在大學(xué)物理教學(xué)中提高學(xué)生直覺思維能力之我見

鄭文珍

摘 要：文章以大學(xué)物理教學(xué)為切入點(diǎn)，摘取了大量培養(yǎng)學(xué)生直覺思維能力的素材和案例，并從知識(shí)體系、典型引導(dǎo)、目標(biāo)訓(xùn)練三個(gè)方面詳盡介紹了在大學(xué)物理教學(xué)中提升學(xué)生直覺思維能力的具體做法，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究能力開辟了一條更為廣闊的途徑。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理教學(xué)；直覺思維；能力提升

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2018）11-0011-02

一、引言

直覺思維和邏輯思維是認(rèn)識(shí)論的兩大重要基本過程。作為分支認(rèn)識(shí)的協(xié)同認(rèn)知，直覺思維是不受某種固定的邏輯規(guī)則約束而直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的一種思維形式，是以知識(shí)的整體結(jié)構(gòu)為根據(jù)的直接而迅速的認(rèn)識(shí)，其特點(diǎn)是整體的、跳躍的、猜測(cè)的、非邏輯的[1]。在人類社會(huì)的科學(xué)活動(dòng)中，物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代高新技術(shù)的原動(dòng)力。作為一個(gè)理工科大學(xué)生，物理思維能力的高低直接決定著他的科學(xué)素養(yǎng)水平。但大學(xué)生主要是在感性思維的基礎(chǔ)上再通過抽象思維的提升來形成對(duì)物理學(xué)客體的認(rèn)識(shí)的。因此，直覺思維能力的高低就直接反映了學(xué)生對(duì)精確科學(xué)規(guī)律的認(rèn)知程度。愛因斯坦指出：“物理學(xué)的最高使命是要得到那些普遍的基本規(guī)律，由此世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要通向這些定律，并沒有邏輯的道路，只有通過那種以對(duì)經(jīng)驗(yàn)的共鳴的理解為依據(jù)的直覺，才能得到這些定律?！盵2]直覺思維和邏輯思維之間的關(guān)系是互補(bǔ)的，但是作為理工科重要基礎(chǔ)的大學(xué)物理課程，無論是在教材編寫[3-5]，還是課堂教學(xué)、成績考核等環(huán)節(jié)，其主要側(cè)重點(diǎn)都是放在邏輯思維能力的培養(yǎng)和考查上，而與之相關(guān)的直覺思維能力的培養(yǎng)卻沒有得到足夠的重視，這不能不說是一個(gè)較大的弊端。因此，在教學(xué)活動(dòng)中有意識(shí)地發(fā)掘直覺思維的典型案例，強(qiáng)化直覺思維能力和邏輯思維能力的互補(bǔ)，引導(dǎo)學(xué)生注重直覺思維能力的培養(yǎng)，對(duì)提升學(xué)生的綜合素質(zhì)是十分必要的。

二、大學(xué)物理教學(xué)中直覺思維能力培養(yǎng)的典型案例

物理學(xué)作為一門最基礎(chǔ)的自然學(xué)科，其主要發(fā)展歷程是一個(gè)繼承與突破交互作用的辯證過程，既包含進(jìn)化式的量的積累，又包含飛躍式的質(zhì)的變革。作為高等學(xué)校理工科學(xué)生一門重要的通識(shí)性必修基礎(chǔ)課程[6]，大學(xué)物理涵蓋了力、熱、電、光、原等基本物理理論和內(nèi)容，是直覺思維能力提升的極好課堂。筆者在實(shí)際的授課過程中，根據(jù)物理內(nèi)容的展開，結(jié)合物理學(xué)史及相應(yīng)的研究資料，收集了大量的案例，有的放矢地進(jìn)行直覺思維訓(xùn)練。

比如，關(guān)于萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)科普文章都說，牛頓躺在蘋果樹下，看到蘋果下落，靈機(jī)一動(dòng)就得到了萬有引力定律。我們?cè)谥v授萬有引力定律時(shí)，強(qiáng)調(diào)指出，一個(gè)物理規(guī)律的形成不可能靈機(jī)一動(dòng)而得到，但可以理解為牛頓躺在蘋果樹下，看到蘋果下落，這個(gè)現(xiàn)象觸發(fā)了他直覺思維的升華，觸發(fā)了他對(duì)引力探求的靈感，從而由蘋果落地這一現(xiàn)象聯(lián)想到物體之間定會(huì)存在一種相互作用的力，而蘋果亦是受到地球?qū)λ倪@種力的作用而下落。以此為契機(jī)，再加上通過對(duì)前人有關(guān)天體運(yùn)行情況研究的進(jìn)一步分析以及充分運(yùn)用微積分這一數(shù)學(xué)思想，從而建立了萬有引力定律。在這里，我們強(qiáng)調(diào)牛頓看到蘋果落地引起的這一直覺思維的升華是建立萬有引力定律的先決條件或第一要素，強(qiáng)調(diào)直覺思維的提升是科學(xué)研究、技術(shù)發(fā)明的原動(dòng)力。

再比如，在講授電流的磁效應(yīng)時(shí)，1820年是一個(gè)極具直覺思維創(chuàng)造的典型年代。首先，在當(dāng)年4月，丹麥物理學(xué)家奧斯特在為學(xué)生上課時(shí)，用一個(gè)伽伐尼電池，讓電流通過很細(xì)的鉑絲，鉑絲下面放置了一個(gè)封閉在罩中的小磁針，當(dāng)他接通電源時(shí)，卻意外發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。嚴(yán)格的科學(xué)積累及當(dāng)時(shí)偶發(fā)的物理現(xiàn)象極大地觸發(fā)了奧斯特對(duì)科學(xué)研究的感性認(rèn)識(shí)，他突然意識(shí)到通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)有可能探究到電和磁之間的某種內(nèi)在聯(lián)系。于是到了晚上，他就把導(dǎo)線與磁針都沿子午線方向平行放置，毫不猶豫地接通了電源。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，奧斯特終于查明電流的磁效應(yīng)是沿著圍繞導(dǎo)線的螺旋方向[7]。電和磁相統(tǒng)一的偉大發(fā)現(xiàn)就這樣得到了，由此奧斯特第一次成功揭示了電和磁相互作用的辯證關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，畢奧、薩伐爾、安培等人又依據(jù)這一原理進(jìn)一步加大了對(duì)電和磁物理圖像及轉(zhuǎn)換的研究，提出了著名的畢奧-薩伐爾定律、安培定律及安培分子電流假說等系列重大成果，為物理學(xué)中一個(gè)新的重大綜合的發(fā)現(xiàn)開辟了一條寬廣的道路。而這一寬廣道路的開辟卻又是以奧斯特感性思維的重大突破而作為第一前提的。

物理學(xué)上另一個(gè)感性思維研究的典型例子是x射線的發(fā)現(xiàn)。1895年11月8日晚，為了防止外界對(duì)放電管的影響并不致光線外漏，同往常一樣，倫琴用黑紙板把放電管完全包了起來，整個(gè)房間也是完全遮光的暗室。但這一次他在實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻意外發(fā)現(xiàn)在一米以外涂有亞鉑氰化鋇的熒光屏發(fā)出了微弱的熒光。這一現(xiàn)象使他十分驚奇，強(qiáng)烈的直覺思維促使他意識(shí)到這可能是一種新的從未見過的光。進(jìn)一步反復(fù)實(shí)驗(yàn)后，倫琴確認(rèn)這種現(xiàn)象是無法用陰極射線來解釋的，是一種全新的射線，并將之命名為x射線。1901年，倫琴因x射線的發(fā)現(xiàn)而成為諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的首位獲得者。倫琴發(fā)現(xiàn)x射線是有一定偶然性的，但是，只有專心且細(xì)心的觀察者，在捕捉到瞬間的“偶然發(fā)現(xiàn)”之后，直覺思維觸發(fā)他對(duì)問題的升華，才可能利用這種偶然性做出重大成果。這種通過直覺思維升華而做出重大發(fā)現(xiàn)的事例很多，它為我們?cè)诖髮W(xué)物理教學(xué)中提高學(xué)生的直覺思維能力提供了大量的典型案例和豐富的素材資源。

三、在大學(xué)物理教學(xué)中提升學(xué)生直覺思維能力的幾點(diǎn)做法

（一）學(xué)好物理知識(shí)的結(jié)構(gòu)體系是提升直覺思維

能力的先決條件

直覺思維不是憑空臆造出來的，要想通過直覺思維對(duì)某個(gè)問題做出迅速而準(zhǔn)確的判斷，必須對(duì)該學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)有較深入的理解和掌握。以大學(xué)物理為例，其知識(shí)體系就是以力、熱、電、光、原為代表的不同種的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式，而每一種運(yùn)動(dòng)形式都由其滿足自身規(guī)律的基本物理理論所約束，這些理論用一條主線所串聯(lián)，形成了自身的框架體系和結(jié)構(gòu)。這個(gè)體系掌握了，架構(gòu)清楚了，基礎(chǔ)知識(shí)就厚實(shí)了，直覺思維能力的底蘊(yùn)也就夯實(shí)了。大量的科學(xué)實(shí)踐告訴我們：沒有厚實(shí)知識(shí)結(jié)構(gòu)的感性思維只能是空中樓閣。

（二）用典型直覺思維做引導(dǎo)，激發(fā)自信，勇于探索

發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造源自探索，探索就得依靠直覺思維。而直覺思維的形成首先要有對(duì)科學(xué)的興趣和迷戀，有強(qiáng)烈的探求欲和自信心，以及對(duì)科學(xué)問題打破砂鍋問到底的鉆研精神。因此，在大學(xué)物理教學(xué)中，一定要充分注意培養(yǎng)學(xué)生的求知欲和自信心，同時(shí)適當(dāng)介紹物理學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)以及還有哪些尚待解決的理論和應(yīng)用問題[8-9]，以破除學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的神秘感，使之建立起強(qiáng)烈的自信心、好奇心和探求欲，并使他們充分認(rèn)識(shí)到只要勤于觀察和實(shí)驗(yàn)、敢于提出問題、善于從細(xì)枝末節(jié)和蛛絲馬跡中找出問題并判斷解決這些問題的方法和途徑，持之以恒，就有可能有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)造、有所建樹。

（三）有計(jì)劃地訓(xùn)練學(xué)生自覺運(yùn)用直覺思維

在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維能力，首先要在教學(xué)計(jì)劃中有意識(shí)、有目的地安排相關(guān)內(nèi)容，把直覺思維能力培養(yǎng)作為學(xué)生綜合素質(zhì)訓(xùn)練的一個(gè)重要組成部分。同時(shí)在實(shí)際的教學(xué)過程中，要注意運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，善于把有待于探索的問題展現(xiàn)在學(xué)生面前，進(jìn)而根據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平選擇恰當(dāng)?shù)膬?nèi)容，有計(jì)劃地訓(xùn)練學(xué)生從整體出發(fā)，相信直覺和靈感，充分運(yùn)用感性思維的特點(diǎn)，突破思維定勢(shì)和邏輯規(guī)則的束縛，從而使思維過程實(shí)現(xiàn)突破和躍變；要鼓勵(lì)學(xué)生敢于提出各種問題，勇于充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)，在與同學(xué)和教師的討論中促使感性思維升華，最終得出合理而正確的結(jié)果，從而達(dá)到全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)之目的。

四、結(jié)語

大學(xué)物理由于其課程地位的基礎(chǔ)性和科學(xué)理論的完備性，為我們?cè)谡n堂教學(xué)中提高學(xué)生的直覺思維能力提供了極好的教學(xué)場(chǎng)所和豐富的教學(xué)內(nèi)容。在大學(xué)物理教學(xué)中有意識(shí)、有計(jì)劃地努力提高學(xué)生的直覺思維能力，這對(duì)健全學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)體系，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、敢于解決問題的良好科學(xué)習(xí)慣，全面提高大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量，都起著十分重要的作用。

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[責(zé)任編輯 包玉紅]