高中物理教学中怎样提高学生抽象思维能力

摘要:按照心理学的观点。“能力是顺利地完成某种活动的个性心理特征。”而智力是“在各个人身上经常地、稳定地表现出来的认知特点,就是认识能力或认知能力。”智力的核心是思维能力,而思维的核心形态是抽象逻辑思维(包括形式逻辑思维和辩证逻辑思维)。在高中物理教学中以提高学生抽象逻辑思维能力,特别是理论型逻辑思维能力,是需要也是可能的。

关键词:高中物理 抽象思维教材 教法

高中生无论是升学还是就业,随着现代化建设的深入开展,再学习乃至终身学习,更需要的是抽象逻辑思维。同时,高中物理是一门严密的、有着公理化逻辑体系的科学理论,对于高中学生抽象逻辑思维能力的要求,较初中物理有了一个很大的飞跃,这就是当前所谓初、高中物理“台阶问题”的实质。从生理上看学生在16岁时已能完成人脑总重量的96%的发育过程,有了必要的物质基础。在心理上,从初二开始了向理论型抽象逻辑思维水平的转化,也有了一定的思维能力的基础。同时,经过初中阶段的学习,他们在语言、文字、数学物理等各方面都有了必要的知识基础,为在高中着重提高抽象逻辑思维能力提供了可能。广大教师的实践也证明:凡是抽象逻辑思维能力较强的学生,其他方面的能力都比较强。因此,高中物理教改也应把提高学生担负逻辑思维能力放在首位。高中物理教学如何提高学生的抽象逻辑思维能力呢?

一、关于教材

前述。由于“结构的重要性”,必须要求有一套与之相适应的教材。目前,在物理教学大纲规定的范围内,可以对现行物理教材进行一番加工改造,突出结构,强调对抽象思维能力的培养。为此:

1.建立高中物理的整体的知识和逻辑的结构和系统;同时建立各部分(力学、热学和分子物理学、电磁学、光学、原子物理等)的子结构和子系统;以及各章、节的结构。并与学生的认知过程相适应。

2.实验应包含在上述系统中,构成不可少的组成部分。同时应强调通过实验培养学生抽象逻辑思维的能力。改变传统的认为观察和实验是不依赖于理论的观点,改变那种认为实验方法的本质是完全离开理性的体系,单纯起着事实的裁判作用的观点。大家都知道,随着实验研究对象远离人们直观经验的领域,特别是现代物理学实验的发展,使人们愈来愈认识到实验与观察依赖于理论,实验所获得的认识实际上受制于仪器和实验设计中所包含的假设,是不可能摆脱理性思维的指导的。

尤其是高中物理。由于实验设备的限制,学生又没有误差理论的系统知识,往往对于实验原理、实验得到的数值(哪怕是不准的)都抱着轻视的态度,而集注意力于操作上,这对于培养和提高学生抽象思维能力是不利的。为此,高中物理实验的重点,应放在实验的设计思想,仪器的原理以及在中学仪器条件下对实验数据的认识和处理上,而不应仅仅停留在操作和观察上。

3.例题和习题的配制应包含在上述系统中,构成不可少的组成部分。教学中最重要的任务是概念的形成和问题的解决。概念不仅是学科结构的最基本的要素,是“框架”的“交结点”,而且是思维的“细胞”。而问题的解决,即应用,正是结构中各部分之间联系的建立以及结构的发展所必需经过的阶段。这也就是思维的过程。统计表明,仅就中学生而言,掌握归纳推理的水平略优于掌握演绎推理的水平。实践中,我们也常常发现就多数学生而言,从自然现象和实验归纳出概念和规律,学生掌握较好,而运用概念和规律去解决问题则困难较大。这是由于演绎推理较之归纳推理可以通过更多种形式来表现,掌握起来也复杂些,因此,就需要有意识的多加指导和训练。按照提高抽象逻辑思维能力的要求编写例题和习题,并加以适合的配量。这与“题海战术”是有本质区别的。当前,好的例题和习题(指符合我们这种要求的)不是太多而是太少了。人工智能的主要奠基人之一,H·A·西蒙说得好:“如果我们观察一些好学生的学习过程,特别是在数理课程中,或者其他一些需要发展解题技巧的课程中,我们看到学习所得大多来自解答每章后面的习题的活动或者学习课本中已经解出的例题的活动。有一种编制人工智能学习程序的方法就是试图模拟这样一类过程。”这对我们不无启发。

4.关于物理学史的教育,也应从有利于培养学生抽象思维能力加以组织。大家知道,从物理学发展史来看,“结构”是随着物理思想和对物理概念的理解更加深化而发展的,不是一成不变的。适当地、完整地围绕某一部分物理知识(如力学)介绍这种发展,较之分散地介绍某一部分历史事实,更有利于学生思维的发展。

二、关于教法

1.从有利于提高学生抽象逻辑思维能力出发,增强学习的目的性、方向性,应该让学生知道学习过程、思维过程、思维的形式和方法,以调动其自觉、主动性。只有自觉地遵循思维规律来进行思维,才能使概念明确、判断恰当、推理合理、论证得法,具有抽象逻辑性,培养出深刻性的思维品质。这是一切思维品质的基础。

2.按现代认知心理学的观点,学生在学校的学习的实质就是前述认知结构的“同化”和“顺应”的过程。学习的类型主要是“意义学习”,即在良好的教学条件下,学生理解符号所代表的知识,并能融会贯通,发展了智力,提高了能力。其实质是符号所代表的新知识与学生的认知结构建立了非人为的实质性联系。这是最有价值的学习。学习进行的方式主要是“接受学习”,即要学习的全部内容都是以定论的形式呈献给学生,然后让学生加以“内化”(即与原有知识有机结合),大量的知识和材料都要靠此获得。

从这一点来看,班级授课,以课堂教学为主的教学形式没有改变。具体的课堂组织形式可以各人不同。但从着重思维能力的培养上看,似应更重视每学期一部分“结构”建立开始的绪言课,结束时的复习课。以及对实验课和习题课有关思维方法和物理方法的指导。以与教材处理的原则一致。

3.因材施教,开展课外活动,培养一些优秀学生。便他们不受思维定式的约束。大力培养他们的直觉思维和创造性思维。直觉思维是创造性思维的基础。强调直觉思维是爱因斯坦科学观的一个重要特征。他说:“物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要得到这些定律,并没有逻辑的道路:只有通过那以对经验共鸣的理解为依据的直觉,才能得到这些定律。”探索就得用直觉思维:整体的、跳跃的、猜测的,以知识结构为根据的直接而迅速的认识。

综上所述:高中物理教学应以提高学生抽象逻辑思维能力为主,既是需要又是可能的;既是可以具体做到的,也是有可能进行控制和评价的。

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