中学物理学习思维特征探讨，本文主要内容关键词为：特征论文,思维论文,中学物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
对于不同的学科，由于存在着不同的性质，加上学生年龄和思维发展特点的制约，学生在学习时就会形成反映学科特点的思维特征。在中学物理教学中，探讨中学物理学习思维特征，无疑对提高物理教学效率和发展学生思维是大有禅益的。
一、中学物理学习思维特征受制约的因素
中学物理学习思维特征主要受中学生思维发展规律、脑的生理机制和物理学特点的制约。
1.中学生思维发展规律
在整个中学阶段，学生的思维处于经验型向理论型过渡。初中生和高中生的思维是不同的。初中生的思维很大程度属于经验型，往往要借助于生活中亲身的感受、实践的直接认识及习惯观念等进行思维。这种经验型思维因个人经历、感受和认知的不同，会形成不同的思维习惯、方法和定势，使思维的结果呈现个体差异性。高中生的思维属于理论型。他们能用理论作指导来分析综合各种事实材料，并发展成能依据一定的系统知识，遵循一定的逻辑程序，自觉把握和运用概念、判断、推理，不断扩大知识领域。研究表明，思维的发展存在关键期和成熟期。初中二年级是思维发展的关键期。从初中二年级开始，学生的思维开始由经验型水平向理论型水平转变。初中二年级是中学阶段思维的质变时期，到了高二年级，这种转变初步完成。这时学生的思维成分，个体差异水平趋于稳定状态，思维发展的可塑性渐小。从初中到高一，学生的智力和学业成绩变化还是比较大，而高二以后比较稳定，大学生的学习能力基本与高二以后保持一致。中学物理教学应遵循中学生思维发展的这些规律。在初中阶段，逻辑思维不能要求过份“严密”、“细致”，要抓紧“关键期”和“成熟期”的思维能力培养，要借助经验型思维，引导学生思维向理论型转化。
2.脑的生理机制
研究表明，人脑左右两半球有不同功能。左半球主管语言和抽象思维；右半球主管音乐和形象思维。两个半球之间每秒往返传输40多亿次神经冲动，共同完成思维活动。从人脑的机能看，要理解和记忆语言的抽象概念信息时，必须有直接的形象信息的支持；要理解和记忆形象信息，又必须有语言的抽象概念的信息的支持，二者相辅相成。但是对于不同的思维内容，两者的协同性程度是不同的。物理学的概念和规律是对感性材料的理性加工而得到或发现的，这就要求抽象思维和形象思维的协同性很高。
3.物理学特点
物理学是观察、实验和思维的产物，是由物理概念和物理规律组成的科学体系。物理概念是物理学体系最基本的要素，它主要是用抽象的方法建立起来的。物理规律是物理学体系的主干，它们主要用归纳、演绎和类比推理而发现的。因此物理教学应强调观察实验为基础，突出抽象、归纳、演绎的思维方法。
二、中学物理学习思维若干特征
在中学生思维发展规律、脑的生理机制、物理学特点三个因素作用下，中学物理学习形成它自己的若干思维特征。
1.抽象、归纳、演绎是物理学习突出的思维方法
物理教学要经常采用抽象的方法，并不否认分析综合在物理教学中使用的广泛性。因为分析综合是最基本的思维过程。一切事物都是通过分析综合而比较，通过比较而抽象，通过抽象而概括。因此，分析、综合、比较、抽象、概括等思维方法是相互联系，不可分割的。在物理教学中，分析综合也是最基本的思维方法。但从各学科教学横向比较和形式上看，抽象的方法占突出位置。
学习物理要建立大量的物理概念和模型，如质点、刚体、理想气体、黑体……，要建立大量的理想化过程，如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、简谐振动、等压变化、绝热变化……，首先就要对个别事物分析综合；在分析综合的基础上，对事物间的异同进行比较，在比较的基础上，把事物的本质方面和主要方面抽象出来，而摒弃非本质和非主要方面，这就是抽象；在抽象的基础上进行概括，把抽象出来的事物属性推广到具有相同属性的事物上，从而形成关于这类事物的普遍的理想化模型和理想化过程。
2.学习物理学要经常采用归纳演绎的思维方法
归纳和演绎的方向是相反的，归纳由个别走向一般，演绎由一般走向个别。人们对客观事物的认识一般由个别到一般，再由一般更深刻地把握个别。因此，这两种方法是对立统一相辅相成的。物理学的规律绝大多数是经过归纳和演绎的思维过程而发现的。要更深刻地理解这些规律，又要经过大量的演绎运用，解决具体问题。例如，整个力学的基本知识可以看成以归纳方法建立起来的牛顿定律的演绎体系。力、速度、加速度概念是描述运动所必需的物理量；从实验中归纳建立起来的牛顿定律是力学的核心；在“曲线运动”、“万有引力定律”、“物体的平衡”、“机械能”、“动量”、“机械振动和机械波”等等章节中进行了牛顿定律的演绎，使得这些章节的知识得到展开和明晰。
当然物理教学也常使用类比的方法，主要有三个方面：其一，一些物理概念和规律是由类比方法而建立起来或发现的。例如惠更斯把光现象与声现象进行类比，根据光也像声波那样能够反射、折射，从而推出光也是一种波动，提出光的波动说。德布罗意根据光的波粒二象性提出微观粒子也具有波动性，得出物质波的概念。其二，利用类比的方法是物理教学中一种行之有效的教学方法。例如把电场与重力场类比，把磁场和电场类比。教材的编写多是先阐述有关概念和原理，然后以例题加以说明，再要求学生解决一些类似的问题。通过某些类同方面的比较，拟定出解题方案。这是学生在物理练习的思维过程中用的类比方法。
3.物理学习的形象思维具有很高的科学概括性
物理教学的形象思维主要不是对研究对象的个别或外部形象感兴趣，也不只是以形象描述某一类研究对象的外部形象，而是借助形象思维把未知和抽象的研究对象转化为学生可感知可理解的相应的典型化形象。因而它不是一种初级的感性认识，也不同于艺术的形象思维。
物理教学往往要通过实验、典型事例等，让学生头脑中构思出与物理概念相应的物理图像。例如功的概念教学，学生对扛杆撬动石块、起重机吊起重物、汽车拉动拖车等事例的感知，学生头脑中所参于的形象思维不是为描述这些机械动作的外部形象，而是借助于形象的分析、综合、比较、抽象，概括出机械作功的两个因素。又例如交流电的教学，要做演示：与手摇交流发电机串接灯泡和演示电表，摇动发电机，小灯泡亮度有强弱变化，演示电表指针左右晃动。教师引导学生的思维，决不停留在小灯泡亮度和演示电表指针的晃动的形象变化上，而是通过这些形象变化的分析综合，揭示出它们与“交流电强度和方向变化的因果联系，把抽象的交流电概念变得具体直观。
学生进行物理练习所参于的形象思维的特点也是这些。通过对题目的识别，形成相应的题意情境，把研究对象模型化，然后把物理问题转化为数学问题。在大量的情况下，还伴随着解题的简图。如力学的受力分析图；热学的气体或液体的状态图，电学的电路图、光学的光路图，原子物理学的能级跃迁图，等等。这些简图都是摒弃了物理情景中的次要因素，突出了主要因素，是形象思维参于的抽象概括的结果，具有很高的科学概括性。
物理学习的形象思维与儿童初级的形象思维是不同的。通过教师的语言、教材的文字、实验或其他教学手段，学生利用再造性的形象思维形成与抽象物理内容相应的形象。由于这种形象思维总是受到物理概念和理论的指导，因此可达到很高的科学概括性。
4.物理学习形象思维和抽象思维的协同性很高
人的思维类型可以分为多种。将思维按某种标准而划分是为了方便研究。形象思维和抽象思维就是按抽象程度划分的。但是形象思维和抽象思维并不是独自为战的。在一般情况下，两者是积极参与协作的。
物理学习形象思维和抽象思维的协同性很高，也是物理学特点的反映。物理学是观察实验和思维的产物，是物理概念和规律组成的科学体系。物理概念是物理学的基本要素，它在形式上是抽象和主观的，但在内容上是具体和客观的。物理概念的具体和客观决定了物理概念隐含的形象性，是抽象和具体、主观与客观的统一体。物理规律反映了有关事物的相互作用和内在必然联系。发现和掌握物理规律要进行推理，只有在这些推理中渗透形象思维，才能有效地完成物理规律的教学。
中学物理学习思维的协同性很高，也是物理课程与学生思维水平相互作用所制约的。从初中到高中，物理教材的难度逐步提高，有些内容抽象程度跃变大。而学生的思维则处于经验型向理论型过渡，没有形象思维和抽象思维的协同，思维水平往往跟不上教学的要求，造成初中物理教学的分化现象（即大面积中等学生在物理学习中掉队落后的现象），以及高一物理教学中的台阶现象（即大量高一学生感到物理学难学，物理学习成绩下降的现象）。
5.物理学习的思维由经验型向理论型转化有突出表现
初中生年龄一般11岁～12岁到14岁～15岁，其心理主要特点处于半幼稚半成熟的状态。他们的思维既有具体的形象成分，又有抽象逻辑成分，属于经验型，抽象逻辑思维开始逐步占相对优势。初中物理教学往往要从学生的具体经验出发，或提供必要感性认识，引导学生的思维向理论型发展。其主要表现如下：
(1)初中生物理学习的记忆从无意识记和机械识记过渡为有意识记和理解识记。
(2)初中生学习物理从习惯于具体的形象思维向运用一般形象思维和抽象思维转化。
(3)初中生学习物理从单纯“用脑”逐步转化为“手脑并用”。
(4)初中生学习物理逐步学会将物理转化为数学问题。
高中生的年龄是14岁～15岁到17岁～18岁，开始迈入青年期。他们开始能对较复杂物理问题从理论上加以分析综合，并能把学到的一些物理知识运用于实际，用理论去解释和认识物理事物。但是，在一些较抽象的内容理解上，还要借助于经验型思维或形象思维，向理论型思维或抽象思维转化，这种转化在高一阶段表现相当突出。
(1)高中生学习物理要经历从定性到定性定量相结合的跃变。
(2)高中生学习物理运用数学工具从单纯的算术、代数方法转变为函数、图线、矢量、极值等数学工具的综合运用。
(3)高中生学习物理思维比初中物理远离经验。
综上所述，中学物理学习思维特征可以归结为两个“突出”和两个“很高”，即抽象、归纳、演绎的方法很突出，物理学习思维从经验型向理论型转化很突出；物理教学形象思维科学概括性很高，物理学习形象思维和抽象思维协同性很高。物理教学应当遵循这些思维特征。