什么是形象思维和抽象思维？
抽象思维不同于形象思维。它不是从人们的感受或想象开始，而是从概念开始，然后从抽象的概念上升到具体的概念——只有这样，丰富、多样、生动、具体的东西才能被再现，“暖”取代了“冷”。可见，抽象思维和具体思维是相对的，是相互转化的。只有穿透事物的背后，暂时抛开偶然的、具体的、复杂的、分散的事物表象，在感官看不见的地方提取事物的本质和* * *形成概念，才有进一步推理和判断的条件。没有抽象思维，就没有科学理论和科学研究。但是抽象思维不能走极端，一定要和具体思维相结合，从抽象到具体。
面对五颜六色的苹果、橘子、香蕉、菠萝，我们说“水果”，甚至说“植物的果实”。面对各种大雁、海燕、仙鹤、天鹅，我们说“鸟”，甚至说“鸟”。这是不是有点无聊和生硬？俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基说:“理论是冰冷的，但它能让人变得温暖。”当我们面对“抽象”这个词的时候，似乎也有一种“冷”的感觉，仿佛它超越了我们眼前看到的现实，跑在它们后面，甚至“脱离”了它们。这种感觉很正常。抽象思维作为一种重要的思维类型，具有概括性、间接性和超然性的特点。它是在分析事物时提取事物最本质的特征形成概念，并利用概念进行推理和判断的思维活动。
什么是形象思维？简单来说，“形象思维就是通过对形象材料的有意识的领悟而能够理解的思维。”从信息加工的角度可以理解为主体对研究对象的相关图像信息和储存在大脑中的图像信息进行加工(分析、比较、整合、转换)，从图像中理解和把握研究对象的本质和规律。
形象思维和抽象(逻辑)思维是两种基本的思维形式。过去，人们把它们分成不同的类别，认为“...科学家用概念思考，艺术家用图像思考。”这是一个误解。事实上，形象思维不仅是艺术家的思维，也是科学家进行科学发现和创作的重要思维形式。比如物理学中所有的形象模型，汤姆逊枣糕模型或者卢瑟福小太阳系模型，比如电力线、磁力线、原子结构，都是物理学家抽象思维和形象思维的产物。爱因斯坦是一位具有极其深刻的逻辑思维能力的大师，但他反对把逻辑方法作为唯一的科学方法。他非常善于发挥形象思维的自由创造力。他构想的各种理想化实验，都是运用形象思维的典型例子。这些理想化的实验，不是用抽象的方法抛弃现象，从具体的案例中提取本质，而是用形象思维来保存、浓缩、强化那些普遍的、本质的现象。比如爱因斯坦著名的广义相对论的建立，其实就是源于一种自由的想象。有一天，爱因斯坦坐在伯尔尼专利局的椅子上，突然想到，如果一个人自由落体，他不会感觉到自己的重量。爱因斯坦说，这个简单的理想实验“对我产生了深远的影响，使我产生了引力理论”。
形象思维的基本特征是:
(一)形象
意象是形象思维最基本的特征。形象思维的对象是事物的形象，思维形式是形象、直觉、想象等生动的概念。表达的工具和手段是可以被感官感知的图形、图像、图式和生动的符号。形象思维的形象性使其形象、直观、整体。
不合逻辑
与抽象(逻辑)思维不同，形象思维是一步一步、首尾相连、线性地处理信息。而是可以调用很多图像素材，可以一下子组合在一起形成一个新的图像，或者从一个图像跳到另一个图像。它的信息加工过程不是一系列的加工，而是平行加工，是单面的或者立体的。能使思维主体迅速从整体上把握问题。形象思维是可能的。
(3)粗糙度
形象思维用粗线反映问题，从总体上把握问题，定性或半定量地分析问题。所以形象思维通常用于问题的定性分析。抽象思维能给出准确的数量关系，所以在实际的思维活动中，往往需要把抽象思维和形象思维巧妙地结合起来，协同运用。
(4)想象力
想象是思维主体利用已有形象形成新形象的过程。形象思维不满足于现有形象的再现，而更致力于追求对现有形象的加工和新形象产品的输出。所以形象思维具有创造性优势，这也说明了一个道理；有创造力的人通常有很强的想象力。
二、形象思维在解决物理问题中的作用
如上所述，抽象思维和形象思维是两种基本的思维方式。人们在从事各种活动时，往往需要协调使用这两种思维方式。对于物理解题活动，也是如此。专家的大脑中有丰富的图像。在解决物理问题时，他们总是先根据问题情景构建清晰的物理图像。尽可能用图形反映物理状态、物理过程和相关物理量之间的关系；善于分析、比较、类比、整合脑海中的相关意象；想象一下会发生什么。因此，专家往往对问题的形象有很强的意识。而一般人的大脑对图像的存储相对较差，在解决物理问题时不善于从图像中抓住问题。你一接触到问题，就试图马上建立相关的求解方程，结果往往是欲速则不达。那么，形象思维在解决物理问题中能起到什么积极作用呢？
(A)定性
认知心理学家把信息在头脑中的呈现统称为表征，认为表征是影响问题解决的重要因素。在物理问题解决中，形象思维是形成表征的重要思维方式。由于形象思维的形象性和整体性，主体容易直接感受到问题的本质和解决问题的关键，从而引发创造性的问题解决方案。例如:
例1A和b站相距60km。一个站以60km/h的速度10分钟一趟开往哔哩哔哩，目前有一辆车以60km/h的速度从哔哩哔哩开往一个站，哔哩哔哩来的车在途中会遇到几辆从一个站来的车吗？(假设哔哩哔哩的公交车出发时，恰好有一辆车在a站发车)
对于这个问题，我们可以用图1所示的位移图来直观的表示。根据图(交点)，哔哩哔哩开的车将与a站开的车相遇，我们也可以用图2所示的图来表示，哔哩哔哩的车B刚开出来的时候，A和B之间已经有五辆车，同时还有一辆车A刚开走。在前半程，B车会遇到6辆来自a站的车，同样，在后半程，B车也会遇到6辆来自a站的车，除了一辆来自a站的车，B车会在途中遇到11辆来自a站的车。
(二)主导作用
本题在解决物理问题时，运用形象思维，对与问题相关的各种情景进行广泛联想，提出有意义的猜测，可以大致为问题的分析推理指明方向，避免解题时陷入盲目的境地，如:
例2。水平桌面上有一叠圆形金属片，排列形状如图3所示。下面一块重G，面积为S/2，而相邻的上面一块重G/2，面积为S/2。以此类推，金属片的重量和面积逐渐减半，直到叠起来。那么，对于自下而上的三块金属板，每块金属板上表面的压力比为P1: P2。桌面压力有多大？
乍一看，这个问题似乎很难解决。因此，我们从图像上做如下考虑:将每块金属片的形状变换成一系列的矩形，按照1，2，3从下到上编号，如图4所示。从图中可以看出，1以上各块的总面积等于1的面积；第二块上面的块的总面积等于第二块的面积...诸如此类。根据问题的意思，引力的关系也是如此。因此，1、2、3金属片上表面所受压力的比值为1: 1: 1。桌面上的压力是p = f/s =
(3)配角
解决物理问题需要严谨的推理，而形象思维可以为这种逻辑推理提供有力的支持。运用形象思维，可以在主体的头脑中建立起生动清晰的物理形象，这是抽象思维顺利进行的基础。比如提出一个问题:“三个* * *点的合力可以为零吗？”
第三，解决物理问题中形象思维的基本形式
(一)形象
图像是由人脑再现的某种东西的徒手图像。它可以是从几个相似事物的图像中总结出来的概念性图像，也可以是已经被建模的某个事物的基本图像。从感性认识中获得的各种图像信息，经过概括化、典型化后，可以成为图像，储存在受试者的大脑中进行进一步处理。形象相当于抽象思维中的概念。这是形象思维的基本要素。爱因斯坦说:“在我的思维机制中，书面或口头的文字似乎没有任何作用。心理事物作为一种思维元素，是一些具有一定清晰度的符号和意象，可以由我随意再生组合...这种组合活动似乎是创造性思维的主要形式。它是在任何可以传递给他人的文字或其他符号所建立的逻辑结构之前进行的。这些元素就是我。
对于解决物理问题来说，对象的完善的图像系统是一个极其重要的因素。比如如图5所示，在半圆支架上，挂着两个半径为1和2的小球。现在A端固定，B端沿着圆形支架逐渐向上滑动，这样线2逐渐从水平状态变为垂直状态。两根细线张力的变化。我们脑海中出现的是与问题相关的矢量图。如图6所示，线B末端的滑动由图中矢量T2的顺时针旋转来表示。从图中可以看出，在这个过程中，细线1的张力T2会逐渐减小，细线2的张力T2会先减小后增大。当两根金属丝互相垂直时，张力T2最小。当细线2处于垂直状态时，拉力T2=G .
除了图形图像，实物图像还包括图式图像，如数学符号、公式、图表等视觉材料，都可以是图式图像的载体。例如:
例3一列长火车靠惯性行驶到一个倾角为A的山坡上，当火车完全停下来时，火车的一部分在山坡上(如图7)。试着找出火车上山停下来所需要的时间。火车的总长度是L，不包括摩擦力。
对于这个问题，设整个列车的质量为m，列车在山上的长度为X，质量为MX/L，选择山基作为X轴坐标的原点，方向是沿着山坡向上。根据牛顿第二定律，火车上的合力可由下式得出
当得到上述公式时，如果简谐振动判别式F-X的图式图像能出现在受试者的脑海中，就可以确认这是一个周期为的简谐振动方程，这样就认识到火车爬坡开始到停止的时间等于振动周期的1/4，即。
(2)直接感知
直觉是运用形象对具体形象的直接判断和感知。直觉的本质是用具有普遍和典型意义的形象来对比当前问题中相关事物的具体形象，使主体判断当前问题的模式，迅速确定解题思维的方向和方式。例如:
实例4如图8所示，聚焦光束穿过遮光板的圆孔，然后会聚在板后10 cm的位置A。如果在圆孔中嵌入一个凸透镜，光束会会聚在板后5 cm的位置B，可以求出凸透镜的焦距。
在图8中，如果光源放置在B点，可以看出，它将根据可逆光路在A点形成虚像。由此可以直接感受到，题目本质上是一个已知物距U = 5cm，像距V =-10cm求凸透镜焦距的问题。所以根据镜头成像公式，可以得到。
这种将特定对象的图像(称为图像)与普遍图像(称为类图像)的特征进行比较，并根据图像特征集成的相似性来判断图像与类图像是否同质的思维形式，称为图像识别直觉，主要表现为在变异条件下对各种图像的再识别，以及在复合和综合形式下的分解识别。
例5:如图9a所示，在离地面高度h，山离垂直墙壁水平距离处，一个弹性球以初速度V0水平抛向墙壁，与墙壁弹性碰撞后落地。试着找出落点和墙之间的距离S2(假设球和墙碰撞时没有动能损失)。
本题中球的运动过程可以分为两段，即AB段和BC段。AB的运动轨迹是平抛运动，BC是斜向下抛运动。完成平抛动作，我们可以得到一个完整的轨迹ABD(如图B)。这一直激励着我们，把BC绕着墙转180o可能正好和BD重合。我们可以很容易地用弹性碰撞定律来证明这一点。
如前所述，利用已有的图像模式填充新图像，将局部图像纳入整体图像，称为模式填充直觉，在图像思维中具有极其重要的意义。正如美国哲学家卢守福和阿恩海姆在《视觉思维》一书中所写的，“对不完整的事物进行弥补，是理性能力的一项最基本的技能。”
例6河中有两艘船，A和B，向相反的方向行驶。a下行，速度v1，B上行，速度v2，速度V1 >: V2。当两条船相遇时，就在它们旁边有一只竹筏顺流而下。行驶一段时间后，两船同时掉头返回行驶，而两船相对于海流的速度不变。哪艘船先遇到竹筏？
对于这个问题，我们想到的是另一个类似的场景:两个人在火车行驶的过道里相向而行，两个人走的速度不同，在某个座位的边缘相遇。走了一段时间后，他们会同时返回以原来的速度行走，所以他们会在原来座位的边缘相遇。我们可以把这两个场景做一个类比:人相当于船，火车相当于水，座位相当于竹筏。
通过比较新图像与已有图像的相似性，将新图像与已有图像系统联系起来的思维方式称为图像相似直觉，这种直觉往往依赖于物理解题中问题的变化和转化。
(3)想象力
想象是将头脑中已有的形象组合并转化为新形象的思维过程。它是形象思维最具创造性的形式。爱因斯坦说:“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括了世界上的一切，推动了进步，是知识进化的源泉。严格来说，想象力是科学研究中的一个真实因素。”科学想象是一系列现有图像的直接连接。在解决物理问题时，对空间形象、物理形象、特殊状态和理想状态、假设情景等的想象。都是解题思维中极其重要的因素。例如:
例7从一定高度以相同的速度V0向各个方向撒一把弹珠。试解释一下，任何时候所有的弹珠都在空中，所有的弹珠都位于什么样的表面上？(不包括空气阻力)
对于这个问题，先想象一下，如果所有弹珠的初速度都是零，它们会同时沿同一条直线做自由落体运动；想象一下，当弹珠被抛出时，重力突然失去，那么弹珠会以匀速直线向不同方向运动，每个弹珠都在同一个半径均匀增大的球面上。可以想象，在这个问题中，弹珠会在一个半径为R=V0t(随时间均匀递增)的球面上，球心处于自由落体状态。
第四，如何培养形象思维的能力
现代科学表明，人的大脑可以分为两个半球:左半球负责语言和逻辑数字的运算和处理，右半球负责音乐、艺术和空间的知觉识别。从思维的角度来说，左半球主管抽象思维，右脑主管形象思维。人的思维活动往往是通过左右脑功能的“共振”来完成的。教育的根本目的是最大限度地开发学生的大脑功能。这里所说的能力应该既包括抽象思维能力，也包括形象思维能力。在过去的中学物理教学中，我们非常重视基本概念、基本规律和逻辑推理能力的培养，这是完全正确的。但是，我们应该看到，相对而言，我们对形象思维能力的培养重视不够。这不仅使学生的思维结构不完善，也使抽象思维缺乏形象的有力“支撑”，所以在一定程度上也是如此。
(一)增加形象储备
马克思主义认识论认为，人的思维(即理性认识)是以感性认识为基础的，抽象思维也是如此，形象思维也是如此。作为形象思维的生动形象，并不是在主体的头脑中凭空发明出来的。它植根于真实的事物。没有感性认识，形象思维就会成为无源之水，无根之木。所以要注意给学生呈现丰富的感性材料和实验。
(二)加强想象训练
想象力是最有意义的形象思维形式，学生要有意识地强化训练。比如万有引力教完后，学生可以想象“如果万有引力突然失去”后的场景；讲授完摩擦力之后，让学生想象“一个没有摩擦力的世界”；讲授完圆周运动和万有引力后，让学生想象“如果地球突然停止转动”或“如果地球自转速度增加”；等等。
(三)注重定性分析
形象思维是把握问题的整体、轮廓和方向，重视对问题的定性分析有助于培养形象思维能力。提出问题时，要引导学生通过对问题信息的感知，构建典型图像，推测身体变化的趋势。同时，他们要在纸上画出原理图、应力图、光路图、电路图，让学生在头脑中建立清晰的物理图像，然后运用物理规律进行推理计算，得出定量的结论。
(四)提倡数形结合
在解决物理问题时，要提倡数形配合使用，善于把文字信息转化为图形信息，用图像表达物理变化规律，揭示数形对应关系，把图像作为解决抽象物理问题的直观工具。
什么是形象思维？简单来说，“形象思维就是通过对形象材料的有意识的领悟而能够理解的思维。”从信息加工的角度，可以理解为主体加工(分析、比较、整合、转换等。)研究对象的相关图像信息和借助表象、直觉、想象储存在大脑中的图像信息，从而从图像中理解和把握研究对象的本质和规律。
形象思维和抽象(逻辑)思维是两种基本的思维形式。过去，人们把它们分成不同的类别，认为“...科学家用概念思考，艺术家用图像思考。”这是一个误解。事实上，形象思维不仅是艺术家的思维，也是科学家进行科学发现和创作的重要思维形式。比如物理学中所有的形象模型，如电力线、磁力线、原子结构的汤姆逊枣糕模型或卢瑟福小太阳系模型，都是物理学家抽象思维和形象思维相结合的产物。爱因斯坦是一位具有深刻逻辑思维能力的大师，但他反对把逻辑方法作为唯一的科学方法。他非常善于发挥形象思维的自由创造力，他构思的各种理想化实验都是运用形象思维的典型。这些理想化的实验，并不是抽象具体的案例，抛弃现象，提取本质，而是通过形象思维，保留普遍的、本质的现象，并加以浓缩和强化。比如爱因斯坦著名的广义相对论，其实就是源于一种自由的想象。有一天，爱因斯坦坐在伯尔尼专利局的椅子上，突然想到，如果一个人自由落体，他不会感觉到自己的重量。爱因斯坦说，这个简单的理想实验“深深地影响了我，引导我走向万有引力理论”。
形象思维的基本特征是:
(一)形象
意象是形象思维最基本的特征。形象思维的对象是事物的形象，思维形式是形象、直觉、想象等生动的概念。表达的工具和手段是可以被感官感知的图形、图像、图式和生动的符号。形象思维的形象性使其形象、直观、整体。