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1、重视具象思维能力的培养高中物理教学中偏重于从概念到概念、从理论到理论的抽象逻辑思维，而忽视具象思维。具象思维就是具体而形象的思维。由于这两种思维能力未得到协调发展，极大地影响了学生解决问题的效率和学习的情绪。钱学森院士曾指出：“科学技术工作不能局限于抽象思维的归纳推理法，而必须兼用形象思维或直观思维。”一、具象思维揭示物理问题的实质例1一艘船沿着顺水航行要比静水中快，沿着逆水航行要比静水中慢。这就产生一个问题：船要从甲处航行到乙处再返回到甲处，是在流水中航行还是在静水中航行所需时间少？设想船速仅比水速大一点，则船逆水航行很慢，往返时间长。如果船速十分接近水速，则船将一去不复返。例2a、b两个光
2、滑斜面的高度和长度均相同，但其形状不同，如图1所示。现将两个同样的小球从斜面顶端一起释放，不计在拐角处能量损失，问哪个球先滑到底端？设斜面长为l，高为h，a球下滑时间为对b来说，斜面上两部分连接线所成的夹角未知，一时求不出球下滑时间。但是此夹角从90连续变化到180，a斜面即为b斜面（180）的一个极限值。从斜面另一极限值（90）来计算可得。因为lh，故b图中的小球先滑到底端。根据已知经验事实，从整体出发，用跳跃的、搜索的、猜测的方式，假设某种变化，根据连续性变化原理，将此变化引向具体或极端状态，使主要因素或问题本质迅速暴露出来，从而探索到物理问题的实质。纠正学生偏重于公式演绎，讲不清物理道理
3、之弱点。二、具象思维描绘清晰的物理图景例3四个麦椿象（一种害虫）分别位于边长为a的正方形的四个角的顶点上。它们以同样大小的速度V同时开始爬行。第一只虫朝第二只虫爬去，第二只虫朝第三只虫爬去，第三只虫朝第四只虫爬去，第四只虫朝第一只虫爬去。试问这四只虫会相遇吗？我们想象有两只虫位于一条线段的两端，相对爬行，它们无疑会相遇。再设想有大量虫位于一个圆周上，一只虫接一只虫爬行，结果是它们沿圆周循环爬行，永不相遇。这是多边形的两种极限情况。对于四只虫位于正方形四个角的顶点情况，可以大胆猜测，它们一定会相遇。考虑到对称性，四只虫爬行中总是位于新四边形的四个角的顶点点上，而这新四边形在不断翻转和“收缩”，如
4、图2所示。最终它们会聚在原正方形的中心。思维过程中有时面临这样一种状态：我们可以认识它的两个端点（极限情况），但是从始点到终点的“过渡”，却完全是空白的。只是受到某种甚至非常表面的启发，当即茅塞顿开，恍然大悟。这样一幅清晰的物理图景展现在你的眼前。根据此物理图景可以从两条思路求得它们相遇的时间：解法一：各只虫接近中心的速度为速度V在线段OA上的分量（见图3），由于线段OA的初始值为，所以解法二：确定正方形边长减少的速率，它等于相邻两只虫的速度在边上的矢量差四只虫的运动是复杂的，很难描绘它们的运动轨迹。但是，用具象思维去简化与纯化它们的运动，在一只虫追一只虫循环运动规则联系下，按一定的时间顺序和
5、空间的关系，在学生头脑中留下运动过程一系列“定格”，静态形象它们总位于正方形四个角的顶点上；动态形象新四边形连续翻转和“收缩”。展现出一幅科学而又形象的物理图景。平时教学中帮助学生学会正确构建物理情景，可以使复杂的物理问题简单化，使抽象的理论形象化、具体化，这是学好物理的关键所在。三、具象思维开拓物理想象力例4一张薄金属片中心有一个小孔，一根针刚好能穿过此孔，如图4所示。现对整张金属片均匀加热后，针是否还能穿过小孔？将薄金属片看成是一系列以小孔为中心。半径逐渐增大的细同心环构成，而每一个金属环相当于一个弯成圆形的金属条。加热后金属条变长，则圆环的周长变长，即圆的半径变大，并且内环的膨胀不受外环
6、膨胀的影响，结果小孔的半径也变大，使针穿小孔更为方便。也可以设想用同种金属片补全小孔，仿佛未开过孔一样，加热时整张金属片均匀膨胀，补上的“孔”也要相应膨胀。加热后再把补上的“孔”取出，于是原孔变大了。例5证明匀质三角形薄板的重心位于此三角形三条中线的交点上。将三角形薄板分成一系列平行AB边的窄条。每一窄条的重心位于其中点，即位于从顶点C所作的中线上，如图5所示。这表明由一系列窄条所构成的三角形薄板的重心也位于这条中线上。同理，其中心也位于另外两条中线上。因此，匀质三角形薄板的重心位于三角形三条中线的交点上。运用具象思维开拓想象力，想象力突出表现为假设，它是对新事物作推测性或探索性设想的思维能力
7、，发展自然科学要丰富的想象力，要创新必须具备想象力。四、具象思维构思物理理想实验理想实验是在头脑中塑造的一种理想过程，是具象思维的运演。下面设计一个理想实验来论证阿基米德定律。设想有两个完全相同的轻的硬薄壳，往左壳里注满水边，右壳里注满无论何种液体。将两个壳挂在等臂天平上，如图6（1）所示。如果这两个物体保持平衡，表明它们的密度相等。该理想实验的构思是：使从天平上平衡迁移到液体中平衡，将这两个物体浸入盛有水的容器里，如图6（2）所示。此后天平的平衡不被破坏，由于容器里的水“不知道”两壳内装的是什么东西，只“看见”两个完全相同的壳，所以对两壳的作用完全相同。但是天平上左线是松驰的，水壳浮于水中。
8、此时天平仍保持平衡，右线也不受拉力。于是可以将两根线拿走，右壳也浮在水中，如6（3）所示。实验表明：当物体的密度等于液体的密度时，物体所受浮力等于物体的重力。再设象把一个物体放在空壳内，使壳漂浮在液体上，如图7所示，液体对壳的浮力等于物体的重力。如果拿走壳内物体，则空壳将上浮。要维持壳浸没在液体中原来的深度，现向空壳内注人同种液体，直到壳浸没到原来深度为止，如图7所示。又设想将它们挂在天平上，从上述实验可知，天平也是平衡的。实验表明：物体所受浮力的大小等于物体所排开的液体的重力。伽利略设计的理想斜面实验建立了惯性定律。爱因斯坦设计“追光实验”，“假如一个人能以光速和光一起跑，会看到什么现象呢？
9、”，它具体而形象地揭示出超光速运动将导致时间倒流及因果颠倒，得出光速不变原理。科学理论之形成过程中除了抽象思维以外，具象思维往往起关键作用。引导和激发学生运用所学知识和实践经验大胆设计理想实验，虚拟创造，不受实验器材、条件和技术水平一时之限制，这有利于培养和开拓学生的创造性思维和想象力。今天，要使学生具有创新意识，仅靠抽象的逻辑思维难以达到！任何逻辑推理的结论其实都已隐含在其前提中了，逻辑推理只不过是将原来隐含的结论推演出来而已。要想真正创新，必须突破旧的前提及逻辑体系，这就要靠创造性思维和实验。不仅创造性思维往往是从具象思维开始的，而有些理想实验实际上是真实实验之构思阶段。科学家的科学思维以及科学理论的发展表明：要重视具象思维能力的培养。