提高學生抽象思維能力論文

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摘要：教學必須為“四化”建設的需要服務，在使學生掌握必需的知識的基礎上，開發他們的智力，培養他們的能力。什么是能力？什么是智力？高中物理都要培養什么能力？主要應培養什么能力？……成為人們關注的問題。

按照心理學的觀點。“能力是順利地完成某種活動的個性心理特征。”而智力是“在各個人身上經常地、穩定地表現出來的認知特點，就是認識能力或認知能力。”智力的核心是思維能力，而思維的核心形態是抽象邏輯思維（包括形式邏輯思維和辯證邏輯思維）。按照思維結構的發展階段來看，抽象邏輯思維是發展的最后階段，這個階段又可分為初步邏輯思維，經驗型邏輯思維和理論型邏輯思維（包括辯證思維）。顯然，培養思維能力，特別是抽象邏輯思維能力是開發智力的關鍵。

在高中物理教學中以提高學生抽象邏輯思維能力，特別是理論型邏輯思維能力，是需要也是可能的。

首先，高中生無論是升學還是就業，隨著現代化建設的深入開展，再學習乃至終身學習，更需要的是抽象邏輯思維。同時，高中物理是一門嚴密的、有著公理化邏輯體系的科學理論，對于高中學生抽象邏輯思維能力的要求，較初中物理有了一個很大的飛躍，這就是當前所謂初、高中物理“臺階問題”的實質。另外，從高中學生心理的年齡特征來看，從初二年級開始的抽象邏輯思維由經驗型向理論型水平的轉化，在高二年級將初步完成，這意味著他們思維趨向成熟，可塑性將變小。因此，在高中一、二年級不失時機地提高學生抽象邏輯思維能力，以順利地完成從經驗型向理論型水平的轉化是必需的。公務員之家

其次，從生理上看學生在16歲時已能完成人腦總重量的96%的發育過程，有了必要的物質基礎。在心理上，從初二開始了向理論型抽象邏輯思維水平的轉化，也有了一定的思維能力的基礎。同時，經過初中階段的學習，他們在語言、文字、數學物理等各方面都有了必要的知識基礎，為在高中著重提高抽象邏輯思維能力提供了可能。

廣大教師的實踐也證明：凡是抽象邏輯思維能力較強的學生，其他方面的能力都比較強。

因此，高中物理教改也應把提高學生擔負邏輯思維能力放在首位。

高中物理教學如何提高學生的抽象邏輯思維能力呢？

就思維發展來說，學生“在活動中產生的新需要和原有思維結構之間的矛盾，這是思維活動的內因或內部矛盾，也就是思維發展的動力。”環境和教育只是學生思維發展的外因。作為中學生，其主導活動是學習。而學習是在教師指導下有目的、有計劃、有系統的掌握知識技能和行為規范的活動，是一種社會義務，從某種意義來說，還帶有一定的強制性。它對學生思維發展起著主導作用。主要表現在學習內容、學習動機和學習興趣對思維發展的影響上，即學習內容的變化，學習動機的發展和學習興趣的增進，直接推動著學生思維的發展。學生思維發展的過程包含著“量變”和“質變”兩個方面。學生知識的領會和積累，技能的掌握是思維發展的“量變”過程；而在此基礎上實現的智力或思維的比較明顯的、穩定的發展，則是心理發展的“質變”。

教師的責任就是要以學習的難度為依據，安排適當教材，選好教法，以適合他們原有的心理水平并能引起他們的學習需要，成為積極思考和促使思維發展的內部矛盾。創造條件促進思維發展中的“量變”和“質變”過程。應該看到，這兩個過程是緊密聯系的，缺一不可的。教育并不能立刻直接地引起學生思維的發展，它必須以學生對知識的領會和掌握技能為中間環節。而智力、思維的發展又是在掌握和運用知識、技能的過程中才能完成的。沒有這個“中介”，智力、思維是無法得到發展的。但是教師教學的著重點應是通過運用知識武裝學生的頭腦，同時給予他們方法，引導他們有的放矢地進行適當的練習，促進他們的思維或智力盡快地提高和發展，不斷地發生“質”的變化。這也就是學生思維結構的“質變”過程或稱“內化”過程。

具體到教學中如何培養學生的智力，特別是思維能力這個問題上，我國一些心理學家經過研究與實踐，提出了“培養思維品質是發展思維能力的突破點，是提高教育質量的好途徑”的觀點，并在小學數學教學中取得了良好的效果。這是因為智力是存在層次的，它是由人的思維的個性差異確定的，這種差異體現為個體思維品質，包括敏捷性、靈活性、深刻性、獨創性、批判性五方面。它也是思維能力的表現形式。因而由此可確定思維能力的差異；思維品質的客觀指標是容易確定的，使定量研究成為可能；研究思維品質的發展與培養，有利于克服傳統教學的一些弊病，并對之實施改革；思維品質的發展水平是智力正常、超常或低常的標志。其中思維的深刻性，思維活動的抽象程度和邏輯水平，以及思維活動的廣度、深度和難度——是一切思維品質的基礎。

就思維結構來說，皮亞杰提出了“發生認識論”，強調“圖式”概念。他的心理學思想中有著豐富的辯證法思想。他認為“圖式”即心理或思維結構，“圖式”經過“同化”、“順應”和“平衡”，構成新的“圖式”，不斷發展變化，不僅有量變，也有質變的思想是可取的。其中“同化”是圖式的量的變化，“順應”是圖式的質的變化。

任何一間科學都是由基本概念、基本規律、基本方法等組成的。概念、規律、方法等是相互聯系的；不同的概念、規律、方法之間也是相互聯系的，從而形成了該門科學的知識和邏輯結構。當然這種結構也在變化和發展著。應該說，人的思維結構和各門科學的知識、邏輯結構都是人們對客觀現實世界的反映，是緊密聯系的。因此，從教學必須發展學生思維能力上來說，正如杰羅姆·s.布魯納所說：“不論我們選教什么學科，務必使學生理解該學科的基本結構。”這也符合現代系統科學（控制論、信息論、系統論）的觀點，系統科學認為結構與功能是對立的統一。不掌握學科結構，就難以發揮該學科的功能。不僅如此，還認為任何系統都是有結構的，系統整體的功能不等于各孤立部分功能之和。而是等于各孤立部分功能的總和加上各部分相互聯系形成結構產生的功能。數理學科更是如此。布魯納寫道：“制訂物理學和數學課程的科學家們已經非常留意教授這些學科的結構問題，他們早期的成功，可能就由于對結構的強調。他們強調結構，刺激了研究學習過程的人。”

可見，教育學家、心理學家們強調“結構的重要性”是受到物理學家、數學家的影響，特別應提到的是愛因斯坦的重大影響。愛因斯坦強調指出：“科學力求理解感性知覺材料之間的關系，也就是用概念來建立一種邏輯結構，使這些關系作為邏輯結果而納入這樣的邏輯結構。”還指出：“科學是這樣一種企圖，它要把我們雜亂無章的感覺經驗同一種邏輯上貫徹一致的思想體系對應起來。在這種體系中，單個經驗同理論結構的相互關系，必須便所得到的對應是唯一的，并且是令人信服的。”由此可見，無論是物理學的學科特點，還是現代認知心理學和現代系統科學的研究成果都強調了“結構的重要性”。高中物理教改，必須從本學科的特點出發，以辯證唯物主義觀點和歷史唯物主義觀點為指導，以心理學特別是現代認知心理學的科學成果為理論依據，以現代系統科學為方法論的依據來進行。由此必須對物理的教材、教法進行新的處理，必須建立起一套有效的檢測、評價系統，對教學過程進行有效的控制。就此想談幾點粗淺的看法。

一、關于教材前述。由于“結構的重要性”，必須要求有一套與之相適應的教材。目前，在物理教學大綱規定的范圍內，可以對現行物理教材進行一番加工改造，突出結構，強調對抽象思維能力的培養。為此：

1.建立高中物理的整體的知識和邏輯的結構和系統；同時建立各部分（力學、熱學和分子物理學、電磁學、光學、原子物理等）的子結構和子系統；以及各章、節的結構。并與學生的認知過程相適應。

2.實驗應包含在上述系統中，構成不可少的組成部分。同時應強調通過實驗培養學生抽象邏輯思維的能力。改變傳統的認為觀察和實驗是不依賴于理論的觀點，改變那種認為實驗方法的本質是完全離開理性的體系，單純起著事實的裁判作用的觀點。大家都知道，隨著實驗研究對象遠離人們直觀經驗的領域，特別是現代物理學實驗的發展，使人們愈來愈認識到實驗與觀察依賴于理論，實驗所獲得的認識實際上受制于儀器和實驗設計中所包含的假設，是不可能擺脫理性思維的指導的。

尤其是高中物理。由于實驗設備的限制，學生又沒有誤差理論的系統知識，往往對于實驗原理、實驗得到的數值（哪怕是不準的）都抱著輕視的態度，而集注意力于操作上，這對于培養和提高學生抽象思維能力是不利的。為此，高中物理實驗的重點，應放在實驗的設計思想，儀器的原理以及在中學儀器條件下對實驗數據的認識和處理上，而不應僅僅停留在操作和觀察上。

3.例題和習題的配制應包含在上述系統中，構成不可少的組成部分。教學中最重要的任務是概念的形成和問題的解決。概念不僅是學科結構的最基本的要素，是“框架”的“交結點”，而且是思維的“細胞”。而問題的解決，即應用，正是結構中各部分之間聯系的建立以及結構的發展所必需經過的階段。這也就是思維的過程。統計表明，僅就中學生而言，掌握歸納推理的水平略優于掌握演繹推理的水平。實踐中，我們也常常發現就多數學生而言，從自然現象和實驗歸納出概念和規律，學生掌握較好，而運用概念和規律去解決問題則困難較大。這是由于演繹推理較之歸納推理可以通過更多種形式來表現，掌握起來也復雜些，因此，就需要有意識的多加指導和訓練。按照提高抽象邏輯思維能力的要求編寫例題和習題，并加以適合的配量。這與“題海戰術”是有本質區別的。當前，好的例題和習題（指符合我們這種要求的）不是太多而是太少了。人工智能的主要奠基人之一，H.A.西蒙說得好：“如果我們觀察一些好學生的學習過程，特別是在數理課程中，或者其他一些需要發展解題技巧的課程中，我們看到學習所得大多來自解答每章后面的習題的活動或者學習課本中已經解出的例題的活動。有一種編制人工智能學習程序的方法就是試圖模擬這樣一類過程。”這對我們不無啟發。

4.關于物理學史的教育，也應從有利于培養學生抽象思維能力加以組織。大家知道，從物理學發展史來看，“結構”是隨著物理思想和對物理概念的理解更加深化而發展的，不是一成不變的。適當地、完整地圍繞某一部分物理知識（如力學）介紹這種發展，較之分散地介紹某一部分歷史事實，更有利于學生思維的發展。

二、關于教法

1.從有利于提高學生抽象邏輯思維能力出發，增強學習的目的性、方向性，應該讓學生知道學習過程、思維過程、思維的形式和方法，以調動其自覺、主動性。只有自覺地遵循思維規律來進行思維，才能使概念明確、判斷恰當、推理合理、論證得法，具有抽象邏輯性，培養出深刻性的思維品質。這是一切思維品質的基礎。

2.按現代認知心理學的觀點，學生在學校的學習的實質就是前述認知結構的“同化”和“順應”的過程。學習的類型主要是“意義學習”，即在良好的教學條件下，學生理解符號所代表的知識，并能融會貫通，發展了智力，提高了能力。其實質是符號所代表的新知識與學生的認知結構建立了非人為的實質性聯系。這是最有價值的學習。學習進行的方式主要是“接受學習”，即要學習的全部內容都是以定論的形式呈獻給學生，然后讓學生加以“內化”（即與原有知識有機結合），大量的知識和材料都要靠此獲得。

從這一點來看，班級授課，以課堂教學為主的教學形式沒有改變。具體的課堂組織形式可以各人不同。但從著重思維能力的培養上看，似應更重視每學期一部分“結構”建立開始的緒言課，結束時的復習課。以及對實驗課和習題課有關思維方法和物理方法的指導。以與教材處理的原則一致。

3.因材施教，開展課外活動，培養一些優秀學生。便他們不受思維定式的約束。大力培養他們的直覺思維和創造性思維。直覺思維是創造性思維的基礎。強調直覺思維是愛因斯坦科學觀的一個重要特征。他說：“物理學家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律，由此世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要得到這些定律，并沒有邏輯的道路：只有通過那以對經驗共鳴的理解為依據的直覺，才能得到這些定律。”探索就得用直覺思維：整體的、跳躍的、猜測的，以知識結構為根據的直接而迅速的認識。

同時，我們對于學習物理有困難的學生，則應加強課外輔導，消除他們心理上，思維上的障礙，以適應面對大多數學生進行的課堂教學。

三、關于教學過程的控制和評價是仍需研究的，在此只提出一點線索

1.思維的智力品質研究是有客觀指標的。我國一些心理學家，所進行的小學數學教改試驗，即運用這一套指標。詳情請見《思維發展心理學》朱智賢、林崇德著。

2.教學過程離不開信息的傳遞，因此也是可以量化的。現代系統科學據現代認知心理學的“產生式”理論，從信息加工的角度，把人的短時記憶的最小單位定為“組塊”，多大是一個組塊，不是固定不變的。一個數字、字、詞、符號、成語、短語等都可以是一個組塊。它的存貯時間需要0.5秒，而轉化為長時記憶至少需8秒。掌握物理學科，首先要懂得物理語言，大腦中要有一套物理符號系統。即在長時記憶中要存貯一定數量的組塊（信息）。僅有組塊還不夠，還必須把組塊組成若干程序，形成產生式系統。一個產生式包括兩部分：條件和動作。一定條件做出一定動作就是一個產生式。如：一個公式，一個定理就是一個產生式。組塊必須按產生式組合才有意義，二者不可截然分開。普通教科書一章所傳授的知識約有十幾個產生式。掌握一間課程等于掌握幾百個產生式。而獲得物理學科那樣的專業能力，就得掌握幾千或幾萬個產生式。從時間上講，一天學習5小時，1小時可以學習4—20組塊，1個產生式。這就是相當于一課時的信息量。依此類推。

如果能仔細地將高中物理教材中必須掌握的組塊和產生式統計出來，實行控制是有可能的。

3.教學方法：教學程序能否事先進行最優化選擇，現在也有人用模糊數學的方法，加諸因素進行綜合評價，運用計算機進行事先的最優選擇。

而考試的標準化已有多種方法。

綜上所述：高中物理教學應以提高學生抽象邏輯思維能力為主，既是需要又是可能的；既是可以具體做到的，也是有可能進行控制和評價的。