高中物理教学形象思维的作用分析

学生步入高中，由于教材难度和思维要求存在着一定的跨度，很多学生都觉得物理难学，再进一步调查，觉得物理难学的主要原因是觉得物理规律和问题太过于抽象和概括，不仅学生觉得难学，教师也觉得难教，那么有没有什么办法解决这个物理难学、难教的问题呢？回顾传统物理教学模式，灌输成分多了一些，但缺乏对学生形象思维能力的培养，致使学生头脑中对物理知识和规律的感性认识不够丰富，与知识对应的正确形象没有建立，因而无法实现物理知识的有效构建，我们的物理教学更应该从形象思维出发，引导学生进行必要的分析、画出示意图再现物理问题的特征，实现由抽象思维到形象思维的有效转换.

1形象思维的概述

从定义上出发，形象思维是思维活动的一种形式，以习题教学为例，即通过对习题中的原始信息的分析，搜索与之相关的存储在头脑的表象和意象，以及解决此类问题的经验等等，再经历分析、比对、想象、归纳等思维活动，最后生成结论和获得问题的解决.

形象思维对思维步骤和思考规则没有严格的要求，允许突破常规和定势，可以是瞬间的、跳跃式的思维，不受其他因素的约束.正如爱因斯坦说的“想象力比知识更重要”，创造和想象是思维过程中的主要心理成分.形象思维的动作过程可以借助于下面我们一个简单的物理实例来加以说明.

案例1如图1所示，一个物块质量为m，置于光滑斜面上，斜面的倾角为θ，斜面放在光滑的地面上，如果现在给斜面一个作用力F，使其向左做匀加速运动时，问物块有没有可能不沿着斜面出现相对滑动，如果有可能，试求出此时的加速度a？

在教学过程中，可以通过演示实验的方法，引导学生观察F的大小变化对物理过程的影响，在观察形象化的物理过程中进行总结：

（1）当F很小很小时，从生活经验出发，可得到斜面和物块都会向左运动，不过由于斜面是光滑的，所以物块会从斜面上往下相对滑动；

（2）当F非常大时，构建图景，斜面和物块都还将向左运动，不过物块将会沿着斜面向上相对滑动，最终从斜面的顶端飞出来.

在观察后，学生立刻可以实现思维的跳跃，很自然地联想到当力F等于某个值时可以实现，物块既不向下又不向上，而是与斜面保持相对静止，在通过对物块进行受力分析，此时加速度求解变得轻而易举.

我们高中的习题具有理想性、具体性和形象性，借助于形象思维，我们很顺利地化复杂问题为简单情境，实现问题的快速解决.

2形象思维的物理教学环节中的具体应用

2.1借助于形象思维解析抽象的物理概念

物理概念教学时在学生最近发展区的基础上由浅入深，从已知到未知的学习过程，这一过程中必须要有一定的感性认知，通过对具体、形象的材料信息进行概括，实现从特殊到一般的总结，最终形成概念，并内化为自己的认知.

案例2笔者在和学生学习位移这个概念时，从生活情境出发设置了一道思考题，让学生思考：一位同学从家出发向东走80米到达邮局，寄完信后接着向南走了60米到达学校，求他的位移大小和方向？

对于这个问题，很多同学一开始常常将路程当成位移，为此笔者引导学生做出示意图，运用形象思维进行分析，让学生在自己作图的过程中实现对位移、路程更深层次的认识.

案例3笔者在和学生一起探究“向心加速度不一定是物体的实际加速度”这个概念时，没有将结论直接抛出，而是从生活出发设置了如图2的情境，让学生在思考问题的过程中建立概念：如图2所示，一个小孩在从圆弧形滑梯的顶端滑到底端，请思考：小孩在下滑过程中，其速度在如何变化？其加速度方向向哪？

这个思考题是从学生的生活经验出发的，所以第一小问学生很快能够从经验出发联想到小孩的速度将越来越快.对于第二小问，学生很容易受匀速圆周运动的影响，认为加速度的方向始终指向圆心，此时，笔者采用追问的形式给学生适当的提示，如果加速度的方向始终指向圆心这个结论是对的，那么小孩的速度大小将怎么变？进而引发与第一问的矛盾，进一步思考，学生能够调动自觉思维，除了指向圆心改变速度的方向外，还应该有与运动方向相同使小孩速度变快的加速度分量，再引导学生作出图形，直观的看到加速度与向心加速度两者之间的关系，再通过图像对概念进行组织，实现认知在脑海里的有机整合，形成“向心速度不一定是实际加速度，而是指向圆心方向的法向加速度”这么一个物理意象.

2.2借助于形象思维理解习题中复杂的题意

习题教学是高中物理重要的课型，其任务应用物理知识和内化物理知识的过程，在解决问题过程中，解读题意是关键环节，形象思维在理解复杂题意的过程中起着举足轻重的作用.

案例4房间里有一只可视作为点光源的白炽灯，距离地面高度为H，现将一小球从紧靠白炽灯的A点以初速度v0水平抛出，如图3所示恰好落在竖直墙面的墙角B点，已知A点与墙壁之间的水平距离为L，试分析小球抛出其影点在墙上做什么运动？

这个问题，有不少学生不假思索通常会做出小球的影子做匀加速运动或变速运动的错误答案，究其原因，并非源于学生对平抛运动规律的不理解，其根源在于在点光源照射下，对做平抛运动的小球产生阴影运动物理图景的想象不完整，致使出现了解题的困难，甚至错解.笔者在学生判断错误后，引导学生应用形象思维，根据平抛运动的规律，调用形象知识，想象产生阴影的物理情景，并要求对应的画出示意图如图4所示，对照示意图进行分析，小球刚抛出时，影点在墙上的F点，AF与墙面垂直，当小球经过时间t到达P点时，它的影点在墙上的Q点，对应着物理图景再结合相似三角形的知识和平抛运动的公式就能够推出影点在墙上的位移FQ=gL2v0t，从位移的表达式可以直观地看到，影点位移与时间成正比，其为匀速运动.

3结语

物理知识的学习和应用，看上去对学生的抽象思维能力要求比较高，其实形象思维也很重要，我们教学在给学生呈现问题时，应引导学生通过问题信息的感知，想象问题情景，构建典型形象，推测物理变化的趋势.教学过程中要培养学生将文字信息和物理变化规律转化为图像来表达的能力，实践经验表明，重视学生的形象思维训练和引导，既有利于学生吸收掌握和应用物理知识，也有利于全面开发学生的思维品质.