什么是形象思维和抽象思维

Question

什么是形象思维和抽象思维

Answer 1

什么叫形象思维?简单地说,“形象思维是依靠形象材料的意识领会得到理解的思维.”从信息加工角度说,可以理解为主体运用表象、直感、想象等形式,对研究对象的有关形象信息,以及贮存在大脑里的形象信息进行加工（分析、比较、整合、转化等）,从而从形象上认识和把握研究对象的本质和规律.
　　形象思维与抽象（逻辑）思维是两种基本的思维形态,过去人们曾把它们分别划归为不同的类别,认为“……科学家用概念来思考,而艺术家则用形象来思考.”这是一种误解.其实,形象思维并不仅仅属于艺术家,它也是科学家进行科学发现和创造的一种重要的思维形式.例如,物理学中所有的形象模型,像电力线、磁力线、原子结构的汤姆生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结合的产物.爱因斯坦是一个具有极其深刻的逻辑思维能力的大师,但他却反对把逻辑方法视为唯一的科学方法,他十分善于发挥形象思维的自由创造力,他所构思的种种理想化实验就是运用形象思维的典型范例.这些理想化实验并不是对具体的事例运用抽象化的方法,舍弃现象,抽取本质,而是运用形象思维的方法,将表现一般、本质的现象加以保留,并使之得到集中和强化.例如,爱因斯坦著名的广义相对论的创立实际上就是起源于一个自由的想象.一天,爱因斯坦正坐在伯尔尼专利局的椅子上,突然想到,如果一个人自由下落,他是会感觉不到他的体重的.爱因斯坦说,这个简单的理想实验“对我影响至深,竟把我引向引力理论”.
　　形象思维的基本特点是：
　　（一）形象性
　　形象性是形象思维最基本的特点.形象思维所反映的对象是事物的形象,思维形式是意象、直感、想象等形象性的观念,其表达的工具和手段是能为感官所感知的图形、图象、图式和形象性的符号.形象思维的形象性使它具有生动性、直观性和整体性的优点.
　　（二）非逻辑性
　　形象思维不像抽象（逻辑）思维那样,对信息的加工一步一步、首尾相接地、线性地进行,而是可以调用许多形象性材料,一下子合在一起形成新的形象,或由一个形象跳跃到另一个形象.它对信息的加工过程不是系列加工,而是平行加工,是面性的或立体性的.它可以使思维主体迅速从整体上把握住问题.形象思维是或然性或似真性的思维,思维的结果有待于逻辑的证明或实践的检验.
　　（三）粗略性
　　形象思维对问题的反映是粗线条的反映,对问题的把握是大体上的把握,对问题的分析是定性的或半定量的.所以,形象思维通常用于问题的定性分析.抽象思维可以给出精确的数量关系,所以,在实际的思维活动中,往往需要将抽象思维与形象思维巧妙结合,协同使用.
　　（四）想象性
　　想象是思维主体运用已有的形象形成新形象的过程.形象思维并不满足于对已有形象的再现,它更致力于追求对已有形象的加工,而获得新形象产品的输出.所以,形象性使形象思维具有创造性的优点.这也说明了一个道理；富有创造力的人通常都具有极强的想象力.
　　二、形象思维在物理解题中的作用
　　如前所述,抽象思维与形象思维是两种基本的思维方式,人类从事各种活动,往往需要对两种思维方式协同使用,对于物理解题活动来说.亦是如此,专家的大脑中有着丰富的形象贮备,在解决物理问题时,他们总是先根据问题情景构建出清晰的物理图象；尽可能利用图形来反映物理状态、物理过程及有关物理量的关系；善于在头脑中对有关形象进行分析、比较、类比、整合；想象可能发生的情景.所以,专家往往对问题的形象有着较强的直感能力.而一般人的大脑中,形象的贮备相对贫乏,他们在解决物理问题时,不善于从形象上去把握问题；一接触到问题,就企图立即建立有关的求解方程,其结果往往是欲速则不达.那么,在物理解题中,形象思维究竟能起到哪些积极的作用呢?
　　（一）表征作用
　　认知心理学家将信息在头脑中的呈现方式统称为表征,认为表征是影响问题解决的重要因素.在物理解题中,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,使主体容易对问题的实质和解题的关键产生直感,从而触发出创造性解决问题的方案.比如：
　　例1A、B两站相距60千米,A站每隔10分钟向B站开出一辆汽车,汽车的速度为60千米／小时.现有一辆汽车从B站向A站开出,速度也是60千米／小时.问从B站开出的汽车在途中将会与从A站开出的几辆汽车相遇?（设B站的汽车开出时,A站恰好有一辆汽车开出.）
　　对本题,我们可以用如图1位移图线来直观地表征,由图线（相交点）可知,B站开出的汽车将与A站开出的11辆汽车相遇.我们还可以用如图2的图形来表征,即B站的汽车b刚开出时,A、B之间已有5辆汽车,同时有一辆汽车a刚从A站开出.这样,b将在A、B的中点与a相遇.可见,在前半段路程上,b车将与A站开出的6辆汽车相遇.同理可知,在后半段路程上,b车也将与A站开出的6辆汽车相遇.除去在A站遇到的一辆,可知b车在途中将与A站开出的11辆汽车相遇.
　　（二）先导作用
　　在求解物理问题时,主体运用形象思维对与问题相关的各种情景展开广泛的联想,提出有意义的猜想,这可以为问题的分析和推理的进行大致指明方向,避免解题陷入盲目的境地比如：
　　例2、水平桌面上有一叠圆形金属片,摆放形状如图3.最下面的一块重为G,面积为S／2,它相邻的上面一块金属片重为G／2、面积为S／2,以此类推,金属片的重量和面积均逐渐减半,一直叠下去.则自下而上三块金属片,每块金属片上表面受到的压强之比p1：p2：p3多大?桌面受到的压强多大?
　　本题乍看上去似乎很难求解,为此我们先从形象上做如下的考虑：将各金属片的形状转化为一系列的矩形,并自下向上按1、2、3……编号,如图4所示.由图可见,第1片以上的各片的总面积等于第1片的面积；第2片以上的各片的总面积等于第2片的面积……以此类推.根据题意,可知重力的关系也是如此.所以,第1、2、3金属片上表面受到的压强之比为1：1：1.桌面受到的压强为P＝F／S＝2G／S.
　　（三）支持作用
　　物理解题需要严谨的推理运算,形象思维可以为这种逻辑推理提供强有力的支持.运用形象思维,可以使主体头脑中建立起一幅生动清晰的物理图象,这是抽象思维得以顺利进行的基础.例如,当呈现问题：“三个共点力,大小分别为3牛、4牛、8牛,它们的合力能否为零”时,我们的头脑里通常出现一个示意的三角形.借助这个三角形,再分析它的三条边是否可能分别是3、4、8,然后作出判断.
　　三、物理解题中形象思维的基本形式
　　（一）意象
　　意象是人脑再现出来的某个事物的写意的形象,它既可以是由若干个同类事物的形象概括出来而得到的观念性的形象,也可以是被模式化了的某个事物的基本形象、由感性认识所获得的各种形象信息经过一般化和典型化,便可成为意象而贮存在主体的大脑中及进行进一步的加工.意象相当于抽象思维中的概念,是形象思维的基本元素.爱因斯坦说：“在我的思维机构中,书面的或口头的文字似乎不起任何作用.作为思维元素的心理的东西是一些记号和有一定明晰程度的意象,它们可以由我‘随意’地再生和组合.……这种组合活动似乎是创造性思维的主要形式.它进行在可以传送给别人的、由文字或别的记号建立起来的任何逻辑结构之前.上述的这些元素就我来说是视觉的,有时也有动觉的.通用的文字或其他记号只有在第二阶段才能很费劲地找出来.”
　　对于物理解题来说,主体完善的意象系统是极其重要的因素.例如问题：图5所示,在半圆形支架上,用两根长为半径的细线1、2悬挂着重为G的小球.现让A端固定不动,让B端逐渐沿圆形支架逐渐向上滑动,使线2从水平状态逐渐变为竖直状态.判断这一过程中,两根细线拉力的变化情况.我们头脑中出现的是与问题相关的矢量示意图,如图6所示,线B端的滑动表现为图中矢量T2的道时针向的转动.由图可见,这一过程中,细线1的拉力T2将逐渐变小,细线2的拉力T2将先变小,后变大.当两线相互垂直时,拉力T2最小；当细线2处于竖直状态时,拉力T2＝G.
　　除了图形意象,物理意象还包括图式意象,如数学符号、公式、图表等形象性材料,都可以成为图式意象的载体.比如：
　　例3一长列火车依惯性驶向倾角为a的小山上,当列车完全停下时,列车一部分在山上（如图7）.试求列车从开始上山到停下来所经历的时间.列车全长为L,摩擦不计.
　　对本题,设整列车的质量为M,列车山上部分长为x,质量为Mx／L.选择山基为x轴坐标之原点,方向沿山坡向上.根据牛顿第二定律,可得列车受到的合力为
　　当得到上式时,如果主体的头脑里能出现简谐振动判别式F—X的图式意象,便可确认这是周期为的简谐振动方程,于是感悟到列车从开始上山到停下来的时间等于振动周期的1／4,即.