中学物理教学中逆向思维的应用与培养

2022-09-10

逆向思维是一种创造性思维。它的主要特征是具有独特性、开拓性、新异性、突破性。物理中, 如果按时间上前后相继、空间上依次相邻即沿着物理变化过程的思考问题方式叫做正向思维, 那么逆着时间顺序、改变因果关系、反转物理变化过程的思维方式即为逆向思维。解题中, 甚至在生活中, 遇到有些难题时, 如果依照常规正向思维, 则往往陷入“山重水复疑无路”的困境, 使问题迟迟得不到解决。但如果应用逆向思维, 则往往会使问题走向“柳暗花明又一村”的境界, 使问题在很短时间内得到解决。

纵观物理学的发展史, 逆向思维在科学探索中往往孕育着伟大的发现和创造。例如伽利略由“水的温度升高, 体积会膨胀”, 反过来思考“从水的体积变化, 也可反映水的温度”, 他在试管中装上水, 排出空气密封、刻上刻度, 制成世界第一支温度计。

物理教学中利用逆向思维可以使学生加深对物理概念的理解;同时, 也可以利用教学逆向思维简化实验程序。有些物理实验按照某一程序进行, 如果太繁、太难, 也可以改变实验程序, 化繁为简、化难为易, 便于操作。逆向思维充分展现了人思维的灵活性、发散性和创造性。本文旨在论述中学物理教学中逆向思维的应用和培养。

1 逆向思维在物理教学中的应用

1.1 物理习题教学中的逆向思维的应用

物理习题教学是帮助学生理解、巩固、深化、活化所学知识的重要环节。提高教学质量是值得探索的课题。而逆向思维在解题中能使有些物理习题化难为易, 特别是有些按常规解题思路无法解决的问题, 应用逆向思维很容易解决。

如一半以上的学生总认为抛出去的物体受到重力和抛力共两个力的作用, 其原因除受“抛”字的干扰外, 更主要的是不善于进行逆向分析或逆向论证, 假如抛力存在, 这个抛力的施力物体是谁呢?反过来想一想问题就迎刃而解了。

让物理过程反演巧取研究对象, 能使解题思路格外清晰。通过习题教学对学生进行逆向思维的训练, 能培养学生思维的灵活性和变通性, 提高学生灵活的分析问题和创造性解决问题的能力。

1.2物理实验教学中逆向思维的应用

物理实验是研究物理问题的基本方法, 也是学生获得物理知识和技能的主要途径。因此, 在物理实验教学中, 对学生进行逆向思维的训练是培养学生逆向思维能力的一个重要方面。

1.1.2引导学生既获得实验结论, 又领会实验构思

在物理教学中, 大多数教师惯于采用“问题—实验—结论”教学程式组织教学, 而学生往往偏重了实验结论, 忽视其过程和方法。这对于学生透彻理解知识和提高思维能力无疑是个损失。实际上, 使学生获得实验设计思想, 构思方法与获得实验结论同等重要, 而且在教学中也完全能实现两者的统一。如在“焦尔定律”教学中, 一方面可以引导学生从液柱的高度不同这一结果, 究根溯源, 分析得出Q与R, I, T的关系, 另一方面, 还应让学生领会为提高实验的可见度, 而用相同质量液体的热膨胀差别来间接反映通电导体产生的热量多少之一构思以及总结规律所运用的对比方法。

1.2.2 引导学生根据实验目的, 设计实验方案

在学生实验课教学中, 不少教师往往将实验目的、器材、布骤以及记录表格都预先“和盘托出”, 学生只是“按图索骥”而已。这远不如根据实验特点, 提出课题要求, 引导学生运用所学的知识, 运用器材、设计方案, 然后进行实验操作。这种“按图索骥”的方式, 既有利于培养逆向思维的灵活性, 又容易获得较好的教学效果。如给定“测定电阻”的课题, 学生除课本介绍的方案外, 还设计出用“两只安培表, 一只定值电阻或两只伏特表, 一只定值电阻”等几种实验方案。

1.2.3 在学生分组实验中, 创造了一些逆向思维的条件和机会, 鼓励学生大胆探索

学生在分组实验中经常遇到各种各样的故障, 要求学生认真分析其原因并加以纠正。这样不仅能加深对知识的进一步理解, 锻炼实验技能, 而且能训练学生从不同角度, 不同层次探寻解决问题的途径, 从而提高逆向思维的品质。

实验中出现的偶然现象常被人看成是微不足道的, 事实上这些现象的发生必有其原因, 寻根究底的逆向思维有时得到出人意外的巨大收获。例如, 奥斯特在实验时, 无意中发现靠近通电导体周围的小磁针会发生偏转, 探究其原因, 由此发现了电流周围存在着磁场。

实验后, 对实验结果进行实验分析。物理教学过程中应引导学生在完成实验操作后, 逆思整个实验过程, 思考实验中如何才能减少误差, 这对培养学生逆向思维能力是大有裨益的。

在物理教学中, 应用逆向思维的方式很多, 以上只是作为粗浅的探讨。可以相信, 在教学中应用逆向思维, 其目的是对学生进行逆向思维能力的培养, 便于开拓学生的思路, 提高学生思维的灵活性。

2 物理教学中逆向思维能力的培养的几点探讨

2.1 激发学生逆向思维的兴趣

外因是变化的条件, 内因是变化的根据。兴趣是最好的老师, 因此, 在物理教学中教师应该想方设法激发学生思维的兴趣, 增加学生逆向思维的积极性。

真正确立学生在教学中的主体地位。使学生成为主宰学习的主人、学习活动的主动参与者、探索者和研究者。

不断提高教师自身素质。教师渊博的知识和超凡的人格魅力也能在一定程度上激发学生学习兴趣和逆向思维的积极性和主动性。

2.2 采用直观教学, 为学生提供逆向思维的基础

马克思主义哲学告诉我们, 感性认识是理性认识的基础, 理性认识依赖于感性认识。在中学物理教学中利用必要的教具、模型、幻灯和多媒体等进行直观教学, 能使学生的多种器官协同参与思维活动, 获得更多的感性认识, 提高思维的兴趣和乐趣。必要的教具、模型、幻灯和多媒体可以逼真的展现某个事物、某个事件、某种活动的全貌, 可以更有效地激发学生的思维, 使学生的正向思维清晰明了, 也为学生进行逆向思维提供了可靠的基础。另一方面, 通过使用多媒体等现代教学手段, 可反向呈现某些活动或过程, 有利于学生逆向思维的进行。

2.3 物理教学中加强对学生逆向思维的训练

在物理教学过程中, 教会学生归纳总结解题的思路方法, 在大量习题面前, 培养学生学会归纳解题的思路, 总结解题的方法, 是带领学生跳出题海的重要方法。归纳时应注意“异中求同”, 注重“一题多解”、“多解归一”, 把具有共同特点而貌似不一的若干问题进行归纳, 总结出一般性的解题思路。针对不同类别的习题, 采用不同的思维方式, 包括大量逆向思维方式, 使学生学会对一题多变、一题多解、一题多问、一题多答等思维方式进行归纳、总结的方法。