初中物理教學(xué)中逆向思維的應(yīng)用

李芳

（靖西市第五中學(xué)，廣西 靖西 533800）

0 引言

物理是中學(xué)階段科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，對(duì)于學(xué)生科學(xué)觀念的形成起著重要的作用，但是在以往的初中物理教學(xué)中卻存在著教學(xué)不夠深刻的問(wèn)題，教師僅以學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的獲取為主要的教學(xué)目標(biāo)，卻忽視了引導(dǎo)學(xué)生去探究科學(xué)的事實(shí)和細(xì)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)停留在表面上，影響了學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。因此，為了促進(jìn)物理課程改革，真正落實(shí)物理教學(xué)的目標(biāo)，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合科學(xué)教學(xué)的特征，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的逆向思維培養(yǎng)，讓學(xué)生可以獲得質(zhì)疑探究的科學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)物理的深度學(xué)習(xí)，為學(xué)生的物理核心素養(yǎng)發(fā)展提供支撐。

1 逆向思維

逆向思維也稱求異思維，它主要在于打破固有的思維認(rèn)知框架，將原來(lái)司空見慣的方式進(jìn)行反向的創(chuàng)新，以另一種視角去看待問(wèn)題、解決問(wèn)題。逆向思維要求人們摒棄現(xiàn)在閉門造車、故步自封、因循守舊的弊端，敢于“反其道而行之”，從現(xiàn)在的思維的對(duì)立面去尋找問(wèn)題解決的方式方法，從而達(dá)到事半功倍、出其不意的效果。這就要求學(xué)習(xí)者能夠在學(xué)習(xí)或者實(shí)踐的過(guò)程中，從“原視角”的對(duì)立面出發(fā)考慮問(wèn)題，樹立新思維，探索新路徑、新方式，有效實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)或?qū)嵺`目標(biāo)。慣性思維的副作用就在于讓人們的思維局限在一定的范圍之內(nèi)，很難跳脫出去，這大大降低了人們的創(chuàng)新能力，限制了自主研發(fā)素養(yǎng)的提升。在這種背景下，加強(qiáng)反面思考問(wèn)題的思維素養(yǎng)培養(yǎng)，可有效解決上述問(wèn)題。初中物理教學(xué)更是如此。物理作為初中教育設(shè)置的一門新課程，教師在課堂教學(xué)實(shí)踐中要從逆向思維的視角出發(fā)，推進(jìn)課堂教學(xué)實(shí)踐，切實(shí)提高物理課堂的教學(xué)效率和質(zhì)量。

逆向思維在任何問(wèn)題中都能夠得到很好的運(yùn)用。在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考時(shí)，人們都可以按照相反的方向來(lái)進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，任何事物都有兩面性，而且從特殊意義上說(shuō)，所有事物都是對(duì)立統(tǒng)一的。在實(shí)際生活中，人們常常運(yùn)用正向思維，即由于受慣性因素的影響，大腦會(huì)形成條件反射弧，只要出現(xiàn)問(wèn)題就迅速展開正向思考。然而，逆向思維完全與正向思維相反，教師應(yīng)突破傳統(tǒng)教學(xué)的束縛，引導(dǎo)學(xué)生從批判視角思考問(wèn)題，使學(xué)生跳出原本的思維框架。在解決問(wèn)題時(shí)，學(xué)生很容易出現(xiàn)思維定式，導(dǎo)致思維僵化，處理的效果與多數(shù)人如出一轍，而運(yùn)用逆向思維，可以有效突破思維障礙，使結(jié)果趨于創(chuàng)新性。

2 初中物理課堂的教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 對(duì)學(xué)生思維的培養(yǎng)不夠，物理學(xué)科核心素養(yǎng)和思維品質(zhì)缺失

對(duì)于初中物理的課堂教學(xué)實(shí)踐，教師主要依據(jù)板書將課程內(nèi)容要點(diǎn)寫在黑板上，讓學(xué)生參照著物理書本進(jìn)行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。教師按照課本內(nèi)容的順序照本宣科式地講解，不僅沒有激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程的興趣和能動(dòng)性，還不利于對(duì)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)和思維品質(zhì)的培養(yǎng)。另外，即便是部分教師在課堂上應(yīng)用了一些逆向思維培養(yǎng)的方法，但總體的探索程度是較淺的，只是通過(guò)概念和公式讓學(xué)生從結(jié)果推導(dǎo)到條件，并沒有引導(dǎo)學(xué)生把這一思維真正運(yùn)用到實(shí)踐探索中。這種較為淺薄的嘗試，并不能真正拓展學(xué)生思維的深度。此外，物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括物理觀念、物理思維、物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)態(tài)度和精神這4 個(gè)層面。在這其中，物理思維對(duì)應(yīng)的就是學(xué)生的邏輯思維、抽象思維和逆向思維?？茖W(xué)態(tài)度與精神對(duì)應(yīng)的就是學(xué)生在探索時(shí)所展現(xiàn)出來(lái)的習(xí)慣和模式，也與逆向思維的培養(yǎng)存在密切的聯(lián)系。以上這些內(nèi)容并沒有真正傳導(dǎo)到物理課堂上，很多教師只是把重點(diǎn)放在知識(shí)與技能的傳授上，目的就是讓學(xué)生通過(guò)練習(xí)大量的物理題來(lái)積累經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并沒有把學(xué)生當(dāng)作知識(shí)加工的工廠，而是讓學(xué)生成為知識(shí)吸收的容器[1]。

2.2 初中物理課堂教學(xué)效果不佳， 學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性不足

在初中物理教學(xué)實(shí)踐中，教師主要是根據(jù)中考物理大綱的要求進(jìn)行課程內(nèi)容設(shè)置和知識(shí)點(diǎn)的講解。學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，大多停留在知識(shí)點(diǎn)的了解上，對(duì)物理概念與知識(shí)點(diǎn)并沒有深入掌握。為了切實(shí)提升學(xué)生的物理成績(jī)，教師通常要求學(xué)生記公式、背概念、做習(xí)題等。這種機(jī)械化的背誦方式，消耗時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生效果低，嚴(yán)重挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性和能動(dòng)性，不利于學(xué)生全面掌握物理知識(shí)，也不利于對(duì)學(xué)生高階思維的培養(yǎng)。值得注意的是，盡管逆向思維的培養(yǎng)已經(jīng)獲得了教育部門的肯定，但很多教師依舊沒有擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，認(rèn)為逆向思維的培養(yǎng)是一種長(zhǎng)線投資，在前期并不會(huì)取得過(guò)于明顯的效果，而物理課堂的時(shí)間又是相對(duì)有限的，這種投入和回報(bào)不成正比的行動(dòng)并沒有實(shí)施的價(jià)值。這種思維上的誤區(qū)也恰好說(shuō)明了教師本身對(duì)逆向思維的認(rèn)知過(guò)于淺薄，沒有真正在課堂上引導(dǎo)學(xué)生，也沒有真正調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極性。久而久之，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生極大的審美疲勞，認(rèn)為物理課堂是枯燥且無(wú)趣的。

3 逆向思維應(yīng)用于初中物理教學(xué)中的路徑探尋

3.1 在物理概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維

初中物理課本中概念性的知識(shí)居多，學(xué)生只有準(zhǔn)確掌握了概念，才能推進(jìn)對(duì)物理知識(shí)的有效學(xué)習(xí)。物理概念較為晦澀難懂，學(xué)生難以理解和掌握。基于此，教師可以通過(guò)逆向思維的視角來(lái)助力學(xué)生理解物理概念，從而提高物理課堂教學(xué)質(zhì)量。一般來(lái)講，概念講解的最好方式就是先進(jìn)行課堂導(dǎo)入，教師需要做好鋪墊，讓學(xué)生自然而然地接受新知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。例如，在教學(xué)與“重力”有關(guān)的知識(shí)時(shí)，教師可以先在課堂上隨意向下拋粉筆，當(dāng)粉筆落到地面后，向?qū)W生提問(wèn)：大家都知道粉筆之所以會(huì)落到地面，是因?yàn)榈厍蛴腥f(wàn)有引力，而萬(wàn)有引力就是重力的一種，那么如果地球上沒有了重力，世界又會(huì)是什么樣的？讓學(xué)生展開聯(lián)想和想象。在必要的情況下，教師也可以用多媒體設(shè)備，為學(xué)生展示出宇航員在太空行走的畫面，讓學(xué)生受到失重的視覺刺激?；蛘?，教師也可以讓學(xué)生高高跳起，在跳起的一瞬間，讓學(xué)生記錄自己在下落中感受到的狀態(tài)，即“失重”。接著，教師就要讓學(xué)生從失重的狀態(tài)出發(fā)，逆向推導(dǎo)出萬(wàn)有引力的現(xiàn)實(shí)內(nèi)涵。這種反方向的論證能夠進(jìn)一步加深學(xué)生的印象，也可以讓學(xué)生在課堂上展現(xiàn)出自己的創(chuàng)造力和想象力。例如，在教學(xué)與“力學(xué)”有關(guān)的知識(shí)時(shí)，教師就可以把逆向思維和力的相互作用充分結(jié)合到一起，讓學(xué)生對(duì)比觀察火箭向上升和氣體向下噴的現(xiàn)象[2]。

3.2 在物理的習(xí)題解答中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維

物理習(xí)題的講解是提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率的有效途徑。在講解物理習(xí)題的過(guò)程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用逆向思維的方式，充分理解與掌握習(xí)題。例如，在教學(xué)與“運(yùn)動(dòng)學(xué)”相關(guān)的知識(shí)時(shí)，教師就可以針對(duì)論題設(shè)計(jì)出反論題，通過(guò)已經(jīng)成型的規(guī)則，來(lái)論證反論題的正確性，如果反論題不成立，那么原論題就是成立的。在這里，教師可以先讓學(xué)生思考這樣一個(gè)問(wèn)題：甲乙丙3人分別在平直的公路上勻速騎自行車，自行車的行進(jìn)方向是北，如果乙沒有感覺到風(fēng)，而丙感覺到逆風(fēng)，甲感覺到順風(fēng)，那么此時(shí)的風(fēng)向是南風(fēng)還是北風(fēng)？甲乙丙三人的騎行速度又如何？從定式思維來(lái)看，甲乙丙3 人都是向北勻速行駛的，乙沒有感覺到風(fēng)，說(shuō)明它的速度和風(fēng)速是相等的，而丙感覺到逆風(fēng)，說(shuō)明丙的速度要比風(fēng)速更大，甲感覺順風(fēng)，那么甲的速度比風(fēng)速要小，此時(shí)三人的速度大小就可以對(duì)比出來(lái)。從逆向思維來(lái)看，教師可以先讓學(xué)生假設(shè)風(fēng)向是北風(fēng)，當(dāng)條件是北風(fēng)時(shí)，無(wú)論甲乙丙的運(yùn)動(dòng)速度是快是慢，他們始終都會(huì)覺得這是逆風(fēng)，所以這一假設(shè)是不能成立的，則此時(shí)的風(fēng)向就是南風(fēng)。

3.3 在物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維

實(shí)驗(yàn)自始至終都是鍛煉學(xué)生邏輯思維能力的重要途徑，學(xué)生只有通過(guò)動(dòng)手操作，才可以真正積累經(jīng)驗(yàn)，更為靈活地掌握逆向思維的運(yùn)用方法。因此，教師需要在課堂上適當(dāng)提高物理實(shí)驗(yàn)的比重，并把物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和逆向思維的培養(yǎng)結(jié)合起來(lái)。例如，在研究“自由落體運(yùn)動(dòng)”時(shí)，教師就可以讓學(xué)生判斷自由落體究竟是變速直線運(yùn)動(dòng)還是勻速直線運(yùn)動(dòng)。教師可以先把學(xué)生分成不同的小組，引導(dǎo)學(xué)生自由設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的步驟。一般情況下，學(xué)生都會(huì)從定式思維的角度出發(fā)，用手機(jī)的閃屏照相功能來(lái)記錄物體下落的過(guò)程，把距離和時(shí)間結(jié)合到一起，進(jìn)而得出自由落體運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)這一結(jié)論。當(dāng)學(xué)生的操作告一段落后，教師要先肯定他們的做法和探究結(jié)果，然后鼓勵(lì)學(xué)生用逆向思維去反思實(shí)驗(yàn)。在這里，自由落體運(yùn)動(dòng)和上拋運(yùn)動(dòng)是相逆的，因此學(xué)生可以直接展開與上拋運(yùn)動(dòng)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，向上方投擲橡皮或小石塊。這樣，學(xué)生就會(huì)觀察到，當(dāng)物體達(dá)到一定高度時(shí)，其速度為0，因此上拋運(yùn)動(dòng)是減速運(yùn)動(dòng)。相較之下，自由落體運(yùn)動(dòng)就自然是加速運(yùn)動(dòng)。此外，教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，也可以結(jié)合一定的物理發(fā)展史，例如，法拉利就在奧斯特的啟發(fā)下，開始探究磁場(chǎng)和電流之間的關(guān)系，最終也發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，而電磁感應(yīng)現(xiàn)象又成為研究發(fā)電機(jī)的重要參考。以上這些成就或多或少都受到了逆向思維的影響，學(xué)生也可以從中獲得更多的實(shí)驗(yàn)啟發(fā)[3]。

4 初中物理學(xué)科思維的培養(yǎng)方式

4.1 發(fā)展創(chuàng)新思維能力

物理學(xué)科不同于學(xué)生熟悉的語(yǔ)文、數(shù)學(xué)，其有固定的學(xué)科用語(yǔ)及獨(dú)特的物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)科思維和學(xué)習(xí)方式也需要學(xué)生重新總結(jié)。教師在開展物理教學(xué)前，要認(rèn)真解讀課程標(biāo)準(zhǔn)、分析教材內(nèi)容，深刻把握其中的規(guī)律和邏輯。此外，教師還要做好課堂預(yù)設(shè)，在教學(xué)過(guò)程中依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)隨時(shí)調(diào)整自己的教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)同一物理現(xiàn)象從不同角度分析，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，使其逐步形成自己的學(xué)習(xí)方式，有效完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

4.2 優(yōu)化教學(xué)方案

全新的教育理念并不是要求教師完全摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)方式，而且是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)、完善及創(chuàng)新。作為教師教學(xué)的重要依據(jù)，教學(xué)方案在教學(xué)改革前后都是初中物理教學(xué)中不可或缺的因素之一。針對(duì)初中階段的物理教學(xué)方案，教師在設(shè)計(jì)時(shí)既要使其與學(xué)生的知識(shí)水平相符合，也要考查學(xué)生的接受能力，在教學(xué)方案中體現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)科思維的逐步培養(yǎng)，讓學(xué)生在知識(shí)增長(zhǎng)的同時(shí)獲得能力的提升，引導(dǎo)學(xué)生遵循教學(xué)方案有計(jì)劃地獲得新知，提升能力，形成學(xué)科思維。對(duì)此，物理教師要精心設(shè)計(jì)每節(jié)課的教學(xué)方案，并從多方面對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，為高效課堂的構(gòu)建及學(xué)生學(xué)科思維的培養(yǎng)提供充足的保障。

4.3 深化物理概念

初中生開始系統(tǒng)接觸物理知識(shí)，教材中也包含了很多基本概念，理解和掌握物理概念是學(xué)生學(xué)科思維能力提升的重要基礎(chǔ)和保障。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中要指導(dǎo)學(xué)生深深入化理解物理概念，了解概念形成的過(guò)程和所表達(dá)的本質(zhì)含義，并讓學(xué)生通過(guò)觀察和總結(jié)找出其中蘊(yùn)含的規(guī)律，進(jìn)而掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)科思維的形成奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如，學(xué)生在系統(tǒng)接觸物理知識(shí)的初始階段，學(xué)習(xí)的是“機(jī)械運(yùn)用”相關(guān)知識(shí)，其中涉及的物理概念有量程、分度值、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、參照物、速度、勻速直線運(yùn)動(dòng)等。教師可先通過(guò)文字講解對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)闡述，然后給出相應(yīng)練習(xí)[4-5]。

4.4 強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是初中物理學(xué)科重要的組成部分，也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)的重要方式。很多物理實(shí)驗(yàn)是可以在課堂上或家庭中開展的，因此，物理實(shí)驗(yàn)也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思維的重要方式。物理實(shí)驗(yàn)是物理理論知識(shí)的重要來(lái)源，也是學(xué)生探究物理知識(shí)的主要方式，在課堂教學(xué)中利用好物理實(shí)驗(yàn)，無(wú)論對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性及積極性，還是學(xué)生學(xué)科思維及探究能力的形成，都可以起到極大的推動(dòng)作用，達(dá)到學(xué)生全面發(fā)展的教育目標(biāo)。

4.5 提高科研探究能力

教師在物理教學(xué)過(guò)程中可以通過(guò)增加學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會(huì)來(lái)提高他們的科研探究能力，多在課堂上設(shè)置引導(dǎo)性問(wèn)題或?qū)哟涡詥?wèn)題。這樣既能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，也能激活學(xué)生思維，進(jìn)而構(gòu)建充滿生機(jī)的物理課堂。此外，為了讓學(xué)生在初中基礎(chǔ)物理知識(shí)學(xué)習(xí)中有效提升自身的科研能力，教師也要增強(qiáng)自身的教學(xué)能力，在教學(xué)之余“充電充能”，幫助學(xué)生在有限的時(shí)間和教學(xué)條件下最大限度地獲得提升。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在初中物理教學(xué)中，教師要改變傳統(tǒng)的輸入教學(xué)手段，結(jié)合學(xué)生思維成長(zhǎng)的需要來(lái)開展教學(xué)活動(dòng)，適時(shí)引入逆向思維，以降低學(xué)生物理學(xué)習(xí)的難度，提高教學(xué)效率。此外，教師也要通過(guò)合理的引導(dǎo)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握分析問(wèn)題的技能，并掌握物理學(xué)習(xí)的最佳方式，明白逆向思維在學(xué)習(xí)中的重要作用，學(xué)會(huì)利用逆向思維解決問(wèn)題。