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物理抽象思維是什麼意思

發布時間:2022-05-14 22:02:06

Ⅰ 什麼是邏輯思維,什麼是抽象思維

什麼叫形象思維?簡單地說,「形象思維是依靠形象材料的意識領會得到理解的思維。」從信息加工角度說,可以理解為主體運用表象、直感、想像等形式,對研究對象的有關形象信息,以及貯存在大腦里的形象信息進行加工(分析、比較、整合、轉化等),從而從形象上認識和把握研究對象的本質和規律。

形象思維與抽象(邏輯)思維是兩種基本的思維形態,過去人們曾把它們分別劃歸為不同的類別,認為「……科學家用概念來思考,而藝術家則用形象來思考。」這是一種誤解。其實,形象思維並不僅僅屬於藝術家,它也是科學家進行科學發現和創造的一種重要的思維形式。例如,物理學中所有的形象模型,像電力線、磁力線、原子結構的湯姆生棗糕模型或盧瑟福小太陽系模型,都是物理學家抽象思維和形象思維結合的產物。愛因斯坦是一個具有極其深刻的邏輯思維能力的大師,但他卻反對把邏輯方法視為唯一的科學方法,他十分善於發揮形象思維的自由創造力,他所構思的種種理想化實驗就是運用形象思維的典型範例。這些理想化實驗並不是對具體的事例運用抽象化的方法,舍棄現象,抽取本質,而是運用形象思維的方法,將表現一般、本質的現象加以保留,並使之得到集中和強化。例如,愛因斯坦著名的廣義相對論的創立實際上就是起源於一個自由的想像。一天,愛因斯坦正坐在伯爾尼專利局的椅子上,突然想到,如果一個人自由下落,他是會感覺不到他的體重的。愛因斯坦說,這個簡單的理想實驗「對我影響至深,竟把我引向引力理論」。

Ⅱ 抽象思維是什麼意思

抽象思維
【拼音】:chōu xiàng sī wéi
【解釋】:抽象思維(abstractthinking)是人們在認識活動中運用概念、判斷、推理等思維形式,對客觀現實進行間接的、概括的反映的過程。
【例句】:語言是抽象思維的主要成分之一。
抽象思維是思維的高級形式,又稱為抽象邏輯思維或邏輯思維。
抽象思維法就是利用概念,藉助言語符號進行思維的方法。
其主要特點是通過分析、綜合、抽象、概括等基本方法協調運用,從而揭露事物的本質和規律性聯系。
從具體到抽象,從感性到理性認識必須運用抽象思維方法。

Ⅲ 什麼是邏輯思維,什麼是抽象思維

形象思維與抽象(邏輯)思維是兩種基本的思維形態,過去人們曾把它們分別劃歸為不同的類別,認為「……科學家用概念來思考,而藝術家則用形象來思考。」這是一種誤解。其實,形象思維並不僅僅屬於藝術家,它也是科學家進行科學發現和創造的一種重要的思維形式。例如,物理學中所有的形象模型,像電力線、磁力線、原子結構的湯姆生棗糕模型或盧瑟福小太陽系模型,都是物理學家抽象思維和形象思維結合的產物。愛因斯坦是一個具有極其深刻的邏輯思維能力的大師,但他卻反對把邏輯方法視為唯一的科學方法,他十分善於發揮形象思維的自由創造力,他所構思的種種理想化實驗就是運用形象思維的典型範例。這些理想化實驗並不是對具體的事例運用抽象化的方法,舍棄現象,抽取本質,而是運用形象思維的方法,將表現一般、本質的現象加以保留,並使之得到集中和強化。例如,愛因斯坦著名的廣義相對論的創立實際上就是起源於一個自由的想像。一天,愛因斯坦正坐在伯爾尼專利局的椅子上,突然想到,如果一個人自由下落,他是會感覺不到他的體重的。愛因斯坦說,這個簡單的理想實驗「對我影響至深,竟把我引向引力理論」。 形象思維的基本特點是: (一)形象性 形象性是形象思維最基本的特點。形象思維所反映的對象是事物的形象,思維形式是意象、直感、想像等形象性的觀念,其表達的工具和手段是能為感官所感知的圖形、圖象、圖式和形象性的符號。形象思維的形象性使它具有生動性、直觀性和整體性的優點。 (二)非邏輯性 形象思維不像抽象(邏輯)思維那樣,對信息的加工一步一步、首尾相接地、線性地進行,而是可以調用許多形象性材料,一下子合在一起形成新的形象,或由一個形象跳躍到另一個形象。它對信息的加工過程不是系列加工,而是平行加工,是面性的或立體性的。它可以使思維主體迅速從整體上把握住問題。形象思維是或然性或似真性的思維,思維的結果有待於邏輯的證明或實踐的檢驗。 (三)粗略性 形象思維對問題的反映是粗線條的反映,對問題的把握是大體上的把握,對問題的分析是定性的或半定量的。所以,形象思維通常用於問題的定性分析。抽象思維可以給出精確的數量關系,所以,在實際的思維活動中,往往需要將抽象思維與形象思維巧妙結合,協同使用。 想像是思維主體運用已有的形象形成新形象的過程。形象思維並不滿足於對已有形象的再現,它更致力於追求對已有形象的加工,而獲得新形象產品的輸出。所以,形象性使形象思維具有創造性的優點。這也說明了一個道理;富有創造力的人通常都具有極強的想像力

Ⅳ 抽象思維是什麼意思

抽象思維,又稱詞的思維或者邏輯思維,是指用詞進行判斷、推理並得出結論的過程。抽象思維以詞為中介來反映現實。這是思維的最本質特徵,也是人的思維和動物心理的根本區別。

根據思維的形態,可以把思維分成動作思維、形象思維和抽象思維。其中抽象思維是用詞進行判斷、推理並得出結論的過程,又叫詞的思維或者邏輯思維。抽象思維以詞為中介來反映現實,這是思維的最本質特徵,也是人的思維和動物心理的根本區別。

特點:

抽象思維與形象思維不同,它不是以人們感覺到或想像到的事物為起點,而是以概念為起點去進行思維,進而再由抽象概念上升到具體概念——只有到了這時,豐富多樣、生動具體的事物才得到了再現,「溫暖」取代了「冷冰冰」。

可見,抽象思維與具體思維是相對而言、相互轉換的。只有穿透到事物的背後,暫時撇開偶然的、具體的、繁雜的、零散的事物的表象,在感覺所看不到的地方去抽取事物的本質和共性,形成概念,才具備了進一步推理、判斷的條件。

沒有抽象思維,就沒有科學理論和科學研究。然而,抽象思維不能走向極端,而必須與具體思維相結合,由抽象上升到具體。

Ⅳ 數學的本質是什麼抽象思維是什麼

什麼是抽象思維
抽象思維,簡單說就是建立在概念上 邏輯 推理 歸納 分析 一種思考方法。
概念是抽象思維的核心。抽象思維本身又是一種概念,可以理解為對思維方式的抽象。
關於抽象思維概念
廣義的抽象思維,泛指邏輯思維,尤其是形式邏輯思維。這里包括對思維形式(概念、判斷、推理),思維基本規律(同一、矛盾、排中和充足理由律)和思維方法(分析、綜合、抽象、概括、比較、分類、歸納、演繹等等)的研究。
狹義的抽象思維,則是指從復雜事物中,抽取本質屬性,舍棄其他非本質屬性的思維過程。與概括相互聯系、密不可分。
以上內容處處存在概念,也就是處處存在抽象,我們每個人都能看懂,首先可以肯定我們都具備抽象思維。
來看下人類大腦隨著年齡發展的階段
0-2歲:感知運動
2-4歲:感知符號,形成具象思維
4-7歲:形成概念,開始由具象思維到抽象思維轉變
所以孩童時代所接受的教育,其實大多幫助我們完成這個過程,訓練我們的思維能力,我們能接受到這些教育,是因為我們有文字,語言,而文字,本身又是一種抽象。
人們為了描述這個世界,發明了語言。
你為了抽象出一個事物,也必須用特定語言去描述它。
文字的出現,使信息交流與傳播可不受時空限制,也有可能開成人類群體共同的知識庫。為人類抽象思維提供了物質基礎。
所以,有了文字才有抽象思維可能。人類擁有文字,具有抽象思維能力。抽象思維能力是人類與動物的根本區別。
抽象思維為我們帶來了什麼
來看現代社會的科技成果
笛卡爾的解析幾何,牛頓三大定理,幾何,分析,微積分,代數,電磁學,相對論,量子力學,天體物理,黑洞,宇宙大爆炸,DNA,生物進化等等。細胞,分子,原子,電子,質子,中子;成功登月,飛出太陽系,探索火星。發明了蒸汽機,汽車,飛機,火車,電燈,電話,電視,電冰箱,手機,半導體,晶體管,電子管,LCD,人造衛星,太空梭,計算機,處理器,軟體,互聯網;還發明了槍炮,炸葯,導彈,原子彈,氫彈。冰箱,空調,洗衣機,電視,電話,電腦,手機,塑料製品,供電,燃具,化學工業,冶金工業,做房子的鋼筋水泥,建築工業,機械製造,交通運輸,汽車,火車,飛機,通信業
令人驚訝的是,這些科技成果,都是在西方文藝復興,啟蒙運動之後發明的,基本上是近300年內發明的. 之前,是封建禁錮的社會。
思想解放之後,人類從具備抽象思維到擅長抽象思維,這是一個本質變化,才使得我們現代美好的生活成為可能。
舉個例子
22*28=616;
27*23=621;
33*37=1221;
……
請問:73*77=?
這是一種找規律的題目,答案能立刻回答:5621。
規律是十位數相同,個位數為相加為10的兩個數的乘積的快速演算法。
到了初中,引入了X 對數字進行抽象
(10x+a)*(10x+b)=100*x*x + 10x(a+b) + ab =100x(x+1)+ab 如果a+b=10的話。
所以,22*28=100*2*(2+1)+2*8 = 616
很多復雜的規律,因為一個x的代入和抽象,變的簡單。數學使上述成果變為可能。
同理,哲學,自然科學,社會科學等等都是抽象思維的結晶。
世界上的物質紛繁復雜,眼花繚亂。人最大的特點是容易被眼睛看到的物像所吸引,如果每個人都止步不前,不去深入思考內部深層次的原理,社會不會進步。
從地球是方的到地球是圓的,從托勒密的地心說再到哥白尼的日心說,從牛頓的萬有引力再到愛因斯坦的相對論。
由此可見,人類文明的進步,靠的是一群擅長抽象思維的群體。

Ⅵ 物理學的幾種主要思維方式

1.模型法
物理模型是一種理想化的物理形態,將復雜的問題抽象化為理想化的物理模型是研究物理問題的基本方法。科學家通常利用抽象化、理想化、簡化、類比等把研究對象的物理學本質特徵突出出來,形成概念或實物體系,即為物理模型。模型思維法就是對研究對象或過程加以合理的簡化,突出主要因素忽略次要因素,從而解決物理問題的方法。從本質上說,分析物理問題的過程,就是構建物理模型的過程。通過構建物理模型,得出一幅清晰的物理圖景,是解決物理問題的關鍵。實際中必須通過分析、判斷、比較,畫出過程圖(過程圖是思維的切入點和生長點)才能建立正確合理的物理模型。
2.等效法
當研究的問題比較復雜,運算又很繁瑣時,可以在保證研究對象的有關數據不變的前提下,用一個簡單明了的問題來代替原來復雜隱晦的問題,這就是所謂的等效法。在中學物理中,諸如合力與分力、合運動與分運動、總電阻與各支路電阻以及平均值、有效值等概念都是根據等效的思想引入的。教學中若能將這種方法滲透到對物理過程的分析中去,不僅可以使問題的解決變得簡單,而且對知識的靈活運用和知識向能力轉化都會有很大的促進作用。
3.極端法
所謂極端法,就是依據題目所給的具體條件,假設某種極端的物理現象或過程存在並做科學分析,從而得出正確判斷或導出一般結論的方法。這種方法對分析綜合能力和數學應用能力要求較高,一旦應用得恰當,就能出奇制勝。常見有三種:極端值假設、臨界值分析、特殊值分析。
4.逆思法
在解決問題的過程中為了解題簡捷,或者從正面入手有一定難度,有意識地去改變思考問題的順序,沿著正向(由前到後、由因到果)思維的相反(由後到前、由果到因)途徑思考、解決問題,這種解題方法叫逆思法。是一種具有創造性的思維方法,通常有:運用可逆性原理、運用反證歸謬、運用執果索因進行逆思。
5.估演算法
所謂估演算法就是對某些物理量的數量級進行大致推算或精確度要求不太高的近似計算方法。估算題與一般的計算題相比較,它雖然是不精確不嚴密的計算,但確是合理的近似,它可以避免繁瑣的計算而著重於簡捷的思維能力的培養。解估算題的基本思路是:(1)抓住主要因素,忽略次要因素,從而建立理想化模型。(2)認真審題,注意挖掘埋藏較深的隱含條件。(3)分析已知條件和所求量的相互關系以及物理過程所遵守的物理規律,從而找到估算依據。(4)明確解題思路,步步為營層層剝皮求出答案,答案一般保留一到兩位有效數字。
6.虛設法
在物理解題中,我們常常用到一種虛擬的思維方法,即從給定的物理條件出發,假設與想像某種虛擬的東西,達到迅速、准確地解決問題的目的,我們把這種方法較虛設法。虛設法常見的幾種情形是:虛設條件、虛設過程、虛設狀態、虛設結論等。
7.圖像法
所謂圖像法,就是利用圖像本身的數學特徵所反映的物理意義解決物理問題(根據物理圖像判斷物理過程、狀態、物理量之間的函數關系和求某些物理量)和由物理量之間的函數關系或物理規律畫出物理圖像,並靈活應用圖像來解決物理問題。

Ⅶ 抽象思維是什麼意思呢

抽象思維是人們在認識活動中運用概念、判斷、推理等思維形式,對客觀現實進行間接的、概括的反映的過程。屬於理性認識階段。抽象思維憑借科學的抽象概念對事物的本質和客觀世界發展的深遠過程進行反映,使人們通過認識活動獲得遠遠超出靠感覺器官直接感知的知識。科學的抽象是在概念中反映自然界或社會物質過程的內在本質的思想,它是在對事物的本質屬性進行分析、綜合、比較的基礎上,抽取出事物的本質屬性,撇開其非本質屬性,使認識從感性的具體進入抽象的規定,形成概念。空洞的、臆造的、不可捉摸的抽象是不科學的抽象。科學的、合乎邏輯的抽象思維是在社會實踐的基礎上形成的抽象是從眾多的事物中抽取出共同的、本質性的特徵,而舍棄其非本質的特徵。例如蘋果、香蕉、生梨、葡萄、桃子等,它們共同的特性就是水果。得出水果概念的過程,就是一個抽象的過程。要抽象,就必須進行比較,沒有比較就無法找到在本質上共同的部分。共同特徵是指那些能把一類事物與他類事物區分開來的特徵,這些具有區分作用的特徵又稱本質特徵。因此抽取事物的共同特徵就是抽取事物的本質特徵,舍棄非本質的特徵。所以抽象的過程也是一個裁剪的過程。在抽象時,同與不同,決定於從什麼角度上來抽象。抽象的角度取決於分析問題的目的。

Ⅷ 學習理論物理需要是抽象思維還是形象思維說清楚點,謝謝了

理論物理……抽象思維和形象思維都需要的……缺一不可!

愛因斯坦創立相對論,由狹義相對論向廣義相對論推廣的時候,關於參照系的問題的研究,就是那個電梯里的人感受重力的問題,就是形象思維與抽象思維高度融合的具體體現。

Ⅸ 什麼是形象思維和抽象思維

什麼叫形象思維?簡單地說,「形象思維是依靠形象材料的意識領會得到理解的思維。」從信息加工角度說,可以理解為主體運用表象、直感、想像等形式,對研究對象的有關形象信息,以及貯存在大腦里的形象信息進行加工(分析、比較、整合、轉化等),從而從形象上認識和把握研究對象的本質和規律。

形象思維與抽象(邏輯)思維是兩種基本的思維形態,過去人們曾把它們分別劃歸為不同的類別,認為「……科學家用概念來思考,而藝術家則用形象來思考。」這是一種誤解。其實,形象思維並不僅僅屬於藝術家,它也是科學家進行科學發現和創造的一種重要的思維形式。例如,物理學中所有的形象模型,像電力線、磁力線、原子結構的湯姆生棗糕模型或盧瑟福小太陽系模型,都是物理學家抽象思維和形象思維結合的產物。愛因斯坦是一個具有極其深刻的邏輯思維能力的大師,但他卻反對把邏輯方法視為唯一的科學方法,他十分善於發揮形象思維的自由創造力,他所構思的種種理想化實驗就是運用形象思維的典型範例。這些理想化實驗並不是對具體的事例運用抽象化的方法,舍棄現象,抽取本質,而是運用形象思維的方法,將表現一般、本質的現象加以保留,並使之得到集中和強化。例如,愛因斯坦著名的廣義相對論的創立實際上就是起源於一個自由的想像。一天,愛因斯坦正坐在伯爾尼專利局的椅子上,突然想到,如果一個人自由下落,他是會感覺不到他的體重的。愛因斯坦說,這個簡單的理想實驗「對我影響至深,竟把我引向引力理論」。

形象思維的基本特點是:

(一)形象性

形象性是形象思維最基本的特點。形象思維所反映的對象是事物的形象,思維形式是意象、直感、想像等形象性的觀念,其表達的工具和手段是能為感官所感知的圖形、圖象、圖式和形象性的符號。形象思維的形象性使它具有生動性、直觀性和整體性的優點。

(二)非邏輯性

形象思維不像抽象(邏輯)思維那樣,對信息的加工一步一步、首尾相接地、線性地進行,而是可以調用許多形象性材料,一下子合在一起形成新的形象,或由一個形象跳躍到另一個形象。它對信息的加工過程不是系列加工,而是平行加工,是面性的或立體性的。它可以使思維主體迅速從整體上把握住問題。形象思維是或然性或似真性的思維,思維的結果有待於邏輯的證明或實踐的檢驗。

(三)粗略性

形象思維對問題的反映是粗線條的反映,對問題的把握是大體上的把握,對問題的分析是定性的或半定量的。所以,形象思維通常用於問題的定性分析。抽象思維可以給出精確的數量關系,所以,在實際的思維活動中,往往需要將抽象思維與形象思維巧妙結合,協同使用。

(四)想像性

想像是思維主體運用已有的形象形成新形象的過程。形象思維並不滿足於對已有形象的再現,它更致力於追求對已有形象的加工,而獲得新形象產品的輸出。所以,形象性使形象思維具有創造性的優點。這也說明了一個道理;富有創造力的人通常都具有極強的想像力。

二、形象思維在物理解題中的作用

如前所述,抽象思維與形象思維是兩種基本的思維方式,人類從事各種活動,往往需要對兩種思維方式協同使用,對於物理解題活動來說。亦是如此,專家的大腦中有著豐富的形象貯備,在解決物理問題時,他們總是先根據問題情景構建出清晰的物理圖象;盡可能利用圖形來反映物理狀態、物理過程及有關物理量的關系;善於在頭腦中對有關形象進行分析、比較、類比、整合;想像可能發生的情景。所以,專家往往對問題的形象有著較強的直感能力。而一般人的大腦中,形象的貯備相對貧乏,他們在解決物理問題時,不善於從形象上去把握問題;一接觸到問題,就企圖立即建立有關的求解方程,其結果往往是欲速則不達。那麼,在物理解題中,形象思維究竟能起到哪些積極的作用呢?

(一)表徵作用

認知心理學家將信息在頭腦中的呈現方式統稱為表徵,認為表徵是影響問題解決的重要因素。在物理解題中,形象思維是形成表徵的重要思維方式。由於形象思維的形象性和整體性,使主體容易對問題的實質和解題的關鍵產生直感,從而觸發出創造性解決問題的方案。比如:

例1A、B兩站相距60千米,A站每隔10分鍾向B站開出一輛汽車,汽車的速度為60千米/小時。現有一輛汽車從B站向A站開出,速度也是60千米/小時。問從B站開出的汽車在途中將會與從A站開出的幾輛汽車相遇?(設B站的汽車開出時,A站恰好有一輛汽車開出。)

對本題,我們可以用如圖1位移圖線來直觀地表徵,由圖線(相交點)可知,B站開出的汽車將與A站開出的11輛汽車相遇。我們還可以用如圖2的圖形來表徵,即B站的汽車b剛開出時,A、B之間已有5輛汽車,同時有一輛汽車a剛從A站開出。這樣,b將在A、B的中點與a相遇。可見,在前半段路程上,b車將與A站開出的6輛汽車相遇。同理可知,在後半段路程上,b車也將與A站開出的6輛汽車相遇。除去在A站遇到的一輛,可知b車在途中將與A站開出的11輛汽車相遇。

(二)先導作用

在求解物理問題時,主體運用形象思維對與問題相關的各種情景展開廣泛的聯想,提出有意義的猜想,這可以為問題的分析和推理的進行大致指明方向,避免解題陷入盲目的境地比如:

例2、水平桌面上有一疊圓形金屬片,擺放形狀如圖3。最下面的一塊重為G,面積為S/2,它相鄰的上面一塊金屬片重為G/2、面積為S/2,以此類推,金屬片的重量和面積均逐漸減半,一直疊下去。則自下而上三塊金屬片,每塊金屬片上表面受到的壓強之比p1:p2:p3多大?桌面受到的壓強多大?

本題乍看上去似乎很難求解,為此我們先從形象上做如下的考慮:將各金屬片的形狀轉化為一系列的矩形,並自下向上按1、2、3……編號,如圖4所示。由圖可見,第1片以上的各片的總面積等於第1片的面積;第2片以上的各片的總面積等於第2片的面積……以此類推。根據題意,可知重力的關系也是如此。所以,第1、2、3金屬片上表面受到的壓強之比為1:1:1。桌面受到的壓強為P=F/S=2G/S。

(三)支持作用

物理解題需要嚴謹的推理運算,形象思維可以為這種邏輯推理提供強有力的支持。運用形象思維,可以使主體頭腦中建立起一幅生動清晰的物理圖象,這是抽象思維得以順利進行的基礎。例如,當呈現問題:「三個共點力,大小分別為3牛、4牛、8牛,它們的合力能否為零」時,我們的頭腦里通常出現一個示意的三角形。藉助這個三角形,再分析它的三條邊是否可能分別是3、4、8,然後作出判斷。

三、物理解題中形象思維的基本形式

(一)意象

意象是人腦再現出來的某個事物的寫意的形象,它既可以是由若干個同類事物的形象概括出來而得到的觀念性的形象,也可以是被模式化了的某個事物的基本形象、由感性認識所獲得的各種形象信息經過一般化和典型化,便可成為意象而貯存在主體的大腦中及進行進一步的加工。意象相當於抽象思維中的概念,是形象思維的基本元素。愛因斯坦說:「在我的思維機構中,書面的或口頭的文字似乎不起任何作用。作為思維元素的心理的東西是一些記號和有一定明晰程度的意象,它們可以由我『隨意』地再生和組合。……這種組合活動似乎是創造性思維的主要形式。它進行在可以傳送給別人的、由文字或別的記號建立起來的任何邏輯結構之前。上述的這些元素就我來說是視覺的,有時也有動覺的。通用的文字或其他記號只有在第二階段才能很費勁地找出來。」

對於物理解題來說,主體完善的意象系統是極其重要的因素。例如問題:圖5所示,在半圓形支架上,用兩根長為半徑的細線1、2懸掛著重為G的小球。現讓A端固定不動,讓B端逐漸沿圓形支架逐漸向上滑動,使線2從水平狀態逐漸變為豎直狀態。判斷這一過程中,兩根細線拉力的變化情況。我們頭腦中出現的是與問題相關的矢量示意圖,如圖6所示,線B端的滑動表現為圖中矢量T2的道時針向的轉動。由圖可見,這一過程中,細線1的拉力T2將逐漸變小,細線2的拉力T2將先變小,後變大。當兩線相互垂直時,拉力T2最小;當細線2處於豎直狀態時,拉力T2=G。

除了圖形意象,物理意象還包括圖式意象,如數學符號、公式、圖表等形象性材料,都可以成為圖式意象的載體。比如:

例3一長列火車依慣性駛向傾角為a的小山上,當列車完全停下時,列車一部分在山上(如圖7)。試求列車從開始上山到停下來所經歷的時間。列車全長為L,摩擦不計。

對本題,設整列車的質量為M,列車山上部分長為x,質量為Mx/L。選擇山基為x軸坐標之原點,方向沿山坡向上。根據牛頓第二定律,可得列車受到的合力為

當得到上式時,如果主體的頭腦里能出現簡諧振動判別式F—X的圖式意象,便可確認這是周期為的簡諧振動方程,於是感悟到列車從開始上山到停下來的時間等於振動周期的1/4,即。

(二)直感

直感是運用意象對具體形象的直接判斷和感知。直感的實質就是用具有普遍性和典型性意義的意象去對照當前問題中有關事物的具體形象,從而使主體對當前問題的模式作出判斷,迅速確定解題思維的方向和途徑。比如:

例4 如圖8所示,有一聚光束穿過一遮光板的圓孔後會聚於板後10厘米處的a處,若在圓孔內嵌入一塊凸透鏡,則光束將會聚於板後5厘米的b點處,求該凸透鏡的焦距。

在圖8中,設想有一點光源放在b點,則據光路可逆,可知它將在a處成一虛像。由此可直感到本題實質上是已知物距U=5厘米,像距V=-10厘米,求凸透鏡焦距的問題。於是據透鏡成像公式,即得

像這種用普遍形象(稱為類象)的特徵去比較具體對象(稱為個象)的形象,根據形象特徵整合的相似性來判別個象是否與類象同質的思維形式,我們稱為形象識別直感,它主要表現為對各種形象在變式情況下的再認,以及在復合、綜合形態下的分解辨認。

例5 如圖9甲所示,在離地面高為h,離豎直牆的水平距離為山處,有一個彈性小球以初速度V0向牆水平拋出,與牆發生彈性碰撞後落到地面上。試求落地點與牆的距離S2(設球與牆碰撞時動能沒有損失)。

本題小球的運動過程可分兩段,其軌跡分別是AB和BC,AB段是平拋運動,BC段是斜下拋運動。將平拋運動補全,要得完整軌跡ABD(如圖乙所示)。這一直感啟示我們:將BC以牆為軸轉過去180o,可能正好與BD重合。利用彈性碰撞規律,我們容易證明這一點。於時所求的S2為

如上利用已有意象模式,對新形象進行補形,將局部形象納入整體形象之中的思維主動脈式,稱為模式補形直感,它在形象思維中具有極為重要的竟義。正如美國哲學家魯首夫、阿恩海姆在《視覺思維》一書中所寫的:「把不完整的東西補足,乃是理性能力的一個最基本的本領。」

例6有兩條船甲、乙在河中相向行駛,甲順流而下,相對於水流的速度為v1,乙逆流而上,相對於水流的速度為v2,且v1>v2。當兩船相遇時,有一順流而漂的竹筏正好在兩船邊上。再行駛一段時間後,兩只船同時掉頭返回行駛,而兩船相對於水流的速度不變。問哪一隻船先遇到竹筏?

對本題,我們聯想起另一個相似的情景:有兩人在行駛的更車的過道上相向而行,兩個行走的速度不同,到了某座位邊兩個相遇。再行走一段時間,兩人同時返回以原來的速度行走,那麼兩人必在原來的座位邊相遇。將兩種情景進行類比:人相當於船,行駛的列車相當於水流,座位相當於竹筏,我們便可判得原題中兩船將同時與竹筏相遇。

像這種通過比較新形象與已有意象的相似性,使新形象與已有意象系統相聯結的思維方式稱為形象相似直感。物理解題中對問題的變更和轉化往往有賴於這種直感。

(三)想像

想像是頭腦中對已有意象經過結合和改造產生新的意象的思維過程,它是最有創造性意義的形象思維的形式。愛因斯坦說:「想像力比知識更重要,因為知識是有限的,而想像力概括著世界上的一切,推動著進步,並且是知識進化的源泉。嚴格地說,想像力是科學研究中的實在因素。」科學的想像是對已有意象的一系列直感的聯結。在物理解題中,空間形象的想像,物理圖象的想像,特殊狀態和理想狀態的想像,假設情景的想像等等,都是解題思維中極其重要的因素。比如:

例7從某一高度以相同的速度V0,將一把彈子向各個方向撒出去。試說明各彈子均為空中的任意時刻,所有彈子位於怎樣的一個曲面上?(不計空氣阻力)

對本題,先設想如果所有彈子的初速均為零,則它們將同時沿同一直線做自由落體運動;再設想彈子拋出時,重力突然失去,則彈子將沿不同方向做勻速直線運動,各彈子將處於同一個半徑均勻增大的球面上。由此可想像到,本題中,彈子將處在一個半徑R=V0t(隨時間均勻增大),球心做自由落體運動的球面上。

四、如何培養形象思維能力

現代科學表明:人的大腦可分為左右兩個半球,左半球主管語言、邏輯數字的運算加工,而右半球則主管音樂、美術、空間的知覺辨認。從思維角度看,即人的左腦主管抽象思維,而右腦則主管形象思維。人的思維活動往往是通過左、右腦機能的「諧振」來完成的。教育的根本目的,在於最大限度地開發學生大腦的功能,培養能力。這里所說的大腦的功能應既包括左腦的功能,也包括右腦的功能;這里所說的能力理應既包括抽象思維能力,也包括形象思維能力。在以往的中學物理教學中,我們十分重視基本概念、基本規律和邏輯推理能力的培養,這完全是正確的。但是,應當看到,相對而言,我們對形象思維能力的培養,卻重視得不夠。這不但使學生的思維結構得不到完善,同時因為抽象思維缺乏形象的有力「支持」,所以也在一定程度上影響了抽象思維能力的培養。那麼,在物理教學中,應當如何有效地培養學生的形象思維能力呢?

(一)增加形象貯備

根據馬克思主義認識論,人的思維(即理性認識)是建立在感性認識的基礎上的,抽象思維是如此,形象思維也是如此。作為形象思維生動性的形象的東西,並不是主體的頭腦中憑空臆造出來的。它根源於現實中的東西。離開了感性認識,形象思維便成為無源之水,無本之木。因此,應當重視向學生呈現豐富的感性材料,要重視實驗,充分運用電化教具和圖表、模型等直觀手段,要善於用形象說話,用生動的比喻和類比使抽象的概念形象化。

(二)強化想像訓練

想像是最富有意義的形象思維形式,要有意識地對學生進行強化訓練。如教過重力後,可讓學生想像「假如突然失去重力」後的情景;教過摩擦力後,讓學生想像「毫無摩擦的世界」;教過圓周運動、萬有引力後讓學生想像「假如地球突然停止轉動」或「地球自轉速度加大後的情景;等等。

(三)重視定性分析

形象思維是對問題整體、概略和方向性的把握,重視對問題的定性分析有助於形象思維能力的培養。當呈現問題時,應引導學生通過對問題信息的知覺,想像問題情景,構建典型形象,揣測物理變化的趨勢。同時在紙上畫示意圖、受力圖、光路圖、電路圖等,使學生在頭腦里建立起清晰的物理圖象,然後再運用物理規律進行推理和演算,得出定量的結論。

(四)提倡數形結合

在物理解題中,要提倡數與形的協同運用,善於將文字信息轉化為圖形信息,將物理變化規律用圖象來表達,揭示數與形的對應關系,運用圖象這一直觀工具求解抽象的物理問題。

Ⅹ 高中物理教學中如何培養學生抽象思維能力

就目前的教育現狀和結果來看,無論是社會工作學習,還是高中物理學習階段,抽象思維對於學生的重要性都是不容置疑的。心理學認為,具備某一能力可以幫助人們完成某項具體活動,而智力則是人們自身所表現和形成的主觀能力。為了讓學生能夠更好地適應社會的發展和教育的改革,人們必須不斷提升自己的綜合能力,這其中就包括抽象思維能力。高中物理作為一個嚴密系統的學科,在提高學生的綜合思維和抽象思維方面有獨特作用,但對於高中生而言,在思維能力升華之前還必須具有這一思維基礎,因此,在高中物理教學中,教師要把培養學生的抽象思維能力作為教學的首要任務貫穿課程教學的始終。
一、高中物理學科的基本特點
1.教材配套
隨著教育體制的不斷革新,我國的高中物理教材也在不斷地更新換代,這一行為無疑是為了能夠讓學生所學的高中物理知識適應社會變化的需求,達到教材的時俱進,從而使高中物理教材內容更加完善豐富,其邏輯結構也更為嚴謹。
2.對實驗的重視
對於大多數高中生而言,高中物理都是一門難度系數較高的學科,其抽象晦澀的知識概念和繁瑣眾多的公式圖標常常讓學生感到力不從心。倘若單純讓學生通過書本上的圖示和公式來學習物理知識難免造成照本宣科的刻板效果,導致缺乏學習的靈動性和靈活性,不僅可能使學生喪失學習興趣,還會讓他們出現厭學現象。而物理實驗的引進則解決了這些問題,其通過對抽象內容的抽象化和立體化來使學生更為直觀地理解物理知識,極大緩解了學生學習物理的思維壓力。
二、抽象思維在高中物理學習中的重要性
通常而言,學生的學習能力和思維能力都是在學習過程中逐漸增強的,但實際的學習過程中往往離不開教師的引導,所以教師對於學生思維能力的培養有著重要的導向作用。提高高中生的物理抽象思維能夠讓學生在自身能力和思維穩健發展的同時保證知識的平穩增長,而這雙管齊下方可為抽象思維的建構提供一個堅實的知識基礎。並以此抽象思維來推動學生在高中物理學習方面的大進步和大突破。
三、培養高中生物理抽象思維的相關策略
1.綜合學生特徵,提高思維能力
隨著現代化教育理念的不斷更新以及新課標改革的推行,我國教育界逐漸形成了以學生為主體,因材施教的教育共識,而對於高中物理教學而言,我國許多高中對於學生的抽象思維能力培養則提出了新的要求。因此,要想有效提高學生的抽象思維能力,高中物理教師就要做到教育思想的與時俱進,綜合學生的年齡、學習能力等特徵進行抽象思維能力的訓練。如,在進行「質點、參照系和坐標系」這一課的教學時,教師可以事先了解學生的一些基本特徵,根據不同學生的學習能力和理解能力進行課程安排,對於理解能力較弱的學生,在解釋「質點」等抽象概念時注意利用多媒體等直觀的資料進行展示,如此可保證學生在原有的基礎上得到新的發展。高中階段學生的抽象思維能力通常呈現出一定的梯度,這個階段的思維能力離不開教師的指導,相較於初中時期雖有所進步,但還是需要有計劃、有目的地培養和提高。
2.加工物理教材,完善培養方法
教材結構本身的嚴謹性和體系性對於學生學習效果的影響是巨大的,因此,為了更好地培養學生的物理抽象思維,教師在物理教學中就要對物理教材進行研究和分析,根據物理教材的內容性質改造物理教學方法。在這一概念上,教師要保證將物理教學中心轉移到學生身上來,在實驗原理和設備提供方面做到完善。其次,對於物理學的相關背景歷史知識也可以適當融入講解,這不僅可以提高學生的學習興趣,還可以擴展學生的知識面。如,在進行「牛頓運動定律」的教學時,教師可以在課程講解的同時捎帶講解牛頓的研究經歷,讓學生在物理的歷史演變中形成一個概念流程感。最後,在物理例題和習題的配套上,教師還要注意量和度的把握,例題首選典型的提醒,習題則是有針對的,兩者相互結合,有效提高學生的抽象思維和演繹推理能力,讓學生在練習過程中提高自身物理素養。
高中階段培養學生的抽象思維是極其重要的,但要保證學生能夠將高中階段所形成的抽象思維培養路線延續下去,這就要求教師能夠在實際的教學中潛移默化地引導學生樹立抽象思維引導性的關鍵作用,有針對地進行物理問題的解決和思考,以促進我國高中物理教育事業的發展和提高。

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