物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力

王毅靈

摘 要： 為了每一位學(xué)生的發(fā)展，在新課程教學(xué)中從物理概念、定律的教學(xué)，物理習(xí)題的教學(xué)和物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)等維度對(duì)學(xué)生進(jìn)行逆向思維訓(xùn)練，提高學(xué)生的逆向思維能力，并促使學(xué)生全面發(fā)展，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： 物理教學(xué) 逆向思維 科學(xué)素養(yǎng)

新課程的核心理念是為了每一位學(xué)生的發(fā)展。學(xué)生的發(fā)展不是指某一方面的發(fā)展，而是全面、和諧的發(fā)展。無數(shù)事實(shí)證明，學(xué)生的全面發(fā)展和科學(xué)素養(yǎng)的提高，常常在常規(guī)思維中徘徊，在逆向思維中誕生。物理科學(xué)作為中學(xué)的一門自然基礎(chǔ)科學(xué)，是人們改造自然、創(chuàng)造物質(zhì)財(cái)富，進(jìn)而推進(jìn)社會(huì)變革的智慧源泉和重要精神力量，因此，在物理學(xué)科新課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力，既能使學(xué)生達(dá)到知識(shí)習(xí)得、思維訓(xùn)練、人格健全的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)在促進(jìn)人的發(fā)展目標(biāo)上的融合，又能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

所謂逆向思維，是指和正向思維方向相反而又相互聯(lián)系的思維過程，即我們通常所說的“倒著想”或“反過來想一想”。逆向思維屬于發(fā)散性思維的范疇，是一種創(chuàng)造性的求異思維。實(shí)踐證明，個(gè)人的逆向思維能力，對(duì)于全面人才的創(chuàng)造能力及解決問題能力具有重要意義，在物理新課程課堂教學(xué)中應(yīng)從以下方面培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力。

一、在物理概念、物理定理、定律的教學(xué)中引入逆向思維可培養(yǎng)學(xué)生多元化的科學(xué)素養(yǎng)。

中學(xué)物理新課程所涉及的概念、定律是從大量的生活現(xiàn)象或從一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出發(fā)引入的。從思維方式看，遵循教材的方式進(jìn)行的教學(xué)過程屬于正向思維過程，長期運(yùn)用這樣的教學(xué)思維，似乎運(yùn)用起來駕輕就熟，左右逢源，但容易造成思維定勢(shì)，導(dǎo)致思維僵化。如果我們運(yùn)用這一手段得出概念、定律，再從反向加深對(duì)這一概念、定律的認(rèn)識(shí)，就會(huì)使學(xué)生對(duì)概念、定律的理解更全面、更深刻、更生動(dòng)。如，研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于學(xué)生在日常生活中已經(jīng)形成了“重的物體下落快”這一先入為主的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，這對(duì)“重力加速度”這一新概念的建立十分不利。要突破這一難點(diǎn)，除了要使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得必要的感性認(rèn)識(shí)外，還可利用逆向思維，使錯(cuò)誤觀點(diǎn)暴露無遺，最終引申出科學(xué)定義：設(shè)想把一塊重物和一塊輕物用繩子捆綁在一起，然后讓它們自由下落。這兩塊物體加在一起的重量肯定超過其中任何一塊的重量，這樣根據(jù)亞里士多德的重物體先落到地面的觀點(diǎn)，捆綁在一起的物體應(yīng)當(dāng)比它們各自單獨(dú)下落時(shí)更快。但是如果根據(jù)亞里士多德的觀點(diǎn)從另一個(gè)角度思考，輕的物體比重的物體下落得慢，兩塊物體捆綁在一起后由于重物被輕物拖住，因此兩塊物體一起下落時(shí)，要比單獨(dú)的重物下落得慢些。同樣道理，兩塊物體一起下落時(shí)比單獨(dú)的輕物下落得快些。捆綁在一起的輕重兩物體下落的速度介于輕重兩物單獨(dú)下落的速度之間?！袄壴谝黄鸬妮p重兩物應(yīng)當(dāng)比他們各自單獨(dú)下落時(shí)更快”和“捆綁在一起的輕重兩物下落的速度介于輕重兩物單獨(dú)下落的速度之間”是相互矛盾的結(jié)論?？梢姡瑥哪嫦蛩季S角度提出問題，分析問題，更能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維積極性，培養(yǎng)學(xué)生多元化思想，進(jìn)一步正確理解概念和規(guī)律。

二、在解題時(shí)培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力可以提高學(xué)生全面的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)。

我們?cè)谝龑?dǎo)學(xué)生解決物理問題時(shí)，一般是從條件出發(fā)按照習(xí)慣思維模式進(jìn)行正面思考。這對(duì)解決大多數(shù)問題是有效的，而對(duì)某些特殊問題，若一味地進(jìn)行正面順向思考，則思維往往會(huì)受阻。此時(shí)，若能引導(dǎo)學(xué)生沖破思維定勢(shì)的束縛，從已知事物的相反方向進(jìn)行思考，則常常能出奇制勝。有些問題，利用正向思維根本無法解決或解決起來很困難、煩瑣，而利用逆向思維可以收到“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”之效。

例：如圖所示，在勻加速向左運(yùn)動(dòng)的車廂中，一人用力向前推車廂，若人與車廂始終保持相對(duì)靜止，則下列結(jié)論中正確的是：

A.人對(duì)車廂做正功 B.人對(duì)車廂做負(fù)功

C.人對(duì)車廂不做功 D.無法確定

解析：按習(xí)慣，若選取車廂為研究對(duì)象，車廂在水平方向上受到人的作用力：向前的推力和腳底的摩擦力及一個(gè)處力，因人的推力和摩擦力的大小無法比較，因而無比較二力的功，無法確定人對(duì)車廂做功。

逆向思維選人為研究對(duì)象：因人與車廂一起加速運(yùn)動(dòng)，人的動(dòng)能增加，對(duì)人做功的只有車廂，因此車廂對(duì)人做正功，由于人與車廂之間的力是作用力與反作用力，故人對(duì)車廂做了負(fù)功。則B項(xiàng)正確。

運(yùn)用逆向思維引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問題，它是指由果索因，知本求源，從原問題的相反方向著手的一種思維方法，是思維過程的一種重要的思維方式。如果我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中，合理引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用逆向思維思考并解決問題，就能培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維習(xí)慣，形成科學(xué)的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⑷娴乃季S意識(shí)。

三、從物理實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用逆向思維可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)思維方式和科學(xué)研究能力的重要基礎(chǔ)課，蘊(yùn)含極為豐富的素質(zhì)教育內(nèi)容，為培養(yǎng)造就創(chuàng)新型人才提供了極大空間，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不在于實(shí)驗(yàn)的本身，而在于培養(yǎng)學(xué)生的思維，養(yǎng)成積極的思維習(xí)慣，如果我們能在平時(shí)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適時(shí)運(yùn)用逆向思維，就會(huì)幫助學(xué)生形成一定的創(chuàng)新思維。

講授質(zhì)量時(shí)，對(duì)“空氣也是有質(zhì)量的”這一命題，學(xué)生往往認(rèn)為不可思議，驗(yàn)證方法可以這樣：取兩個(gè)一樣的空礦泉水瓶（經(jīng)過改裝，使它能夠打進(jìn)氣體和抽出里面氣體）放在天平兩端，并調(diào)平天平，然后在其中一個(gè)瓶內(nèi)抽出部分氣體，結(jié)果抽出氣體的瓶變輕了，天平失去平衡，這就說明：空氣是有質(zhì)量的。如果反向思考：假如不抽出瓶內(nèi)氣體，而在另一瓶注入氣體，情況會(huì)怎樣？讓學(xué)生在思考、討論、猜想后再給予驗(yàn)證，學(xué)生積極性會(huì)更高。當(dāng)他們看到自己判斷的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致時(shí)，會(huì)受到巨大鼓舞，由此帶來愉快情緒體驗(yàn)，留下深刻印象，這樣既達(dá)到了理解概念的目的，又培養(yǎng)了學(xué)生逆向思維能力，收到了一舉兩得的教學(xué)效果?？梢?，實(shí)驗(yàn)不僅要注意操作的科學(xué)性，而且要特別注重分析實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思方法和邏輯思維過程，而在此過程中，逆向思維起著十分重要的作用。

總之，在物理課堂教學(xué)時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維的能力，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)，就是新課程標(biāo)準(zhǔn)所提出的關(guān)注人的教學(xué)，它才能使中學(xué)物理學(xué)科的教學(xué)成為學(xué)生情感態(tài)度與價(jià)值觀的形成與發(fā)展過程，從而真正實(shí)現(xiàn)人的發(fā)展。

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