物理教學中如何培養學生的逆向思維能力

王毅靈

摘 要： 為了每一位學生的發展，在新課程教學中從物理概念、定律的教學，物理習題的教學和物理實驗的教學等維度對學生進行逆向思維訓練，提高學生的逆向思維能力，并促使學生全面發展，提高學生的科學素養。

關鍵詞： 物理教學 逆向思維 科學素養

新課程的核心理念是為了每一位學生的發展。學生的發展不是指某一方面的發展，而是全面、和諧的發展。無數事實證明，學生的全面發展和科學素養的提高，常常在常規思維中徘徊，在逆向思維中誕生。物理科學作為中學的一門自然基礎科學，是人們改造自然、創造物質財富，進而推進社會變革的智慧源泉和重要精神力量，因此，在物理學科新課程教學中培養學生的逆向思維能力，既能使學生達到知識習得、思維訓練、人格健全的協同，實現在促進人的發展目標上的融合，又能提高學生的科學素養。

所謂逆向思維，是指和正向思維方向相反而又相互聯系的思維過程，即我們通常所說的“倒著想”或“反過來想一想”。逆向思維屬于發散性思維的范疇，是一種創造性的求異思維。實踐證明，個人的逆向思維能力，對于全面人才的創造能力及解決問題能力具有重要意義，在物理新課程課堂教學中應從以下方面培養學生的逆向思維能力。

一、在物理概念、物理定理、定律的教學中引入逆向思維可培養學生多元化的科學素養。

中學物理新課程所涉及的概念、定律是從大量的生活現象或從一些實驗現象出發引入的。從思維方式看，遵循教材的方式進行的教學過程屬于正向思維過程，長期運用這樣的教學思維，似乎運用起來駕輕就熟，左右逢源，但容易造成思維定勢，導致思維僵化。如果我們運用這一手段得出概念、定律，再從反向加深對這一概念、定律的認識，就會使學生對概念、定律的理解更全面、更深刻、更生動。如，研究自由落體運動時，由于學生在日常生活中已經形成了“重的物體下落快”這一先入為主的錯誤認識，這對“重力加速度”這一新概念的建立十分不利。要突破這一難點，除了要使學生在實驗中獲得必要的感性認識外，還可利用逆向思維，使錯誤觀點暴露無遺，最終引申出科學定義：設想把一塊重物和一塊輕物用繩子捆綁在一起，然后讓它們自由下落。這兩塊物體加在一起的重量肯定超過其中任何一塊的重量，這樣根據亞里士多德的重物體先落到地面的觀點，捆綁在一起的物體應當比它們各自單獨下落時更快。但是如果根據亞里士多德的觀點從另一個角度思考，輕的物體比重的物體下落得慢，兩塊物體捆綁在一起后由于重物被輕物拖住，因此兩塊物體一起下落時，要比單獨的重物下落得慢些。同樣道理，兩塊物體一起下落時比單獨的輕物下落得快些。捆綁在一起的輕重兩物體下落的速度介于輕重兩物單獨下落的速度之間。“捆綁在一起的輕重兩物應當比他們各自單獨下落時更快”和“捆綁在一起的輕重兩物下落的速度介于輕重兩物單獨下落的速度之間”是相互矛盾的結論。可見，從逆向思維角度提出問題，分析問題，更能充分調動學生的思維積極性，培養學生多元化思想，進一步正確理解概念和規律。

二、在解題時培養學生逆向思維能力可以提高學生全面的嚴謹的科學素養。

我們在引導學生解決物理問題時，一般是從條件出發按照習慣思維模式進行正面思考。這對解決大多數問題是有效的，而對某些特殊問題，若一味地進行正面順向思考，則思維往往會受阻。此時，若能引導學生沖破思維定勢的束縛，從已知事物的相反方向進行思考，則常常能出奇制勝。有些問題，利用正向思維根本無法解決或解決起來很困難、煩瑣，而利用逆向思維可以收到“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”之效。

例：如圖所示，在勻加速向左運動的車廂中，一人用力向前推車廂，若人與車廂始終保持相對靜止，則下列結論中正確的是：

A.人對車廂做正功 B.人對車廂做負功

C.人對車廂不做功 D.無法確定

解析：按習慣，若選取車廂為研究對象，車廂在水平方向上受到人的作用力：向前的推力和腳底的摩擦力及一個處力，因人的推力和摩擦力的大小無法比較，因而無比較二力的功，無法確定人對車廂做功。

逆向思維選人為研究對象：因人與車廂一起加速運動，人的動能增加，對人做功的只有車廂，因此車廂對人做正功，由于人與車廂之間的力是作用力與反作用力，故人對車廂做了負功。則B項正確。

運用逆向思維引導學生解決實際問題，它是指由果索因，知本求源，從原問題的相反方向著手的一種思維方法，是思維過程的一種重要的思維方式。如果我們在平時的教學中，合理引導學生靈活運用逆向思維思考并解決問題，就能培養學生的逆向思維習慣，形成科學的、嚴謹的、全面的思維意識。

三、從物理實驗中運用逆向思維可以培養學生的創新能力。

中學物理實驗作為一門培養和提高學生科學思維方式和科學研究能力的重要基礎課，蘊含極為豐富的素質教育內容，為培養造就創新型人才提供了極大空間，實驗教學的目的不在于實驗的本身，而在于培養學生的思維，養成積極的思維習慣，如果我們能在平時的物理實驗教學中適時運用逆向思維，就會幫助學生形成一定的創新思維。

講授質量時，對“空氣也是有質量的”這一命題，學生往往認為不可思議，驗證方法可以這樣：取兩個一樣的空礦泉水瓶（經過改裝，使它能夠打進氣體和抽出里面氣體）放在天平兩端，并調平天平，然后在其中一個瓶內抽出部分氣體，結果抽出氣體的瓶變輕了，天平失去平衡，這就說明：空氣是有質量的。如果反向思考：假如不抽出瓶內氣體，而在另一瓶注入氣體，情況會怎樣？讓學生在思考、討論、猜想后再給予驗證，學生積極性會更高。當他們看到自己判斷的結果與實驗結果一致時，會受到巨大鼓舞，由此帶來愉快情緒體驗，留下深刻印象，這樣既達到了理解概念的目的，又培養了學生逆向思維能力，收到了一舉兩得的教學效果。可見，實驗不僅要注意操作的科學性，而且要特別注重分析實驗的構思方法和邏輯思維過程，而在此過程中，逆向思維起著十分重要的作用。

總之，在物理課堂教學時，培養學生的逆向思維的能力，提高他們的科學素養，就是新課程標準所提出的關注人的教學，它才能使中學物理學科的教學成為學生情感態度與價值觀的形成與發展過程，從而真正實現人的發展。

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