初中物理教學與逆向思維能力培養

2011年版物理課程標準鼓勵學生用科學的思維方法去分析、去觀察周圍世界的有關問題，力求讓學生的各種思維力得到訓練并獲得有效提升。現代腦科學研究認為，逆向思維是一種由果索因、知本求源，反過來從完全對立的角度去思考問題的思維方式。也可以說，逆向思維是一種“背道而馳”或反其道而行之的思維方式。逆向思維是分析與解決物理問題的一種行之有效的、科學的創造性思維方式。現代教育科學研究表明：不少學生處于低層次學習水平的重要原因在于逆向思維薄弱，習慣于順向學習公式、定理等并加以機械呆板套用，缺乏靈活性、變通性，缺乏開拓創新精神。培養學生逆向思維的能力是新課程的要求，更是時代的要求，應成為物理教師研究的重要課題。

認識逆向思維的作用

物理學史記載著人類認識物理世界、探索物理世界，提示物理世界的現象、本質及其規律的歷程。逆向思維最重要的價值在于對人們認識的挑戰，對事物認識的不斷深化，并由此而產生巨大的威力，逆向思維可以創造出許許多多令人意想不到、始料未及的人間奇跡。在物理學發展史上，逆向思維擔任著非同凡響的“角色”，許多重要的物理規律、物理定律就是因它而“誕生”，它曾引起整個物理學界科學技術的重大突破與變革。

當一列火車迎面而來，人們聽到的汽笛聲升高；火車遠離而去，汽笛聲漸漸降低。這種變化的根源是聲波波長的變化，這就是物理學家認定的多普勒效應。光在本質上是一種電磁波，因而也同樣可以產生多普勒效應。科學家借助于相關儀器可以觀察到星系發出的光的光譜。例如：上世紀20年代天文學家哈勃發現星系的光譜向長波方向偏移。物理學家由此進行逆向思維，推理出星系在遠離人們而去。既然星系時刻都在遠離我們而去，那之前會是怎樣呢？大多數宇宙學家逆向思維后都認為，宇宙誕生于150億年前的一次大爆炸，即宇宙大爆炸理論。又如：1820年，丹麥物理學家奧斯特發現通電導體周圍產生磁場，即電生磁。對此，英國物理學家法拉第進行逆向思維：磁能否生電呢？經過堅持不懈的努力，他終于發現了電磁感應現象，使電能的大規模生產和利用轉化為現實，進而造福于全人類。

在初中物理教學中，引領學生領略近現代物理學家們是如何科學的、如何恰到好處地睿智運用逆向思維，而對物理發展、對科學發展做出巨大貢獻的典型案例，進一步加深學生對物理規律、物理概念的理解與掌握，有利于學生充分認識逆向思維的重要價值，從而讓學生也主動學習用逆向思維的方法去進行物理探究。

體驗逆向思維的樂趣

蘇教版初中物理教材上有許多重要的物理概念與物理定律引入或闡述，常常運用的逆向思維，為培養學生的逆向思維能力提供了廣闊的舞臺。

例如：在教學完“平行光經過凸透鏡會聚到焦點”后，教師不妨引導學生進行逆向思維：由凸透鏡的焦點發出的光，經過凸透鏡又會發生怎樣的變化呢？又如：在教學“發動機”之前，教師可以引導學生思考這樣的問題：電動機是將電能轉化為機械能的裝置，反其道而行之，能否制造出將機械轉化為電能的裝置呢？再如：在執教“電磁現象”之前，教師可以引導學生思考這樣的問題：既然電能夠產生磁，那么，磁又能否反過來產生電呢？

這樣的逆向思維訓練，一般可以安排在學生學習物理概念和物理規律之前，由于學生想迫切地探尋其中的奧秘，所以學生更能全神貫注地、興趣盎然地探究其中的根源，一旦學生探究到其中蘊藏的科學原理，學生便會有一種成功感，學生便會體驗到進行逆向思維的樂趣，從而激發對物理學習的興趣。

逆向思維能力的訓練

物理學是一門以實驗為基礎的科學，在實驗教學中進行逆向思維能力的訓練，有利于提升學生的實驗設計能力。

例如：測量物體的質量實驗時，通常是先在天平的左盤放上物體，再后右盤放砝碼或者是移動游碼。此時，教師不妨對學生進行這樣的逆向思維訓練：什么情況下可以先在天平的右盤放已知的砝碼，然后再在左盤放物體呢？又如：在測量水的質量時，通常中先測量空燒杯的質量，再測量燒杯與水的總質量。此時，教師不妨對學生進行這樣的逆向思維訓練：如何反過來先測量燒杯和水的總質量，再測量水的質量呢？

教師的問題拋出后，就應該引領、點撥、指導、啟發學生去設計對比實驗；讓學生自主設計實驗，自主驗證實驗，必要時也可以開展小組合作進行驗證，進行探究，進行實驗。學生通過實驗，對比辨析，進行優劣比較，可以讓學生對物理知識的理解更深刻，學生的逆向思維能力得到有效地培養，實驗設計能力得到有效地提升。

結束語

逆向思維是將目標倒推過來、主動探索、主動尋找條件的一種思維方法。逆向思維訓練的方法多種多樣，有倒推型逆向思維法，有轉換型逆向思維法，有因果相生逆向思維法，有習慣逆向思維法，還有位置互換思考法等。新課程鼓勵教師在物理教學中，應切合教材內容，立足學生實際，進行優化組合，大膽取舍，大膽創新，科學、合理、有效地對學生進行逆向思維的訓練，以提升學生的物理綜合素養，促進學生的全面可持續發展。

（作者單位：江蘇省如皋市磨頭鎮初級中學）