讓逆向思維在科學(xué)教學(xué)中升華

一、生活引路，認(rèn)識特點

在人類歷史發(fā)展長河中，不乏有運(yùn)用逆向思維解決實際問題的成功例子。我國北宋時期的史學(xué)家司馬光兒時曾砸缸救溺水的幼兒，一直為后人所稱頌。客觀事物總是存在著千絲萬縷的內(nèi)在聯(lián)系。在遇到問題時，人們常常從原因或條件出發(fā)，層層推進(jìn)，發(fā)展到事物的結(jié)果，以達(dá)到解決之目的。但如能反其道而行之，進(jìn)行恰當(dāng)?shù)啬嫦蛩季S，常常會收到意想不到的效果，實現(xiàn)鋒回路轉(zhuǎn)、柳暗花明又一村。如上例中要救出溺水者，一般人認(rèn)為是讓人脫離水而逃生。但是，司馬光人小力不足，怎樣才能把小孩從缸中救上來？萬般無奈，他急中生智，卻從反方向思考，讓水脫離人——砸缸救小孩，真妙！

二、方法啟迪，熟悉類型

平時，教師可有意識地引導(dǎo)學(xué)生做生活的有心人，多多觀察，尋找例子，就會發(fā)現(xiàn)許多逆向原理。一般情況下，逆向思維有以下幾種類型：

原理逆向：即從事物原理的相反方向進(jìn)行思考，求得最佳方案的探索。它帶有普遍意義，可以作為其他規(guī)律的基礎(chǔ)。

功能逆向：指從事物的相反功能去進(jìn)行思考，以解決問題的方法。如電風(fēng)扇，從正向功能看，是為送風(fēng)納涼而設(shè)計制造的；從逆向看，用于吸氣功能，如抽油煙機(jī)、吸塵器等。

結(jié)構(gòu)逆向：指從事物的相反結(jié)構(gòu)形式去探求規(guī)律，尋找解決問題的途徑。

程序逆向：按事物過程的先后次序倒過來思考，從后推到前，以達(dá)到解決問題。

因果逆向：指從事物的因果關(guān)系來發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象或規(guī)律，引發(fā)新的設(shè)想和思路。如導(dǎo)體通過電流，其周圍會產(chǎn)生磁場。那么，如果設(shè)法導(dǎo)體周圍產(chǎn)生變化的磁場，是否導(dǎo)體也有電流通過？法拉第就是根據(jù)這一原理，從逆向思維探求，從而研究發(fā)明了發(fā)電機(jī)。

狀態(tài)逆向：指人們利用事物的狀態(tài)和自然現(xiàn)象進(jìn)行逆向思考來引發(fā)創(chuàng)造發(fā)明的一種方法。如水總是從高到低流動的，有什么辦法能使其由低向高流動呢？由此人們發(fā)明了各種類型的抽水泵。

屬性逆向：利用事物所具有的性質(zhì)或特點的反向?qū)傩蕴卣鱽磉M(jìn)行探索的方法。

三、規(guī)律運(yùn)用，訓(xùn)練技能

在教學(xué)教科版四年級下冊《電路出故障了》一課時，我把兩根導(dǎo)線、一個小燈泡、一個燈座、一節(jié)電池按一定的規(guī)律連接起來，小燈泡閃閃發(fā)亮，學(xué)生們興奮極了。忽閃轉(zhuǎn)身操作一下，小燈泡滅了，學(xué)生臉上晴轉(zhuǎn)陰天，然后引導(dǎo)學(xué)生猜測，提出造成小燈泡不亮的原因，有的說是小燈泡壞了，有的說是燈座松動，或是電線斷了，某細(xì)節(jié)接觸不良等，待學(xué)生有了清晰答案后，我改換了2.5伏發(fā)光二極管替代小燈泡，看看怎樣，結(jié)果在各部分都正常的情況下，小燈泡就是不亮。學(xué)生受到思維定式的影響，大都認(rèn)為是燈泡壞了，或其它部分損壞，該怎么辦？我特意再加一節(jié)電池，果然亮起來，而且有七彩閃動。孩子覺得很奇怪，好象老師跟玩魔術(shù)一樣。在一陣驚喜之后，我告訴同學(xué)，碰到問題時，不能老是想著一定是什么毛病。這里是在各部分都正常的情況下，電壓不足也不會使燈泡發(fā)亮。所以只要再加一節(jié)，達(dá)到它的工作電壓，七彩燈就發(fā)起光來。

四、能力提升，解決問題

1、理清問題，深入探究

科學(xué)是一門綜合性的核心課程，不同學(xué)科知識之間，科學(xué)、技術(shù)、社會之間都存在著內(nèi)在聯(lián)系和整體綜合，形成一個有機(jī)、統(tǒng)一的共同體。在生活之余，學(xué)生的思維閘門是開放的，隨時會有感觸發(fā)，提出一些有挑戰(zhàn)的問題，作為教師應(yīng)認(rèn)為，來自兒童問題驅(qū)動下的學(xué)習(xí)是難得的機(jī)會，要因勢利導(dǎo)，就此發(fā)揮，會收到意想不到的效果。如在環(huán)保很受人們重視的今天，學(xué)生學(xué)過語文《假如沒有灰塵》這課，知道了“假如自然界真的沒有灰塵，整個天空始終都是蔚藍(lán)色的，且地上萬物始終都是濕漉漉的，更為驚奇的是沒有灰塵，連風(fēng)雪雨露都難以形成，且強(qiáng)烈的陽光射的人眼睛不能睜開。”多么可怕啊！

有的學(xué)生類推，“假如沒有蒼蠅、蟑螂等害蟲，大自然又會是怎樣的情景呢？”大家的思維又象打開閘門的水一樣滾滾向前。這樣的問題可不是三言兩語能解釋清楚，這時教師可引導(dǎo)學(xué)生利用課后時間，通過上網(wǎng)查詢、文獻(xiàn)查找和請教長輩等方式深入探究，再來回答這個問題。到了第二天，答案更是無奇不有。作為老師不能一概而論，要用辨證發(fā)展的觀點，一分為二地看問題，具體問題具體分析，甚至目前認(rèn)為都沒有好處的害蟲，科學(xué)發(fā)展到了一定階段，會變得是益蟲。如我們的生活垃圾是廢物，但從能夠利用它作為原料生產(chǎn)其他物質(zhì)的情況下卻是寶物，只不過是放錯了的地方而已。

2、選擇載體，解決問題

生活是個大舞臺，要讓學(xué)生插上逆向思維的翅膀，教師就要因勢利導(dǎo)，運(yùn)用這一原理，激發(fā)學(xué)生試著解決生活中的實際問題，以實現(xiàn)一次次質(zhì)的飛躍。

如我們學(xué)習(xí)了“溫度計”后，同學(xué)們對溫度計原理有了深入了解，當(dāng)然也會觀察溫度計了。學(xué)習(xí)了“風(fēng)的觀察”時，讓學(xué)生做個觀測天氣的風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速計，進(jìn)而利用壓強(qiáng)原理做個噴水實驗，領(lǐng)悟了一些關(guān)于壓強(qiáng)的基本原理。在課外，同學(xué)們饒有興趣，繼續(xù)攻關(guān)，知道了大氣壓大小與管內(nèi)水柱高低成逆向這一規(guī)律，設(shè)計了用塑料管制作水氣壓計，進(jìn)一步用來測量大氣壓的高低。制作時，采用內(nèi)徑為0、57厘米的透明塑料軟管1米，在邊緣標(biāo)上刻度尺寸。先往管中注滿水，注意管內(nèi)不得有氣泡，在末端用油布扎緊（不得出現(xiàn)漏氣），把扎緊的一端掛在0、8米的高處，另一開口端使它浸在小桶的水中，就可以測試大氣壓了（如圖1所示）。為了深入探究氣象因子與大氣壓的關(guān)系，同學(xué)們進(jìn)行了多次的細(xì)心觀察并認(rèn)真記錄，終于發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘。本地天晴時，水柱高0、72米；陰天時，水柱變低；刮風(fēng)下雨時，水柱更低了。曾有一次發(fā)現(xiàn)水柱的突然降低，學(xué)生們預(yù)報了可能出現(xiàn)的“熱帶風(fēng)暴”即將來臨，由此告知臨近的部分村民，做好了抗臺風(fēng)的準(zhǔn)備。果然風(fēng)暴襲來時，減少了一些災(zāi)難性的損失，被當(dāng)?shù)卮迕穹Q之為“管用的紅領(lǐng)巾氣象站”。

總之，逆向思維總是與正向思維相對應(yīng)而存在，我們在分析訓(xùn)練逆向思維問題時，還要聯(lián)系兩方面的因素，才能加深對逆向思維的理解，不斷升華，收到更好的效果。

【作者單位：仙游縣度尾埔尾小學(xué) 福建】