【摘 要】高中物理教学要高度重视培养学生的形象思维能力，具体的策略有：丰富学生的表象储备，增加形象思维素材；培养学生运用物理形象进行形象思维的习惯；培养和发展学生的想象力。
【关键词】高中物理教学；形象思维；能力培养
培养学生思维能力是高中物理教学的重要目的和要求。形象思维与抽象思维是两种基本的思维形态，传统的高中物理教学相对重视学生抽象思维、逻辑思维的训练，较为忽视对学生形象思维能力的培养。这种忽视物理学的形象思维的教学，往往使学生头脑中未能建立起与物理知识相应的形象，构筑不起与物理知识相应的物理图景，制约了学生对物理学的学习和掌握。因此，我们高中物理教师在教学中要高度重视培养学生的形象思维能力。
1.物理形象思维的特点
物理形象思维是以物理表象为思维材料而进行的思维，物理形象思维具有的特点是：形象性、二维性、动态性、创造性。
1.1 形象性
形象性是物理形象思维的最基本、最重要的特征。物理学中的形象材料非常丰富，在物理学习和研究物理事物的过程中，思维对象都具有形象性。①物理研究对象具有形象性；②物理的运动、发展过程及在此过程中产生的现象具有形象性；③物理学中人类创造的观念具有形象性；④物理实验具有形象性。
1.2 二维性
物理形象思维的过程是感觉—知觉—具象—概象—意象。即人们首先通过感官感知事物，然后大脑对事物形成记忆中的具象，再经过对储存在大脑中的大量同类具象经过分析、综合、抽象、概括的加工过程，形成反映同一类事物共同的、本质特征的概像，再通过分割、整理、重新组合这些概像，最终形成创造性的、具有理性内容的意象。由此可见，物理形象思维必须从多方面、多角度、多渠道对物理事物的形象进行思维，每一步之间不像物理抽象思维那样前后连贯、线性地，具有必然的一维性因果关系，因此，形象思维具有二维性。
1.3 动态性
动态性是物理形象思维的重要特征。因为物理形象思维的对象常常是动态的。如简谐振动、带电粒子在电磁场中的偏转、波的传播等物理过程都是动态的。
1.4 创造性
物理形象思维的三种基本形式是表象、直感、想象，其中想象是对已经储存在头脑中的表象加工、改造、形成新表象的过程，因此可以说物理形象思维具有创造性。在物理学史上，许多理论和观念都是物理形象思维的结果，如质点、理想气体、场、夸克、黑洞、原子的核式结构等都充分体现了物理形象思维的创造性。
2.形象思维在物理学中的作用
无论是在物理学的发展过程，还是在物理学的学习过程，形象思维都具有无可替代的重要作用，具体表现在以下几个方面。
2.1 形象思维是提出物理假说的重要途径
物理学的发展离不开形象思维，物理理论的形成，一般经过五个阶段：提出问题—搜寻事实—捕获信息—建立假说—形成理论。在建立假说阶段，起作用的往往是物理形象思维。爱因斯坦指出：“要指向理论的建立，当然不存在逻辑的道路，只有通过构造性的尝试去摸索，而这种尝试是受支配于对事实知识的慎密考查的。”粲夸克的预言、卢瑟福原子核式模型假说的提出、爱因斯坦光子假说的提出等都是物理形象思维的结晶。
2.2 形象思维为物理学习提供形象支柱
物理学的学习过离不开形象思维，形象思维为物理学习提供形象支柱。
2.2.1 形象思维有助于建构理想化的形象
建构理想化的形象，虽然需要抽象思维，但必须经过形象思维对感知到的物理事实进行加工、改造，形成物理事物的表象，并且抓住主要表象、舍弃次要表象，形成具有该类物理事物共同本质特征的概象，然后才能抽象出理想化形象。离开了形象思维，就无法形成理想化本质形象。物理学中的理想模型、理想过程、理想实验都是形象思维和抽象思维共同作用的结果，而形象思维在此过程中提供思维的内容和材料，为抽象思维奠定形象基础。
2.2.2 形象思维有助于促进概念的理解和掌握
物理概念是对同一类事物物理共同本质特征的高度概括和抽象，物理概念的形成是从具体到抽象的过程，实际上是抽象思维和形象思维相互作用的过程；学生对概念的理解和掌握还需要从抽象到具体的过程，这一过程需要依靠形象思维，充分发挥想象力。因此，形象思维对概念的理解和掌握有促进作用。
2.2.3 形象思维有助于促进物理规律的理解和掌握
形象思维对物理规律的理解和掌握同样有促进作用。物理学中许多重要的理论模型和规律如分子结构、原子结构、理想气体模型、万有引力定律、狭义相对论中的洛伦兹变换等，只有充分发挥形象思维的想象力，建立起清晰的表象，才能有效地加以把握和理解。
2.2.4 形象思维有助于分析运动过程和习题教学
物理问题的解决需要有极强的目的性和方向性，解决问题时，必须借助于形象思维。首先，要要搞清物理情景，明确研究对象、受力分析、过程分析、画出示意图，建构典型具体形象，对物理问题有完整、形象的认识；其次，将具体的物理形象抽象为理想化形象，通过对比、概括，有目的引导解题活动向着预想的方向发展；最后，估计采用解法的可行性，选择合适的规律和公式解题。因此，形象思维有助于学生对物理问题的整体把握和定性分析，有助于习题教学。
2.2.5 形象思维有助于提高实验教学的效果
形象思维对物理实验教学效果有促进作用。实验装置具有空间形象，实验过程具有动态形象，实验形象具有生动的直观可感（上接第186页）形象，实验结果分析常常需要数学图形的形象。因此，形象思维能力的高低影响着实验设计、实验操作、实验分析、实验探究、实验开发等实验的教学效果。
2.2.6 形象思维有助于创造能力的培养
物理形象思维的过程实质是运用想象定性分析物理问题的过程，这一过程中，物理形象思维可以把人脑的“潜知”充分调动起来而产生灵感，直觉和灵感不是无根据的猜测，而是运用形象思维的结果；同样，在物理研究方面，形象思维总是起到先导作用，例如，学生的小实验、小设计、小发明、小创造都离不开形象思维的创造性的意象。因此，形象思维对于创造能力的提高至关重要。
3.高中物理教学中形象思维能力的培养策略
形象思维能力在高中物理学习中有着重要的作用，高中物理教学中培养学生的形象思维能力有如下策略。
3.1 丰富学生的表象储备，增加形象思维素材
表象是进行想象的基础，想象是对表象的再创造，只有积累了丰富的表象才能进行想象、联想等形象思维活动。因此，拥有丰富而又正确的表象是形象思维的基础，我们教师要千方百计丰富学生的表象储备，增加形象思维素材。具体通过以下三方面进行：
3.1.1 加强实物展示，强化形象化教学
表象作为形象思维基本材料，并不是头脑中凭空臆造出来的，它根源于现实中的具体形象，离开了现实中的具体形象，形象思维就成了无源之水、无本之木。因此，在物理教学中我们要充分开展形象化教学，从所讲授的概念、规律、问题的需要出发，运用实验、模型、板画、幻灯等多种直观的教学手段，向学生展示丰富多彩的感性材料，使学生通过眼、耳、鼻、舌、皮肤等多种外部感觉器官的感知，获得对物理现象的充分感知，从而在头脑中建立起正确的物理表象。
3.1.2 巧用直观语言，形象唤起学生已有经验
形象不仅可以由视觉图像来提供，也可以通过语言描述来构想，认知心理学家认为，表象是图像、语言双重编码的，图像和语言在一定条件下可以互译。所以恰当运用直观语言可以为学生创设物理形象。例如，为了说明两个带电体之间的静电力是通过电场来传递的，可以说成一个带电体“浸”在另一个带电体产生里，受到了该电场的作用力，一个“浸”字可以让学生浮想联翩，感受到电场的存在，并形成电场的形象。
因此我们教师在教学过程中，还要运用准确、形象、科学而又生动的语言描述学生已感知过的物理图景、物理现象及物理过程，以唤起学生头脑中已有的物理形象，从而使学生获得相关知识的物理表象。如在讲光的直线传播时，可让学生回忆夜间汽车车灯或手电筒射出“光柱”的景象；讲光的反射时，可让学生回忆穿衣镜的景象。将这些在学生头脑中已有较深印象的物理现象当做素材直接应用到教学中，有利于学生自觉地将头脑中的感性认识条理化，以丰富其头脑中的物理表象储备。
3.1.3 善用物理图景置换生活图景，提高学生形象思维能力
生活图景则是指学生在日常生活中形成的自然常识、信息和经验。物理图景是指反映客观事物本质特征的图景。当生活图景与物理图景一致时，能够帮助学生建立正确的物理形象，否则将阻碍学生正确的物理形象的形成。因而，在物理教学的实践活动中，为了能将正确的物理表象根植于学生的大脑中，我们还应注意用科学图景去置换学生的生活图景。比如，在讲“自由落体运动”时，为置换学生头脑中的不合理表象“重的物体下落快”，可以设计两组对比实验并按序完成的。第一组实验：首先将一张纸片和一支粉笔从相同的高度同时释放；其次，用两张相同的纸片，一张平放，一张揉成团，重做上述实验。第二组实验：首先，将“牛顿管”中的空气抽出进行实验；然后，将“牛顿管”中的阀门打开，再次做“牛顿管”实验。在这两组实验中，由于观察到的现象与学生头脑中原有的表象“重的物体下落快”相矛盾，激发了学生的思考。再通过对实验现象的分析及对第一组实验的观察、思考，从而使学生在头脑中建立起物体下落快慢与其重力及空气阻力关系的正确表象。
3.2 培养学生运用物理形象进行形象思维的习惯
要有效培养学生的形象思维能力，必须建立在正确的物理形象的基础上，将运用物理形象进行思维贯穿在教学的各个环节和方面。
3.2.1 在概念和规律的教学中运用物理形象思维
物理概念是物理学的基础，物理规律是物理学的核心。在物理概念、规律教学中我们要培养学生运用物理形象进行思维的习惯。我们可以采用这样的模式，通过物理形象形成物理概念和规律。第一，使学生充分感知物理现象，获得丰富的感性认识，形成正确、鲜明的物理形象；第二，对原始的感性材料以及物理形象进行加工、改造、重组，通过分析、对比、归纳、联想、想象等一系列思维操作，概括出能够反映事物本质特征的理性形象；第三，舍弃形象材料，抽象出物理概念或物理规律。例如，在平抛运动教学中，可以先向学生演示平抛运动的一些现象，使学生获得初步印象；接着向学生展示平抛运动与自由落体运动等时性试验及平抛运动与水平匀速运动的等时性实验，展示平抛运动“闪光照片”，使学生获得平抛运动的典型印象，形成概括平抛运动本质属性的理性形象；再做平抛球、水平匀速球、自由落体球三球相碰演示巩固理解平抛运动的本质形象；最后引导学生运用抽象思维推导平抛运动的基本规律和公式。这样的教学模式，不仅传授了知识，更能够培养学生的形象思维能力。
3.2.2 在解题教学过程中运用物理形象思维
物理解题一般经历两个阶段，在第一阶段，主要是调用存贮在右半球的形象材料，进行形象思维，作整体和定性的分析。在第二阶段，主要是调用左半球的抽象材料，进行抽象思维。因此，物理解题教学必须遵循以下程序：第一是弄清问题情境，构建出具体的形象，形成正确的物理图景；第二是启发学生将典型的物理形象抽象成一个理想化形象，在时空中演变发展，通过对比、概括等，引导解题活动有目的地向着预想的方向发展，从中领悟到问题的定性结论；第三是运用数理方法推导出定量的结果。例如，在求解凸透镜成像的动态变化问题，应该先让学生构建物体在主轴上成像的几种典型形象；接着让学生想象物体动态移动时的不同情境；然后画出典型光路；最后利用公式求解结果。这样，坚持在解题过程中运用物理形象思维，就能够不断提高学生的形象思维能力。
3.3 培养和发展学生的想象力
想象是是形象思维的一种基本形式，想象力是人们探索未知世界的一项重要能力。在高中物理教学中有意识地培养和发展学生的想象力，不仅是学好物理的一个必要条件，而且是培养学生形象思维能力的一个重要方面。
在物理教学中，也要帮助学生形成正确的物理图景。首先，把思维形象化、具体化，把被研究的物理现象及其过程在脑海中形成物理图景、物理模型，构想出理想化的物理形象，可以激发学生的想象力；其次，用类比的方法来理解抽象的问题，强调类比的作用。例如，类比高度研究电势，类比水流研究电流，类比万有引力研究库仑力等；第三，大力发展学生的空间想象力。在教学过程中有意识地要求学生在文字叙述的基础上画出图形，以增强学生空间想象的自觉性，使空间想象力有充分的锻炼机会；第四，鼓励学生联想。鼓励学生在遇到问题时能从不同角度、不同方面思考、联想，唤起许多与该问题有关的表象，并与新问题作对比，组构新的物理形象，提高想象的丰富性和目的性。例如，借助于重力场中的某些性质，根据重力场与静电场的相似性，用类比的方法，推出静电场的一些性质；也可以用类比的方法建立“等效重力”解决电学中的力学问题。
总之，形象思维与抽象思维在解决具体物理问题中是巧妙结合，相辅相成，缺一不可的。因此，我们在进行高中物理教学时，要改变那种过于重视抽象思维教学、忽视形象思维教学的倾向，注重培养学生形象思维意识和观念，养成良好的形象思维的习惯，促进形象思维与抽象思维的结合，从而促进学生物理思维品质的整体协调发展，为创造性思维的养成奠定基础。
参考文献：
[1]阎金铎主编.田世昆等著.物理思维论[M].南宁：广西教育出版社，1996.
[2]王红英.在物理教学中培养学生的联想思维能力[J].中专物理教学，2000，3.
