₃；然后再利用图6所示电路进行实验，以得到L₁、L₂两端的电压分别为U₁和U₂，根据R=U/I，可得到L₁、L₂的電阻分别为R₁和R₂，然后再根据公式P=UI，可得到L₁、L₂的实际功率分别为P₁和P₂，以上过程结束后学生将数据填入实验记录单，然后再换上另外两个规格不同的小灯泡再做几次实验，并记录数据，最后教师引导学生观察、分析、比较这些实验数据，可发现串联电路中各处电流都相等，且电阻越大，两端电压越大，实际电功率越大的规律。

从物理教学过程的角度看，以上教学的逻辑主线是提出问题——分析问题——解决问题；从思维的角度看该物理学习过程是从感性具体到思维抽象，而对感性材料的加工处理离不开分析与综合，所以分析与综合是物理思维中最基本的方法。

二、培养学生进行抽象与概括的能力

思维最显著的特征是概括。无论是物理学科的学习还是其他学科的学习，都离不开概括能力。要想提升概括能力，就必须创设思维型学习活动，并引导学生用抽象与概括的思维方法进行学习才行。抽象就是在思想上把事物的本质属性或特征和非本质属性或特征区分开来，即舍弃非本质属性或特征，抽取出本质属性或特征。概括是在思想上将许多具有某些共同特征的事物，或将某种事物已分出来的一般、共同的属性、特征结合起来，换言之概括过程就是把个别事物的本质属性推及为同类事物本质属性的过程。在初中物理教学中，抽象与概括思维方法主要体现在模型建构和概念形成方面，如在学习做功的必要因素时，运用的就是抽象与概括思维方法。

在图7五种场景中，力对物体都做了功。对此教师可引导学生观察、分析力对物体做功时有什么共同特征，并辨析做功时的本质特征和非本质特征，如此可最终概括出其本质特征。教师经课堂实践发现大部分学生能说出做功的两个关键因素：力和距离，但是在概括“力与距离的关系”这个本质特征时较为困难，针对这个问题，依据实践经验可这样设计（如图8所示）：

引导学生比较做功与不做功的异同，发现做功时的“距离”是在力的方向上移动的距离，由此最终可概括出做功的兩个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动的距离。实际上在建构物理概念的过程中不仅会用到抽象与概括思维方法，很多时候还会综合运用多种方法，如分析与综合的方法、比较与分类的方法等，如图9所示。

初中阶段的学生会遇到很多物理模型，它们主要是利用抽象与概括的方法建立起来的理想化模型。模型建构是指从复杂的现象中抽取出该现象最主要的元素或参数，并找到这些元素或参数之间的正确关系，然后在此基础上确立最重要的几个元素及这些元素之间的相互关系，以形成正确的结构模型，进而描绘出原本复杂现象的过程。如杠杆模型的构建，教师可先出示在生活中使用杠杆的范例，然后引导学生观察、分析这些范例杠杆在使用过程中的共同特征，随后教师可启发学生从杠杆材料、杠杆形状、杠杆受力及运动特点等方面进行思考，如此既可为学生搭建思维支架，又可引导学生概括出杠杆的本质特征。

当固定点、硬棒、受力转动这些本质特征被提取后，教师就可以鼓励学生基于感性认识，将这些本质特征按照一定的逻辑进行组织和概括，如此可将生活中的杠杆简化以抽象出杠杆模型。当然此时的模型也只是初步模型，还需要找到杠杆模型的一些重要元素，如动力、阻力、动力臂和阻力臂，并通过探究的方式寻找到这些重要元素之间的关系，才能最终构建起真正的杠杆模型。模型建构是一种重要的科学方法，是培养学生抽象与概括能力的一个重要过程，其具体操作可参照图10（北京教育学院 冯华教授提供）。

抽象与概括既是重要的抽象思维方法，又是学生深刻掌握物理概念的前提。目前本课题组正在逐步探索物理模型和物理概念的建构方法，同时根据学生的发展规律和学科结构，有计划、有目的地培养学生的抽象思维能力。

三、培养学生进行科学推理的能力

科学推理是基于实践活动，依据事实证据进行的符合逻辑的判断。按照其思维进程的不同，科学推理一般可分为归纳推理、演绎推理和类比推理。归纳推理在初中物理教学中运用较为广泛，它是由一些个别、特殊的判断推出一般判断的思维方式，其思维过程主要有三步：第一，收集材料。即通过观察、实验获得大量感性材料。第二，整理材料。即将材料进行归类，以得出反映事物外部特征和条件的判断。第三，抽象概括。即经过分析、综合、比较等，排除无关、非本质的因素，然后抽象出本质因素，以概括出一般性规律。现以牛顿第一定律的教学过程为例对其进行阐述。

环节一：提出观点

环节二：初步推理

在上面两个环节中，学生在实验的基础上表明观点，然后进行简单推理，并将阻力作用的大小转化为小车运动路程的长短。即确定路程为因变量，小车在水平面上的初速度和在水平面上的阻力为自变量，然后通过控制初速度这个自变量，研究阻力对因变量的影响，具体思路如图11所示：

环节三：科学论证

对实验数据进行对比、分析、推理后可引导学生进一步假设得出若阻力为零，则小车的速度不会减慢，会永远运动下去，这与几百年前伽利略通过理想实验得出的结论是一致的，然后引导学生学习梳理牛顿第一定律。此教学过程，是以实验为基础，依据事实证据进行科学推理，从观点到结论的物理规律建构过程。

教师应引导学生尝试运用不同的思维方法学习不同类型的物理知识，并将思维方法与学科知识进行有机融合，以关注学生思维发展的进阶性。只有这样才能提升学生的思维素养，这是学生发展的基础。