如何引导学生运用抽象思维方法学习物理

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物理概念是抽象思维的成果，物理概念教学的目标之一就是培养学生的思维能力。在物理概念教学中，要使学生明确建立物理概念的事实依据，教师应该刻意地引导学生在感性材料的基础上运用分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎、比较与分类、还有科学推理等抽象思维方法来建立概念。这是一个运用抽象思维建立物理概念的过程，也是一个通过建立物理概念培养抽象思维的过程。教师应该充分挖掘概念教学中各环节的潜能，引导学生运用抽象思维方法，掌握物理概念，培养抽象思维。下面我们将结合实例，对各个环节的潜能做探索性地挖掘：

一、感知活动

感知活动是物理概念形成的教学基础，它包括“提出问题”、“导读材料”和“观察实验”这三个要素。当然，这三个要素都必须围绕以丰富学生的感性认识为前提。此过程中要求教师引导学生在积极抽象思维中去感知，并把感知获得的感性材料经过抽象思维的加工，达到对其本质进行认识的目的。

我们以“功”的概念教学为例，“功”是在“力”的基础上形成的概念。对于初学者来说，是一个复杂而又抽象的新概念。物理教师可以这样提出问题：“功”是一个多意词，有“贡献”的意思，如功劳、立功；有“成效”的意思，如事半功倍。力学中的“功”，又是什么意思？问题提出，引起学生启动思维。学生会分析“功”的两种基本意思，并进行比较两者的区别，进而对力学中的“功”产生猜想与期待。教师对“做功”的概念进行阐述之后，指导学生阅读导读材料，联系机车牵引车厢等生活实例，再组织学生用手推动纸盒前移、用手把水桶提起等实验。在这些感性材料的基础上，引导学生用抽象思维方法进行思考。分析受力：纸盒、桶、车厢的受力情况，分析运动：纸盒被推动、桶被提高、车厢被牵动。用比较法来发现各个研究过程异同点，归纳推理得出：虽然具体对象、过程不同，但是这些过程中物体都在受力的方向上发生了一段位移。从过程中众多复杂因素中抽象出主要因素，概括得出：物体受力而且在这个力的方向上发生了相应的位移才是做功的关键。

二、建构结构

一个物理概念是否建立，是否完善，关键是这个概念对应的系统结构是否形成，是否完整。在“感知活动”的基础上，利用分析与综合、抽象与概括、分类与比较等抽象思维方法，可以帮助学生完成“概念结构”、“数学结构”和“知识结构”等系统结构的建构。

我们还是以“功”的概念教学为例，在此环节中继续引导学生积极地抽象思维。

（一）概念结构

分析感性材料，抽象出理想模型，通过分析综合、概括得出功的特性是（1）物体受到某个力F的作用，（2）该受力物体沿此力方向发生了位移S。

（二）数学结构

功的定义式：W=FS。由此进行逻辑推理，当F与S夹角为θ时，通过思维分析，把F分解得出与S同方向的分力F1做功为W1=FScosθ，与S方向垂直的分力F2做功为W2=0。由此，进行综合、演绎推理得出功的普遍计算式：W=FScosθ。对于做功过程，还要引导学生积极思维分析，明确是哪个力对物体做功，再思维综合得出合力做的功。把数学公式与物理意义结合起来，分析θ的变化，用数学计算分析得出“正功”和“负功”的概念，再经过分类与比较对正功和负功的物理意义给予解释。

（三）知识结构

在功的概念的基础上，可与速度做类比，从而推理得出功率的概念。继续用演绎推理得出重力、弹力、摩擦力做功的特点，从而完善知识结构。

三、掌握方法

在概念教学中，不仅要使学生搞清物理概念所反映的物理现象、物理过程的本质，搞清其定义式，还要使学生掌握物理抽象思维的方法。物理概念的形成有利于物理抽象思维方法的熟练，因为在物理概念教学中涉及到的实验方法、观察方法、测量方法、数学方法中无不渗透着抽象思维的具体方法。教学中教师应该刻意地向学生介绍这些方法，使他们了解使用这些方法的重要性、技巧性、必要性等。这样，学生们在以后的物理知识学习或者物理问题解决的过程中，会有意识地使用这些方法，练习这些方法。从而达到了培养锻炼抽象思维的目的。

四、巩固深化

巩固和深化是物理概念教学程序的必要环节。它是指教师引导学生用抽象思维把所建立的概念牢牢地同化到自己的知识体系中，并不断丰富概念的内涵，发展概念的外延。还要引导学生积极思维，应用概念知识解决问题和接受新问题。当然，这个过程也是对抽象思维巩固深化的过程。

例如，通过对功和能，动能和动量，动能定理与动量定理和牛顿第二定律的分析比较，归纳出其异同，进而加深对各个概念的理解。“单摆”、“弹簧振子”、“漂浮的木块”是中学物理课程中的常见例题，在学习“简谐振动”概念之后，建议教师引导学生通过分析、比较、抽象概括建立它们的理想模型，借助数学知识运用归纳推理证明这些实例都是简谐振动的特例。这样既丰富了概念内容，也锻炼了抽象思维的方法。解答物理习题，是巩固概念的必要环节，也是运用抽象思维的重点环节。对一道物理题，该如何下手？分析与综合是找到适题知识的关键方法。另外，理想化方法、类比方法、外推法、极值法、近似法、分析综合法、隔离与整体法、数学法都是解答物理习题的常用方法。这些方法的综合运用既能加深对物理概念的理解，又能培养抽象思维能力。

五、评价反馈

评价与反馈是对学生的概念掌握情况和能力发展情况进行估价，从而调整、控制教学过程。它既是使物理概念形成上升到深刻认识的环节，也是调整和促进学生抽象思维良好发展的契机。评价与反馈应在教学的各个环节中不断地、及时地实施。

（一）课堂评价反馈

切忌“满堂灌”的教法，应留给学生思考的时间，善于启发学生思考。观察学生的各种语言的、动作的、情感的表现，以利于抓住反馈信息及时调整教学方法。提倡讲练结合，观察学生的练习和讲评，及时评价反馈。加强师生信息交流，用讨论、问答等形式实现评价反馈。

（二）课后评价反馈

批阅学生的作业、阶段性测试试卷是教师获得课后评价反馈信息的主要途径，教师应认真负责，分析学生对概念的掌握，和抽象思维能力发展情况，对发现的问题要及时引导学生改正，必要时还要进行个别辅导。在获得评价反馈信息之后教师应全面分析，学生的进步快慢与老师的教学方法关系密切。首先查找教师自身在方法上的不足，及时改进。另外，对表现好的同学进行表扬，对表现欠佳的同学及时鼓励，争取使全体同学的知识和思维能力整体推进。

最后需要注意的是，首先抽象思维的培养要有机地融合到概念教学的各个环节中去，构成一个和谐统一的过程。另外，教师在这个过程中的角色应是一个组织者、启发者、引导者，而不是盲目的知识灌输者。学生们的角色应该是积极探索者、主动思考者，而不是被动的知识储罐。在物理概念教学中培养学生的抽象思维能力，既能做到“授人以鱼”，也能做到“授人以渔”。物理概念教学中深藏着无穷尽的潜能，这就需要物理教学工作者共同来挖掘，使学生的抽象思维能力得以更好地发展。