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【摘 要】物理抽象思维是以物理概念为思维材料,以物理概念、物理判断和物理推理的形式反映物理事物的本质,把握对物理事物的本质特征和内在联系的认知过程。在物里研究和物理学习中,抽象思维具有十分重要的作用,它不仅是提出物理问题、建立物理概念、获得物理规律、系统物理知识及解决物理问题的重要思维方式,而且是学好物理知识、培养各种能力的重要手段和必要条件。
【关键词】物理;抽象思维;培养
一、从物理事实出发,进行抽象概括
在新课程改革中,物理课程的基本理念是要从生活走向物理,从物理走向社会。因此,培养物理抽象思维能力就要从生活、从物理事实着手培养,从物理事实出发,建立概念,这是一个抽象概括过程,物理学上的所有概念几乎都是这样形成的。例如,力的概念就是在大量物体间相互作用的事实的分析基础上形成的。马拉车,车由静止开始运动;磁铁吸引铁钉,铁钉由静止开始运动;手压弹簧,弹簧被压缩;大球碰小球,小球开始运动,其中所谓“拉”、“吸”、“压”“碰”都是物体间的作用方式,这些被作用的物体包括车、铁钉、弹簧和小球,它们或者发生运动状态的改变,或者发生形变。可见,力是一个物体对另一个物体的作用,作用的结果使被作用的物体发生运动状态改变(即产生加速度)或发生形变。力的概念就这样从大量物理事实基础上抽象而建立起来的。
物理模型也是通过抽象概括而建立的。例如,质点是一个具有质量的几何点,由于很多力学问题中物体的大小和形状的影响可以不计,为了突出物体的质量这个主要因素,经过物理抽象而建立了质点模型。
二、加强抽象概括能力的培养
抽象就是在思想上把一事物的本质属性或特征和非本质属性或特征分开来,从而舍弃非本质属性或特征,并抽取出本质属性或特征的过程。经过抽象过程,事物的本质属性和非本质属性的界限清楚了,认识便上升到了理性阶段。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的、共同的属性、特征结合起来的过程。概括的过程,就是把个别事物的本质属性,上升到同类事物的本质属性,这也是思维由个别通向一般的过程。
物理抽象思维最显著的特点是抽象性与概括性的统一。物理抽象思维之所以能揭示物理事物的本质特征和内在规律性,主要来自抽象和概括的过程。同时,抽象和概括在思维的发展和培养中起着十分重要的作用。第一,抽象和概括是人们形成和掌握物理概念的前提。学生对物理概念的掌握情况,是直接受他们的抽象和概括水平制约的。物理概念是物理事物的本质属性和共同特征在人们头脑中的反映,是物理事物的抽象,没有抽象和概括能力,是不可能深入理解物理概念的。第二,概括是思维的速度、灵活迁移程度、广度和深度、创造程度等智力品质或思维品质的基础。没有概括,就没有迁移,就不可能有思维的灵活性和创造性;没有概括,就没有“缩减”的形式,就不可能有思维的敏捷性。由此可见,抽象和概括在物理抽象乃至整个物理思维过程中起着重要的作用。如果中学生的物理抽象和概括能力很差,就会严重限制物理抽象思维能力的发展。
三、建立合理的教学内容的逻辑结构
物理学科是以基本概念为基石,以基本原理为骨架,以基本方法为纽带所构成的逻辑体系。物理学科的知能结构图应包括实验基础、理论体系(物理概念、物理定律、物理定理、物理理论及其相互关系)、数学表达、物理方法、延伸与应用等内容。这些内容之间存在着紧密的逻辑关系。因此,我们在教学过程中,应抓住这种关系,精心设计教学内容,使之具有合理的逻辑结构。
首先,课堂教学中应按照提出问题---分析问题---解决问题的逻辑主线展开教学内容,做到提出疑问以激发学生的学习兴趣和吸引学生的注意力,分析疑问以启发学生积极思考和正确推理,以培养学生思维的逻辑性和严密性,结论建联以培养学生抽象和概括能力并便于学生牢固记忆。
其次,系统物理知识,形成知识结构。形成合理的物理知识的结构,不仅有利于学生对物理知识的理解和掌握,而且有利于学生物理抽象思维能力的发展。在教学中,要引导学生不断进行总结,将所学知识系统化。这不仅可以使学生搞清各部分之间的逻辑关系,明确各知识点在知识结构中所处的地位、各个概念及规律之间的联系与区别,而且可以培养学生的归纳和概括能力。
四、使学生掌握抽象思维的基本方法
物理学科中抽象思维的方法主要有分析与综合的方法、抽象与概括的方法、归纳与演绎的方法、比较与分类的方法、物理推理的方法等。要在知识教学、问题解决、科技活动中,让学生通过亲自探究,掌握这些方法。自然物理的研究对象和研究过程,大都是经过分析、综合之后,把最本质的、最基本的抽象出来,以建立理想模型和理想过程。在教学过程中,要说明引入理想模型和理性过程的必要性、可能性和合理性,使学生认识到把复杂的问题简化既有必要性又有意义,同时,使学生掌握如何将实际问题转化为物理问题,如何简化物理对象和过程,从而培养学生研究和处理问题的理想化的思维方法。例如,类比是根据两个(或两类)对象在某些属性上相似而推出它们在另外一些属性上也可能相似的一种推理形式。类比的方法在自然科学研究中具有广泛的应用,应用之一就是提出物理模型,如:分子结构、原子结构、原子核结构、DNA双螺旋结构等。因此,在这些模型教学中,引导学生掌握类比思维的基本方法,有利于提高他们的物理抽象思维能力。
五、加强物理教学中的因果分析
因果关系是客观世界的一种普遍的、本质的关系。在物理教学中,深入揭示物理事物、物理概念、物理规律及物理问题中的因果关系,既有助于学生牢固掌握物理概念和物理规律,灵活的运用它们解决实际问题,也有利于学生抽象思维能力的培养。比如分清因果关系的举例,比值定义法是物理学中定义物理量常用的一种方法,如密度、速度、比热、电阻、电场强度、磁感应强度等都应用了这一方法,在这些定义式中,物理量之间并非都是互为比例关系的。但学生在理解这些物理量时,常常分不清哪些量之间有因果关系,哪些量之间没有因果关系。
六、搞清物理学科中的辩证关系
物理学科中存在许多对立的东西,如动与静、内与外、常与变、曲与直、有限与无限、精确与近似、一般与特殊、量变与质变等。这些对立的事物双方,既互相排斥、相互斗争,又相互依存、相互贯穿。在教学过程中,要尽可能给学生分析它们的辩证关系,从而培养学生的辩证思维能力,使学生的思维更加深刻。
【关键词】物理;抽象思维;培养
一、从物理事实出发,进行抽象概括
在新课程改革中,物理课程的基本理念是要从生活走向物理,从物理走向社会。因此,培养物理抽象思维能力就要从生活、从物理事实着手培养,从物理事实出发,建立概念,这是一个抽象概括过程,物理学上的所有概念几乎都是这样形成的。例如,力的概念就是在大量物体间相互作用的事实的分析基础上形成的。马拉车,车由静止开始运动;磁铁吸引铁钉,铁钉由静止开始运动;手压弹簧,弹簧被压缩;大球碰小球,小球开始运动,其中所谓“拉”、“吸”、“压”“碰”都是物体间的作用方式,这些被作用的物体包括车、铁钉、弹簧和小球,它们或者发生运动状态的改变,或者发生形变。可见,力是一个物体对另一个物体的作用,作用的结果使被作用的物体发生运动状态改变(即产生加速度)或发生形变。力的概念就这样从大量物理事实基础上抽象而建立起来的。
物理模型也是通过抽象概括而建立的。例如,质点是一个具有质量的几何点,由于很多力学问题中物体的大小和形状的影响可以不计,为了突出物体的质量这个主要因素,经过物理抽象而建立了质点模型。
二、加强抽象概括能力的培养
抽象就是在思想上把一事物的本质属性或特征和非本质属性或特征分开来,从而舍弃非本质属性或特征,并抽取出本质属性或特征的过程。经过抽象过程,事物的本质属性和非本质属性的界限清楚了,认识便上升到了理性阶段。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的、共同的属性、特征结合起来的过程。概括的过程,就是把个别事物的本质属性,上升到同类事物的本质属性,这也是思维由个别通向一般的过程。
物理抽象思维最显著的特点是抽象性与概括性的统一。物理抽象思维之所以能揭示物理事物的本质特征和内在规律性,主要来自抽象和概括的过程。同时,抽象和概括在思维的发展和培养中起着十分重要的作用。第一,抽象和概括是人们形成和掌握物理概念的前提。学生对物理概念的掌握情况,是直接受他们的抽象和概括水平制约的。物理概念是物理事物的本质属性和共同特征在人们头脑中的反映,是物理事物的抽象,没有抽象和概括能力,是不可能深入理解物理概念的。第二,概括是思维的速度、灵活迁移程度、广度和深度、创造程度等智力品质或思维品质的基础。没有概括,就没有迁移,就不可能有思维的灵活性和创造性;没有概括,就没有“缩减”的形式,就不可能有思维的敏捷性。由此可见,抽象和概括在物理抽象乃至整个物理思维过程中起着重要的作用。如果中学生的物理抽象和概括能力很差,就会严重限制物理抽象思维能力的发展。
三、建立合理的教学内容的逻辑结构
物理学科是以基本概念为基石,以基本原理为骨架,以基本方法为纽带所构成的逻辑体系。物理学科的知能结构图应包括实验基础、理论体系(物理概念、物理定律、物理定理、物理理论及其相互关系)、数学表达、物理方法、延伸与应用等内容。这些内容之间存在着紧密的逻辑关系。因此,我们在教学过程中,应抓住这种关系,精心设计教学内容,使之具有合理的逻辑结构。
首先,课堂教学中应按照提出问题---分析问题---解决问题的逻辑主线展开教学内容,做到提出疑问以激发学生的学习兴趣和吸引学生的注意力,分析疑问以启发学生积极思考和正确推理,以培养学生思维的逻辑性和严密性,结论建联以培养学生抽象和概括能力并便于学生牢固记忆。
其次,系统物理知识,形成知识结构。形成合理的物理知识的结构,不仅有利于学生对物理知识的理解和掌握,而且有利于学生物理抽象思维能力的发展。在教学中,要引导学生不断进行总结,将所学知识系统化。这不仅可以使学生搞清各部分之间的逻辑关系,明确各知识点在知识结构中所处的地位、各个概念及规律之间的联系与区别,而且可以培养学生的归纳和概括能力。
四、使学生掌握抽象思维的基本方法
物理学科中抽象思维的方法主要有分析与综合的方法、抽象与概括的方法、归纳与演绎的方法、比较与分类的方法、物理推理的方法等。要在知识教学、问题解决、科技活动中,让学生通过亲自探究,掌握这些方法。自然物理的研究对象和研究过程,大都是经过分析、综合之后,把最本质的、最基本的抽象出来,以建立理想模型和理想过程。在教学过程中,要说明引入理想模型和理性过程的必要性、可能性和合理性,使学生认识到把复杂的问题简化既有必要性又有意义,同时,使学生掌握如何将实际问题转化为物理问题,如何简化物理对象和过程,从而培养学生研究和处理问题的理想化的思维方法。例如,类比是根据两个(或两类)对象在某些属性上相似而推出它们在另外一些属性上也可能相似的一种推理形式。类比的方法在自然科学研究中具有广泛的应用,应用之一就是提出物理模型,如:分子结构、原子结构、原子核结构、DNA双螺旋结构等。因此,在这些模型教学中,引导学生掌握类比思维的基本方法,有利于提高他们的物理抽象思维能力。
五、加强物理教学中的因果分析
因果关系是客观世界的一种普遍的、本质的关系。在物理教学中,深入揭示物理事物、物理概念、物理规律及物理问题中的因果关系,既有助于学生牢固掌握物理概念和物理规律,灵活的运用它们解决实际问题,也有利于学生抽象思维能力的培养。比如分清因果关系的举例,比值定义法是物理学中定义物理量常用的一种方法,如密度、速度、比热、电阻、电场强度、磁感应强度等都应用了这一方法,在这些定义式中,物理量之间并非都是互为比例关系的。但学生在理解这些物理量时,常常分不清哪些量之间有因果关系,哪些量之间没有因果关系。
六、搞清物理学科中的辩证关系
物理学科中存在许多对立的东西,如动与静、内与外、常与变、曲与直、有限与无限、精确与近似、一般与特殊、量变与质变等。这些对立的事物双方,既互相排斥、相互斗争,又相互依存、相互贯穿。在教学过程中,要尽可能给学生分析它们的辩证关系,从而培养学生的辩证思维能力,使学生的思维更加深刻。