在物理教學中培養學生逆向思維能力的初探

隨著新一輪課程改革的廣泛開展，廣大中學物理教師正逐步轉變觀念，不斷地克服“重知識、輕能力”和“死讀書、濫做題”的傾向，要加強對學生物理能力和思想的培養，努力造就新世紀的創新型人才。

思維能力是諸多能力中不可或缺的一項，而思維能力的培養總是與思維方法的訓練緊密聯系。筆者僅就逆向思維方法在解決物理問題中的應用，談談對培養思維能力的一些粗淺認識。

一、了解逆向思維

“逆向思維”，通俗地說，就是把問題倒過來或逆過來想一想。人們一般習慣于沿著事物發展的正方向（如正向的時空順序或正向的工藝流程）去思考問題，并尋求解決辦法，這就是正向思維。但是，對許多問題，尤其是那些按照正向思維進行思考卡了殼或異常繁瑣的問題，如果我們能倒過來思考，從結論往回推，從欲求回到已知，往往會感到豁然開朗，復雜問題頓時簡單多了，解決起來也容易多了，甚至會有新發現，創造出驚天動地的奇跡來，這就是逆向思維和它的魅力。例如，我國古代智慧故事“司馬光砸缸救伙伴”，司馬光不是按照常規的思維模式思考，“救人離水”，而是逆過來思考，“讓水離人”，果斷砸缸放水，救了小伙伴的性命。

逆向思維具有辯證思維的特征，是創新思維的一種模式。自覺地訓練逆向思維的方法，有助于克服經驗固化所造成的消極影響，有助于培養學生創新思維的能力，因而有助于催生創造性的理論成果和實踐成果。

二、逆向思維法應用示例

1．以高中物理課本上“劃時代的發現”一節為例，闡述逆向思維在物理學發展進程中的應用。

這一節并沒有知識性內容，但編者單列一節的意圖顯然在于激發情感、啟迪思維。文中以對稱、詩化的語言“奧斯特夢圓電生磁”“法拉第心系磁生電”突出了思維的對稱性和可逆性，也深深地感染著學生；而一系列年代的交代，更使學生感受到科學探究過程的艱辛和成功的喜悅。同時，法拉第在實驗中經歷的挫折也在告訴學生，逆向思維不是簡單的對調互換；啟發思維是第一步，后面還有大量工作要做。

此外，麥克斯韋電磁理論、德布羅意物質波理論的提出也都體現了逆向思維。

2．以風動實驗為例，說明逆向思維在工業或工程實際中的應用。

飛行器在空氣中穿行，都會受空氣的作用。科技人員必須對此充分考慮，精確測量，從而設計出合適的飛行器，或者對已有的飛行器做出改進。但是直接就讓飛行器在空氣中運動，并測量，會受到場地的限制，會遇到許多不確定因素的干擾；或者基于安全考慮，不宜直接實地進行。

為了解決這一難題，科技人員根據運動的相對性，運用逆向思維，想到讓研究對象靜止，而讓空氣運動起來，依然可以達到飛行器在空氣中穿行，受空氣的作用之效果。這樣，誕生了風洞設備和風洞實驗。

3．舉幾個物理問題，嘗試應用逆向思維。

例1，汽車以20m/s的速度在平直公路上行駛，現遇到緊急情況而剎車，做勻減速運動，加速度大小為5m/s2。試求汽車在停止運動前1s所通過的路程為多長？

解析：常規解法是先求出剎車后的總運動時間和走過的總路程，即t=（0－v0）/a=4s，x=（0－v02）/2a=40m；然后求出前3s走過的路程，即x1=v0·t1+a·t12/2=37.5m；那么，汽車在停止運動前1s所通過的路程為x2=x－x1=2.5m。

如果運用逆向思維法，把時間進程倒過來想一想，不就意味著汽車從靜止開始做勻加速運動嘛！于是，運用勻加速直線運動的公式，很容易寫出表達式，即x2=a′·t22/2，而a′=5m/s2，t2=1s，得x2=2.5m。

對照一下，顯然后一解法要簡潔得多，把時間進程逆過來，原來的勻減速運動就轉化為勻加速運動，且初速度變為0，再直接適用公式，無需求運動的總時間，也不需用兩步結果相減。

三、幾點認識

1.逆向思維在各個領域、各項活動中都可適用，具有普適性；同時，“逆”的具體形式又呈多樣化，這是因為任何事物都是對立統一的矛盾綜合體，對立的兩個方面在一定條件下可以向著相反的方向轉化，同時對立統一的具體形式又是多種多樣的。這也就告訴我們運用逆向思維法思考問題時，既要積極，又要防止千篇一律，要避免一方面在開闊思維，而另一方面又在制造新的思維僵化。

2.逆向思維法作為一種思維方法，必須和各門學科、各個領域自身的規律相結合，才能最終解決問題，而不是說把什么都倒過來就萬事大吉了。

3.作為一種思維方法，我們可以將問題以某種形式倒過來思考、分析，但并不意味著實際上的物理過程或其他事物的實際進程都是完全可逆的，應當將這兩者適當地區分開來。

作者單位：江蘇省江都市育才中學