APP下载

谈高中物理教学中如何增强学生抽象思维

2022-05-30梁文丽

中学理科园地 2022年5期
关键词:抽象思维物理教学有效策略

梁文丽

摘   要:高中学生进行物理知识的学习时,必须要具备一定的抽象思维,才能够将复杂、抽象的物理知识简单化,降低学习的难度。应大力发展学生的学习兴趣、物理观念、科学思维、实验探究能力以及科学态度与责任,助力学生获得更好地发展。本文主要探索高中物理教学中,发展学生抽象思维的有效措施。

关键词:高中;抽象思维;物理教学;有效策略

引言

高中时期,物理教师在教学中培养学生的抽象思维时,可以通过强化教学的方向性和目的性,使学生在物理学习过程中明白思维活动的过程、思维的方法和方式,最大限度地发挥出学生的能动性,从而让学生以一种积极的状态进行物理知识的学习,更好地帮助学生明晰物理概念、判断推理结论。当前高中物理教学中,主动性差、对事物的认知能力有限、物理实验操作能力不足等等因素严重制约了学生抽象思维的发展,而抽象思维对学生的物理学习影响深远,因此当前在高中物理教学中,如何增强学生的抽象思维是所有教师应该思考的问题。

1  物理抽象思维

物理学科就是让学生通过事物本身来研究物质的一般规律,并且对其进行运用的课程。物理抽象思维是以物理概念为依据展开的思维活动,而不是根据人们的感受到的或是想象到的物理现象展开思考的。物理抽象思维能够透过物理现象的表层,深入挖掘物理现象背后的本质和共性,进而形成相关的物理概念,以此进行推理和论证。以“力的概念”为例,如图1所示,力的概念是经过物理抽象思维的活动得来的,也就是说,是通过深入挖掘一类事物的共同属性而形成的,具有概括性和抽象性。

2  高中物理教学增强学生抽象思维的具体方法

2.1  物理教学和现实生活结合

高中物理知识是非常抽象的,并且具有严密的逻辑性,但是任何学科的教学都是和生活紧密联系的,所以在教学时,教师可以将知识和现实生活结合起来,以此培养学生的抽象思维。在具体的教学中,学生必须对基础的物理知识掌握透彻,同时能够用习得的知识来解释和解答生活中的物理现象[ 1 ]。学生进入高中后,其抽象思维发生了转变,更偏向于理论性的思维。而结合高中生的发展规律来看,对知识进行反复学习能够有效提升学生的抽象思维。除此之外,物理教师必须要有针对地进行教学活动,促进学生思维的发展。学生在物理学习中,将物理知识和生活中的一些现象联系起来,进而将抽象的物理知识具体化,转化为自己的知识,进而更好地发展其抽象思维能力。

以鲁科版物理教材为例,在讲“重力与重心”这一节内容时,学习完相关的概念后,为了帮助学生更好地理解“重心”,教师以生活中的不倒翁为例子进行说明,教师将一个不倒翁放在讲台上,让学生仔细观察,然后探讨不倒翁能够稳定不倒,和什么因素有关。有学生说因为不倒翁身体下边最重,有学生说因为不倒翁身体和地面接触面积最大。于是教师再次追问:那重心是不倒翁身体最重的那个点吗?由此引发学生思考:下重上轻的物体一般都比较稳定,这是因为重心比较低,不倒翁的重心在整个底部还是底部中间的位置呢?这一过程中,教師以不倒翁引起了学生的研究兴趣,学生在进行思考的过程,也就是思维活动的过程,通过对现象的思考,学生通过对不倒翁的重心位置以及影响重心的因素进行研究,促进了思维的活动。进而联想到生活中和重心有关的一些现象:立地式电风扇、扎马步、高层建筑等,通过对这些例子的分析、研究,再总结归纳抽象的物理知识,锻炼了学生的抽象思维。又如在刚开始骑自行车时,脚随着车移动,身体为什么就会出现后仰的情况;当突然刹车时,身体为什么会往前倾。通过对两个问题的思考,促进学生的抽象思维,就会想到惯性,并用惯性知识解释更多生活现象。通过对这些现象的思考和探究,打开了学生的思维,使学生的抽象思维能力得到更好的锻炼。

结合生活现象,构建学生物理观念,提升物理思维。物理观念作为学生客观、清晰认知世界的一种能力,需要学生透过生活现象的理解与认知去形成[ 2 ]。为此,为帮助学生构建物理观念,需要高中物理教师在教学过程中充分结合生活现象来对学生进行相关知识的引导。其不仅可以有效活跃课堂氛围,还可以有效深化学生对相关知识的理解,提高学生的物理思维能力,从而获得更为良好的教学效果。

以“超重与失重”的教学为例,教师便可以通过联系生活现象来帮助学生构建物理观念。如在课堂导入阶段,教师便可以联系生活中的一些超重与失重现象与学生进行探讨。如教师可以向学生提出问题“同学们,你们在坐升降电梯的时候,在其加速上升与加速下降的时候有没有一种特别的感觉?”“在坐飞机的时候,飞机起飞与降落过程中是不是也有这样一种特别的感觉?”“这样一种感觉到底是什么,又是因为什么而产生的?”在提出这些生活现象之后,学生就要不断地思考,同时教师与学生再进行深入探讨,并逐步引导学生认知超重与失重现象。如此,学生不仅可以更好地理解相关知识,物理思维也得到了提升和锻炼,还可以认知到生活中的物理原理,形成物理观念。

2.2  掌握正确的教学方法

在物理课堂上,教师在增强学生抽象思维时,应从学生对理论知识的整合概括能力、对物理知识在生活中应用的探究能力和科学推理的能力,来提升学生对物理现象和知识的探索能力,以此强化物理教学的效果[ 3 ]。在物理教学中,教师应指导学生进一步地剖析物理现象,让学生在这一过程中认识到物理现象的本质和规律,然后以科学的推理、整合等形式,对不同事物之间的联系进行深入的分析。对知识的比较和区分是抽象思维的主要表现形式,在具体的教学中,物理教师也可以通过此类方法进行教学活动,发展学生的抽象思维。

同样在“超重与失重”的教学中,教师通过实验来解释超重和失重的现象:在空塑料瓶的侧面打上几个小洞,将洞口堵住,在瓶子里灌满清水。当教师拿掉堵塞物,瓶子里的水就会通过洞口流出来;但是教师将瓶子松开,让其自由落体,在下落时,瓶子里的水并没有继续流出来。教师通过这一有趣实验现象,激发了学生的求知欲,继而让学生进行探究。学生在思考过程中,教师引导学生联系以前学过的知识,学生在经过思考和反复的实验后,认为在瓶子下落的过程中,瓶子里的水是失重的状态,所以不会再流出来。教师继续发问,为什么失重状态下,水不会流出来呢?学生想到之前学习过的压力,水在正常的状态下,受到压力,于是就会流出来,处于失重状态时,洞口附近的水也就不受压力,所以就没有流出来。学生通过这一普遍的现象,对其进行深入地探究,认识到水的失重是导致它不再流出的根本原因,再联系以前学习到的压力,继而对这一现象进行了解释,教师也在学生探究过程中给予了专业的指导,使学生深刻理解什么是失重,处于失重状态的物体运动状态具有什么样的特点,继而开展一系列的思维活动,让学生能够及时发现问题并进行深入的研究,学生对物理现象进行研究,得到了水流不再喷射和失重的物理知识有关,进而锻炼并提升了其抽象思维能力。

通过多种多样的教学方法,同样能够有效的提升学生的抽象思维能力。

(1)多媒体教学,激发学生学习兴趣,提高物理思维能力。

兴趣是学生高效学习的基本保障,同时也是学生学习道路上获得成功的最佳途径。为此,高中物理教师在教学过程中首要需要解决的问题就是激发学生学习兴趣。对此,教师可以积极借助信息技术手段来打造出生动、形象、有趣的物理教学课堂,从而在集中学生学习注意力,提升学生课堂参与积极性的基础上有效调动学生的求知欲,增强学生学习的兴趣,有了学习的兴趣,在不断学习的过程中,物理思维能力自然就得到了锻炼。

以“形变与弹力”教学为例,教师可以利用多媒体为学生展示生活中常见的一些形变现象与弹力现象,如播放拉弓射箭或蹦床的视频,并就此向学生提出问题:为什么弓拉的越满,箭射的越远?为什么蹦床下陷越大,人就弹起越高。通过多媒体视频的播放能够有效集中学生学习注意力,同时通过对应问题的提出,让学生不断地思考,进行一系列的思维活动,能够有效提升学生课堂参与积极性,如此,学生的学习兴趣能够被有效激发,锻炼并提升了抽象思维的能力。

(2)创设问题情境,发展学生科学思维。

学生科学思维的发展,需要其积极地去思考问题,并在此过程中有效地去推理、质疑、论证、总结与反思。基于此,高中物理教师在教学过程中需要积极创设问题情境来引导学生思考,并且在创设问题的时候需要注重问题的层次性与发散性。如此,在有效的问题情境引导下,学生的科学思维将得以良好发展,同时学习效果也将大幅度提升。

以“摩擦力”教学为例,教师便可以通过问题情境来发展学生科学思维。首先,教师可以向学生提出以下生活化问题:①为什么在冰面上行走更容易滑倒?②为什么用小推车拉货比直接在地上拖动货物更省力?通过这两个生活化问题的提出与解答来引导学生认知摩擦力,包括了解静摩擦力、滑动摩擦力与滚动摩擦力的概念。之后,教师可以向学生提出以下具有层次性和发散性的问题:①影响摩擦力大小的因素有哪些?②如何对摩擦力进行测量?③如何正确使用摩擦力来改善我们的生活?在提出这些问题之后,教师可以让学生进行自由讨论,同时在讨论的过程中对自身的设想进行验证,并得出最终答案。如此,在这样一个过程中,学生对于摩擦力知识的理解将更加深入,同时其科学思维也将获得良好发展。

2.3  综合高中学生的思维特点进行物理教学

高中学生在经历了九年的教育后,已经具备了完整的思维体系,思维特点是从形象思维逐渐向抽象思维过渡,辩证逻辑思维日趋发展。思维特点具体表现在其抽象思维的发展已经进入了成熟期,所以他们的抽象思维能力有了明显的提升,对物理符号和概念了解得更加清晰。学生在掌握一些物理概念的同时,还需要对其灵活运用,并且对生活中的一些现象可以用所学的物理知识来解释,将单一的物理知识点整合起来,建立完整的物理知识脉络[ 4 ]。在物理教学过程中,教师应以学生的思维特点为依据,制定符合学情的教学计划和目标,通过这些活动来增强学生的抽象思维,进而发展学生的抽象思维,促进学生物理综合能力的发展。

在“匀变速直线运动的研究”这一单元的教学中,教师在设计教学方案时,必须要考虑到高中生的认知能力和物理基础,然后再制定科学的教学方案。在“速度变化规律”教学中,需要学生掌握匀变速直线运动的基本特点和分类,并且要学会以此解释生活中的物理问题,对公式进行推导。那么教师在制定教学方案时,为了帮助学生理解这些抽象的物理知识,就可以设计多一些的例子,通过对例子的解读,帮助学生掌握相关的知识。如:汽车刹车、火车进站、飞机着陆等生活中的减速运动,使学生更好地理解匀变速运动,当速度为零时,这些物体的运动就彻底停下来了,借助速度和时间的关系式来计算其中的速度,这样学生通过对生活中常见现象的联想,来进行思维的活动,进而发展了抽象思维,且这样的思维活动更加符合高一学生的认知水平,所以学生学习起来无形中降低了难度。

2.4  开展课外实践,培养学生科学态度与责任

知识来源于生活,也应用于生活[ 5 ]。教学的本質目的不是为了让学生掌握多少知识,而是为了让学生更好地应用所学知识去改善生活。为此,教学不能局限于课堂之上,更需要让学生在生活实践中去进行应用。从而,在深化学生知识理解与发展学生知识应用能力的同时,也有效培养学生的科学态度与责任,从而提升学生的物理抽象思维能力。

以“能源与可持续发展”教学为例,这节课主要让学生了解:①哪些是常规能源,我们国家储备的常规能源是否满足人们的需求;②常规能源在使用的过长中是否会产生对环境的污染,人类如何处理他们之间的矛盾;③培养学生节约能源、爱护环境的良好观念。前两项内容可以在课堂上进行知识讲解,并让学生充分发挥想象和讨论,锻炼自己的思维能力。而后一项内容则需要让学生在现实生活中去感受,从而从内心深处引发警醒与共鸣。为此,教师可以组织学生进行一场以“能源使用与环境污染”为主题的实践调查活动,让学生去调查学校周边生活小区与生产企业的能源使用情况,以及调查在能源使用过程中出现的环境污染问题。在调查结束之后,还需要让学生针对所调查的结果来探讨出行之有效的解决环境污染与能源浪费的策略,如此提升了学生的抽象思维能力,让学生在这样的实践活动中培养出科学的态度与责任。

3  结束语

总而言之,高中生进行物理知识的学习时,需要具备一定的物理抽象思维能力,它能够帮助学生更好地理解复杂的物理知识,降低学习的难度。因此学生抽象思维的发展是教师在教学中的重中之重,教师要借助多种多样的教学工具,如多媒体设备、实验工具等,通过联系现实生活、结合高中学生的思维特点,以正确的教学手段进行物理教学活动,促进学生抽象思维能力的增强,继而全面发展学生的物理能力,这不仅是学生物理学习的要求,同时也是高中物理新课标对学生的要求。

参考文献:

[1] 王文海. 高中物理抽象思维能力的培养及简单化的教学设计策略[J]. 中学课程辅导:教师通讯, 2020(11):2.

[2] 黎小鹿.基于核心素养下高中物理高效课堂的构建[J].科学咨询,2021,20(7):214-215.

[3] 仇海波. 发挥主体作用使学生学会学习物理——自主学习的教学与思考[J]. 2021(6):101.

[4] 尹庆丰. 提升学生抽象思维能力的"可视化方法"的思考与实践[J].  2021(7):29-31.

[5] 黄保山.基于核心素养的高中物理高效课堂的构建[J].神州,2019,23(26):225.

猜你喜欢

抽象思维物理教学有效策略
浅论幼儿计算和幼儿体育教学
由“抽象”变“具体”
基于“翻转课堂”模式的教学设计
浅析初中地理课堂合作小组创建的有效策略
浅析加强物理实验教学 培养学生实验探究能力
浅谈如何让学生“乐学”“会学”初中物理
提高物理校本作业有效性的教学探索
小学语文教学激发文本阅读兴趣的有效策略
构建职校高效语文课堂的有效策略
有效开展幼儿游戏课程教学的策略探究