思维是心理活动过程的组成部分。认识、情感、意志等非智力因素的心理过程，影响人脑对额客观现实的反映。思维总是从惊奇和疑问中开始，惊奇于心，疑问在脑。人的心理过程总是由需要而引起动机，由于动机而再加强思维，尔后再支配行动。思维是人脑对客观事物本质属性的反映，是一种具备间接性、抽象性和概括性的高级的复杂认识过程。思维，作为人的意识功能，人的本质特征，是人的特有精神活动和精神财富。知识是思维的载体，是思维加工的原材料。语言、文字、符号、机器性的工具是思维工具。
思维，是人心理活动过程的组成部分，是人脑对客观事物本质属性总体反映。这既是思维的内涵。思维的外延在于如下分类。
思维的种类有：逻辑思维；形象思维；辩证思维；主体思维。逻辑思维：包括分析、综合、类比、归纳、演绎、推理、假说等理性思维。猜想（预言），是一种逻辑思维，是探索未来的起点，猜想也是一种能力。辩证思维：就是运用辩证法的基本规律进行思维。形象思维：是由直觉、灵感、想象、信息等形成的感性思维。感知和直觉是形象思维的基础。
逻辑，原是希腊语，是思维、思想的意思。列宁指出：“逻辑是对世界的认识的历史的总计、总结、结论？逻辑学=关于真理的问题。”逻辑学，是研究人的思维形式及其规律的科学。
想象，是人脑对于已有的表征进行再造新形象的过程。是形象思维种类。想象比观察看得更远。相象有梦想、联想、幻想、猜想。梦想是人曾经的感知在睡意中而形成的突然浮现。联想是由某事物而想起其它相关事物的过程。幻想，有理想和空想之分。符合客观而能实现的愿望就是理想。相反就是空想。猜想（预言），就是推算、推测。牛顿说过：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”
想象的种类：有再造性想象和创造性想象。按照图像、模型等形成它所反映的形象属于再造想象，在教育上具有重要意义。按照己有的各种形象，属于创造想象。幻想是其中的特例。
想象的方法：有类比、综合、分析。想象有赖于逻辑，想象是思维的彩翼。爱因斯坦说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。没有想象力的灵魂，就象没有望远镜的天文台。”
发明从幻想和愿望开始，科学设想则是实际发明的桥梁。如，贝弗里奇在《科学研究的艺术》一书中指出：“对于法拉第来说，在他全部实验之前和实验之中，想象力是不断作用和指导着他们全部实验。作为一个发明家，他的力量和多产，在很大程度上应归于想象力给他的激励。”
灵感，是人在艰苦的求索中，日积月累所产生的思想认识的飞跃。或者说，是人在具体的科学实验或创作中的高潮，突然出现的瞬息即逝的暂短思维过程。灵感思维，具有偶然性、暴发性、再生性、亢奋性、创造性。直觉思维，包括灵感状态，又有赖于形象思维。直觉思维，是指对于对象的本质和规律的直观感受或估断。是直接的领悟认识，具有跳跃性和跨跃性。“可定的因素是直觉，”直觉思维迸发着智慧的火花。
从我们记忆中曾经淡薄了知识，并不是跑得无影无踪，而是去了它应该去的地方，暂时地隐蔽起来了，到需要的时候，就会通过直觉想象召唤回来，产生灵感。这种隐藏的知识，叫做“潜知”。潜知，是指人们从童年就开始沉积在意识深处的信息。思维是“地球上最美丽的花朵。”恩格斯语。
知识的学习、掌握和应用，是十分艰苦的劳动，没有坚定的信心，顽强的意志，勤奋的精神，是不会获得成功的。信心是产生直觉思维的心理基础；意志是信心的体现，勤奋是意志的坚实脚步。
思考，是一种思维过程。思维的过程要经历：注意过程、计划过程、操作过程、知识获得过程。思维结构的发展具有阶段性：学龄前是动作思维；小学阶段是形象思维；中学阶段注重抽象的逻辑思维；大学阶段及成人主要靠直觉思维。
爱因斯坦曾经说过：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理方面的真正开端。”辩证唯物主义是物理学科生产出来的，唯物辩证法。“既是科学世界观，又是科学研究的方法论。”以我们学习物理这门学科时，就要挖掘其内在的辩证思维方法，再用这辩证的思维方法深入物理内容进行物理思维。阐述物理现象、概念和规律，使思维活跃起来，使学校成为一个思维王国。
物理思维的基本方法：按事物发展的时间和空间顺序去研究某一物理过程，现象的发生发展，自始态到终态的思维方法，叫正向思维。如，从题给条件出发，逐步计算所求的问题的综合法。正向思维严格遵从因果关系。
逆转时间和空间的顺序，把始态与终态，条件与目标，原因与结果等倒过来考虑的思维方式，叫逆向思维。逆向思维包括正向思维的所有形式：逆向判断、逆向推理、逆向论证。
正向思维属于常规思维，逆向思维属于非常规思维。逆向思维只能是正向思维的补充和在特定条件下的应用。在解题中，能正向的则不逆向。如，伽利略就是把学生的回答：“水温的变化，其体积变化，“反思后得，如果体积变化了，说明水温也变化了。从此，世界上第一支温度计诞生了。
从自己所研究的对象或领域之外所获取的启示，叫侧向思维法。如，1780年，意大利波罗那大学解剖学教授伽伐尼首先观察到两种不同金属组成的环和蛙腿接触就会引起蛙腿痉挛的现象。这一出名的蛙跳实验，被意大利巴费大学物理教授伏打重视，并把这种实验扩展到非生物中去，终于制成了“伏打电池，”开创了对稳恒电流的研究和应用的历史。
在一定的条件下，有机地将两类事物进行对比，尔后完成了创造发明，叫组合思维法。如，毛林生在《周恩来命毛保贤才，梁守磐射箭怀绝技》一文中讲到：真所谓“千思必有一得。”他忽然想到了足球。足球与火箭发动机简直是风马牛不相及。但一个创造性的思维，竟从足球上萌发了，真如牛顿那个伟大的万有引力定律从苹果引起一样。
将思考的对象各部分分解，加以区别，发现亮丽，求得创造之成功，叫分解思维法。如，教师要永远盯住学生的优点，不失时机地鼓励，这种优选法会唤醒沉睡的心灵。教师的一次鼓励往往使人受益终生。又如力的分解法。
课堂教学是师生同步思维的过程。不仅教学内容和教学要求要符合学生不同阶段的认识规律，适合学生思维水平，而且在实践思维策略的同时，也要注意教师输出的思维水平与学生输入的思维水平相切合。这样，学生就容易理解和消化知识，否则，不是思维水平超前，就是思维水平滞后。这就象养花一样，浇灌不即时，不是缺水就是多水，会使思维的须根受挫伤，使智慧之花枯萎。
思维训练，能引发思维矛盾，思维矛盾是思维的动力。思维动力是促进思维结构变化，重新组合，向新的阶段过渡，向更高的层次跃迁，使思维的素质提高。因此，我们要掌握思维方法、技能、技巧，总结思维规律，建构思维模式。但也要注意克服思维定势的束缚，或其它方面的影响。人的智力发展不是孤立的，它受到多种智力因素的相互促进，相互制约，同时也与非智力因素相互作用和影响。学习的积极性和主动性来源于学习物理的目的、兴趣和学习的坚强意志等非智力因素。非智力因素能促进学生智力的发展，智力发展又可提高能力。良好的学习成绩，能激励和巩固学生的学习兴趣，锻炼坚强地学习意志，促进非智力因素的发展。这两者相互促进，相互制约，贯穿于思维发展的全过程。
惰性能引起思维迟钝。懒惰的人，大脑机能得不到充分发挥，使脑啡肽及脑内核糖核酸等生物活性物质的水平降低，长期如此，大脑功能呈渐进性退化，思维及智能会逐渐迟钝，分析判断能力下降。
能力就是本事。能力和品质内涵于素质的概念中。素质，原指人或各种组织的现时状态和内在质量。通常泛指人本身认识世界、改造世界的条件和能力。思维能力，是智力的核心，是思维过程中区分人智力高低的指标。学生思维能力的培养是个逐步实现的问题，是物理教学改革中需要重点研究的永久性课题。
记忆，从心理学讲是指过去的经验在人脑中的反映。记忆，从信息角度角度讲，是输入信息和储存、提取信息的过程。思维过程渗透记忆，记忆是思维活动的重要组成。要融记忆于思维活动之中。联想是记忆的朋友，如影随形。
记忆的方法：理解记忆；兴趣记忆；主次分明记忆等。注重知识迁移，多联想，能强化心理记忆；勤思考，多动脑，服用银杏黄酮可以促进生理记忆。
思维能力和思维品质，都是思维的形式表面特征。思维品质是人们思维活动中智力特点的表现，思维品质的优劣，直接关系到对事物认识的程度。思维品质具有多样性，如广阔性与深刻性；独立性与批判性；灵活性与敏捷性；全面性、求异性、逻辑性、还原性等。
还原性，也叫回溯性。就是不失时机地把学生组织在由顺而倒的学习之中，使学生能辩证地去认识问题。如，在解答物理应用题时，由已知，不知到未知的求解后，现把原题的未知充已知，已知变未知，变换成新颖的题型后再求解。通过各种方法检验解题结果正误的过程也是如此。
广阔性，就是思路广泛，善于联想，善于联系各方，从而全面地去思考问题。如设计一题多变，一题多解等，培养学生的发散思维。
逻辑性，解决问题时具有鲜明性、条理性，分析问题有理有据，解决问题时目的明确，推理严谨，层次分明，论据充分，结论准确。
批判性，教师故意布设“陷进”，诱导学生“上当”、“中计”从而使学生在失败中吸取教训，幡然醒悟。多选题也同样有批驳吸收的作用。