試論“逆向思維”在初中物理教學(xué)中的運(yùn)用

郭衛(wèi)明

摘 要：采用逆向思維的方法進(jìn)行物理教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生對物理規(guī)律的認(rèn)識，有效提升學(xué)生的思維活力，提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主動性。同樣，培養(yǎng)逆向思維能力也是提升學(xué)生創(chuàng)新能力的主要環(huán)節(jié)之一，可以有效增強(qiáng)學(xué)生的物理素養(yǎng)，提升學(xué)生的綜合能力。文章從逆向思維這一概念出發(fā)，對逆向思維的特點(diǎn)與培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力的方法著手進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：逆向思維;物理教學(xué);中學(xué)生

一、逆向思維概念及特點(diǎn)

（一）逆向思維的概念

逆向思維指的是從相反的角度對問題進(jìn)行思考，從而對新事物進(jìn)行研究和探索，是一個(gè)行之有效的創(chuàng)新性思維過程。從特定的意義上來分析，它是對既定事實(shí)的大膽懷疑，是我們對未知領(lǐng)域的一種追根問底的探究。但是我們所說的逆向思維并不是毫無根據(jù)的胡亂猜想，逆向思維可以有效地打破思維的定式，提高解決問題和分析問題的能力。

（二）逆向思維的特點(diǎn)

1.普遍性

逆向思維的理論在不同的問題中都能夠得到有效使用。我們在對任何問題進(jìn)行思考時(shí)，都可以從其反方向去思考，所有的事物都具有兩面性，事物的表現(xiàn)形式也因?yàn)閷傩缘牟煌a(chǎn)生著變化。從某種特殊的意義上來講，任何事物均具有對立統(tǒng)一的特點(diǎn)。

2.批判性

正向思維在我們的學(xué)習(xí)生活中經(jīng)常被使用到，已經(jīng)在我們的頭腦中形成條件反射，一旦開始進(jìn)行問題的思考就會采用正向思維的方法，但是逆向思維卻不同，可以促使我們從不同的角度進(jìn)行問題的思考，可以擺脫常規(guī)性思維的束縛，不斷地對傳統(tǒng)的思維模式提出挑戰(zhàn)。逆向思維就是要求我們本著批判的眼光去看待問題，它可以有效地幫助我們跳出思維定式。批判性的思維是一種逆向思維的模式，能夠有效地反映出人的思維水平。

3.新穎性

我們在解決問題的時(shí)候，通常會優(yōu)先想到運(yùn)用正向思維的方式去解決問題，這樣會在很大程度上讓我們的思維過程變得僵化，往往會大部分人都能夠想得到得到的結(jié)果。我們受到長期慣性思維的影響，往往在認(rèn)知事物時(shí)，只認(rèn)識到事物的正面而沒有認(rèn)識到事物的反面。采用逆向思維的方式能夠有效地突破思維的障礙，得到新穎的結(jié)論。

4.探索性

逆向思維是從事物的反方向去尋找解決問題的方法，從事物的反面出發(fā)不斷地逼近事物的真理，逐步發(fā)現(xiàn)規(guī)律。這樣的方法把我們的思維推到了一個(gè)新型的領(lǐng)域，去探索事物的本源，這是一種對問題的重新探索和認(rèn)知。

5.創(chuàng)造性

在完成任務(wù)的目標(biāo)驅(qū)使下，我們會運(yùn)用我們已習(xí)得的已知信息，有效地開展思維活動，通過反復(fù)的摸索，產(chǎn)生有價(jià)值的成果。逆向思維就是我們在面對常規(guī)思維無法解決的問題上，發(fā)起對已有思維摸索的挑戰(zhàn)。運(yùn)用已習(xí)得的知識開展思維活動，這樣做才能夠破除常規(guī)思維慣性的影響，產(chǎn)生一種全新的思維觀念，從而找到不易發(fā)現(xiàn)的解決問題的新思路。

二、逆向思維與物理學(xué)

我們可以從物理學(xué)的發(fā)展歷史中了解到，逆向思維的能力在整個(gè)物理規(guī)律的建立和發(fā)現(xiàn)中均具有重要的意義。一些著名的物理學(xué)家，往往因?yàn)槠渚哂谢钴S的逆向思維能力而能夠發(fā)現(xiàn)一個(gè)個(gè)物理現(xiàn)象，推動整個(gè)物理學(xué)的發(fā)展進(jìn)程。牛頓根據(jù)開普勒提出的行星運(yùn)動三大定律，運(yùn)用逆向思維，從而提出“行星為什么這樣運(yùn)動”的問題，之后通過了嚴(yán)密的推理論證，發(fā)現(xiàn)了天體運(yùn)動的一系列規(guī)律，從而總結(jié)出萬有引力的定律。奧斯特所發(fā)現(xiàn)的“電產(chǎn)生磁”這一現(xiàn)象使法拉第受到了啟發(fā)，法拉第通過自身的鉆研，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。德布羅在接受了愛因斯坦的光量子說的啟發(fā)后，提出了“波粒二象性”理論。一個(gè)個(gè)偉大的物理發(fā)現(xiàn)背后總是有各種各樣蘊(yùn)藏著物理學(xué)的逆向思維現(xiàn)象。

三、逆向思維在初中物理學(xué)中的運(yùn)用策略

我們在進(jìn)行人才的素質(zhì)教育的過程中，必須重視培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力。因?yàn)檎麄€(gè)初中的物理教材鮮有涉及逆向思維訓(xùn)練的內(nèi)容，學(xué)生在進(jìn)行中學(xué)物理的學(xué)習(xí)過程中也難以得到實(shí)質(zhì)性的逆向思維訓(xùn)練，這使得學(xué)生長期運(yùn)用正向思維對物理問題進(jìn)行思考。但有許許多多實(shí)際性的物理問題無法完全依靠正向思維解決，如果教師能夠引導(dǎo)學(xué)生從正向思維向逆向思維轉(zhuǎn)化，運(yùn)用逆向思維方法來思考物理學(xué)問題，就能夠非常輕松地解決物理學(xué)的難題，降低物理學(xué)習(xí)的難度。采用逆向的思維方法還可以獲得一些意想不到的效果，獲得創(chuàng)新性的思維成果。在物理教學(xué)中加強(qiáng)對學(xué)生的逆向思維的培養(yǎng)，可以將學(xué)生從傳統(tǒng)的正向思維結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)化出來，使學(xué)生的思維活力得到大幅度提升，通過逆向思維訓(xùn)練，學(xué)生可有效地解決在物理學(xué)習(xí)中遇到的實(shí)際性問題。逆向思維在對學(xué)生的創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)中起到了非常重要的作用，中學(xué)物理教師需要加強(qiáng)對學(xué)生這方面能力的培養(yǎng)，并在中學(xué)課堂的教學(xué)過程中加以推廣。

（一）在物理概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力

筆者根據(jù)自身的長期物理教學(xué)實(shí)踐，意識到在整個(gè)物理教學(xué)的過程中物理學(xué)的基礎(chǔ)概念是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中難免感覺到物理晦澀難懂，主要的原因是沒有將物理概念理解透徹。實(shí)際上這也使得學(xué)生逐步喪失了對物理學(xué)習(xí)的興趣。物理學(xué)各個(gè)章節(jié)的知識緊密相關(guān)，如果學(xué)生在某一章落下，將會影響整體的學(xué)習(xí)。

在進(jìn)行物理概念的教學(xué)中，對一些理解難度大的概念，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從逆向思維的方向進(jìn)行理解，以加深學(xué)生對此類概念的理解能力，形成關(guān)于概念的正確理解。例如，在“內(nèi)能的變化”這一節(jié)課的教學(xué)過程中，教師可以這樣提問：“物體在吸收熱量的過程中，溫度會提升嗎？”反過來問：“物體的溫度提升了，是否就一定是吸收了熱量呢？”通過正向和逆向思維的提問方法，學(xué)生對此概念的理解更加透徹了，從而更加透徹地掌握了概念。又如在“力的作用”這一節(jié)課的教學(xué)過程中，學(xué)生往往對力的作用這樣抽象的概念無法理解，就可以舉一個(gè)這樣的例子：我們在游泳的過程中，如果向后劃水，人就會前進(jìn)，這是什么物理學(xué)原理呢？通過提出問題的方式讓學(xué)生進(jìn)行逆向思考，之后讓學(xué)生根據(jù)力的效果來分析物體的受力情況。在對重力和摩擦力的概念進(jìn)行講解后，提出假設(shè)問題：“假如失去了重力，我們游泳會產(chǎn)生哪些變化？”“假如失去了摩擦力，我們游泳會產(chǎn)生哪些變化？”讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的思考，以加強(qiáng)學(xué)生對力的作用相關(guān)概念的領(lǐng)悟。

（二）在物理習(xí)題解答過程中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力

物理習(xí)題起到了鞏固和深化學(xué)生已習(xí)得知識的作用，也為學(xué)生培養(yǎng)逆向思維提供了一定的可能性。有些物理習(xí)題在設(shè)置的過程中所列出的條件隱藏較深，學(xué)生使用正向思維解題就會遇到一定的困難，這就要求學(xué)生學(xué)會使用逆向思維的原理從待求量出發(fā)推理出來所需要的已知量，從而能夠掌握正確的解決辦法。從逆向思維的角度出發(fā)思考不僅僅可以使得問題變得簡捷、容易理解，學(xué)生的思維高度也將大大提升，解題的能力和速度也將大大提高。如學(xué)習(xí)了光的反射定律后，可以設(shè)三類作圖題：已知入射光線、鏡面和反射光線中的任兩個(gè)畫出另一個(gè); 再如，在復(fù)習(xí)凸透鏡成像的特點(diǎn)時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)探究不同位置成像情況得出： 在2f 以外成縮小的實(shí)像;在 2f以內(nèi) ，f 以外，成放大的實(shí)像; 在 f 以內(nèi)成正立、放大的虛像。反之也成立。這個(gè)規(guī)律正反都成立。這樣的逆向思維訓(xùn)練非常有助于培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力。

（三）在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力

物理實(shí)驗(yàn)是觀察和解決物理問題的重要方式，也是學(xué)生獲取物理實(shí)踐技能的重要途徑。因此，在物理的實(shí)踐教學(xué)過程中，對學(xué)生進(jìn)行逆向思維訓(xùn)練是非常重要的。受到傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，教師在進(jìn)行物理教學(xué)的過程中，采用機(jī)械式的提出問題—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)—得出結(jié)論這樣的教學(xué)模式，以致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中更加重視的是實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，而忽視了這其中最為核心的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。事實(shí)上，在實(shí)驗(yàn)的過程中讓學(xué)生獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論僅僅是其中目標(biāo)之一，更重要的是為了讓學(xué)生獲得實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思過程、實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思方法，這才能夠最大程度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。在物理實(shí)驗(yàn)的課堂當(dāng)中，教師往往將實(shí)驗(yàn)所需要的用具全部都放置在實(shí)驗(yàn)臺上，學(xué)生僅僅是按照實(shí)驗(yàn)要求選取需要的物品而已。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)效果。教師應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)器材的用法，設(shè)計(jì)可行性高的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，針對同一物理學(xué)理論提出多種多樣的實(shí)驗(yàn)方案，在這樣的實(shí)踐和理論相互轉(zhuǎn)化的過程中，使得學(xué)生能夠有效地掌握物理學(xué)的基本理論。并且要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用逆向思維去解決實(shí)驗(yàn)過程中面臨的問題，從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果出發(fā)去尋找實(shí)驗(yàn)原因，這就是一種逆向思維的方法運(yùn)用。這樣的實(shí)驗(yàn)方法才可以有效調(diào)動學(xué)生的思維，達(dá)到良好的實(shí)驗(yàn)效果。

在物理實(shí)驗(yàn)的過程中還不可避免地存在著些許誤差，但在教學(xué)過程中不能夠一帶而過，忽視對誤差的分析。在完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作后，應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用逆向思維的方法分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程，分析在實(shí)驗(yàn)的過程中誤差是如何產(chǎn)生的，這些誤差是否與操作過程中的某些內(nèi)容有關(guān)系，如何能夠通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，減少誤差等。

四、結(jié)語

總而言之，教師采用合理的方法來培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力，能夠在教學(xué)過程中達(dá)到輕松教學(xué)的目的，學(xué)生也能夠在學(xué)習(xí)的過程中達(dá)到愉快學(xué)習(xí)的目的，教師和學(xué)生在逆向思維的教學(xué)過程中都得到了有效提升。合理地對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓他們能夠在學(xué)習(xí)的過程中掌握分析問題的能力，讓他們在學(xué)習(xí)的過程中掌握研究物理所需的基本方法，這樣學(xué)生在初中物理的各個(gè)學(xué)習(xí)過程中就會明白：任何環(huán)節(jié)都是離不開逆向思維原理的，利用逆向思維能夠更加容易地解決問題。逆向思維能力不僅能夠使學(xué)生在解題過程中如虎添翼，還能使其對物理學(xué)基本概念的理解更加透徹，改變傳統(tǒng)的思維慣性，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，從而更好地進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，提高物理學(xué)習(xí)的效率。

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