談高中物理教學中學生逆向思維能力的培養

劉世化

摘 要 逆向思維是一種創造性思維，就是從結果或結論出發，倒著分析某一結果或結論得出的原因、根據和條件，這種解決問題的思維方法稱為逆向思維。在解決和分析問題時，人們常常習慣于從原因或條件追溯結果或結論，這是正向思維。在高中物理教學中，教師比較注重對學生正向思維能力的培養，而對學生逆向思維能力的培養就比較欠缺，這樣就限制了學生思維的全面發展，甚至阻礙了學生的靈感和創造性的發揮。遇到某些問題，如果運用正向思維方式去解決，經常使一部分學生一籌莫展，不知從何處入手。所以重視對學生逆向思維能力的培養，是基礎年級物理教學中的當務之急。

關鍵詞 高中物理；培養；逆向思維

中圖分類號：A，C961 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2018）31-0067-01

培養學生的逆向思維能力必須與平日的物理教學有機結合，淡化、輕視、忽視學生逆向思維能力培養的教學過程是不完美的，甚至是不成功的，必須每一節課都要對學生進行逆向思維的訓練。

一、在物理概念、物理規律的教學中培養學生的逆向思維能力

物理概念是客觀現實的主觀體現，進行物理概念教學時要注意從學生熟悉的生活現象中或從學生不熟悉的一些實驗現象中引出物理概念、物理規律，這樣符合學生的認知規律，從思維方式看這樣的教學過程屬于正向思維。如果教師在講解完物理概念、規律后，再從反向引導學生去理解，無疑會使學生對概念、規律的理解更加完整和深刻。如對物體慣性的教學，可先通過一些實例，結合理想斜面實驗，引導學生歸納、抽象、總結出慣性這個概念，然后教師反問學生：“如果一切物體都沒有了慣性，世界將是什么樣？”學生的求知欲望會一下子激發出來，各抒己見，相互爭論，既活躍了課堂氣氛，又充分調動了學生的思維活動，同時也讓學生對慣性的概念加深了理解，學生的逆向思維能力也得到了訓練。

在物理規律的教學中，可以使用正向思維和逆向思維理解的方法，使學生對物理規律的理解得以相互補充。如對動能定理的理解，正向理解為：合力對物體做功不為零，物體的動能一定發生變化；逆向理解為：如果物體的動能發生了變化，一定有外力對物體做了功。再如“運動的電荷可以產生磁場”，逆向：“磁場是否一定是運動電荷產生的？”通過反問，是學生全面理解磁場的成因。如“勻變速直線運動的加速度是不變的”，逆向：“加速度不變的運動一定是勻變速直線運動嗎？”從而使學生更加全面科學地理解初速度與加速度的方向關系對運動的影響。

二、在物理習題教學中培養學生的逆向思維能力

（一）在物理習題教學中應用假設法培養學生的逆向思維能力

數學上的假設法是一種常用的逆向思維方式，在物理教學中也常用到，如在判斷彈力、摩擦力是否產生時就可以應用。

如右圖，物體A、B疊放在一起放在光滑水平面上一起向右勻速運動，要判斷A、B之間有無摩擦力，可假設A受到B向右的摩擦力，則A要向右做加速運動，與題設不符，所以A、B之間無摩擦力。

（二）在物理習題教學中巧妙地轉換思維方式，培養學生的逆向思維能力

有的習題應用正向思維方法和逆向思維方法都能解決，但是有的按照正向思維解決很麻煩，甚至感到束手無策。如果此時放棄正向思維，從逆向的角度去分析，就易如反掌。

如求變力做功的問題，直接應用功的公式W=FLcosθ求解是不行的，必須轉換思維，如應用動能定理去求恒力的功或動能的變化的方法解決。

再例如求做豎直上拋運動的物體在到達最高點之前1s內的位移的是多少？此題用正向思維方式也可解決，但較麻煩，若轉換思維就會想到：豎直上拋運動的物體在到達最高點之前1s內的位移大小與從最高點做自由落體運動的物體最初1s內的位移大小相等，求解起來就相當的簡捷。

（三）在物理習題教學中巧妙地利用可逆性原理，培養學生的逆向思維能力

可逆原理是指某些物理規律、物理過程所具有的一些對稱性，即物理狀態變化的正向過程與逆向過程在某些物理量上等值。中學物理中常見的有運動的可逆性；彈簧壓縮與伸長的可逆性；光路可逆性等等。運用可逆性原理進行習題教學，是培養學生逆向思維能力的一條重要途徑。

如：物體以加速度a=5m/s2做勻減速直線運動，求運動停止前1s內的位移是多大？

此題若直接應用運動學公式x=v0t+at2/2去求解，因不知道初速度而陷入困境。若應用運動的可逆性就會感到“柳暗花明又一村”：求運動停止前1s內的位移是多大不就是相當于求初速度為0，加速度a=5m/s2的勻加速直線運動的開始1s內位移嗎？問題迎刃而解。

三、在物理實驗教學中培養學生的逆向思維能力

高中物理教科書中都有探究性實驗，如探究小車速度隨時間變化的規律、探究加速度與力、質量的關系等。探究性實驗的一個重要作用就是有利于培養學生的逆向思維能力。因此在平日的教學中，教師一方面要充分利用和挖掘課本上已有的探究實驗，另一方面可引導學生將一些驗證性實驗改為探究實驗，甚至可以指導學生探究其他的實驗途徑。如：研究平拋運動的實驗，就可以改為探究性實驗，讓學生在得到平拋運動的軌跡后，進一步探究：平拋運動的加速度，物體到達某位置的速度等等。這樣既充分調動了學生思考的積極性，又培養了學生逆向探究問題的能力。

教師在物理教學中引導學生運用逆向思維解決問題，培養學生逆向思維能力。而對學生逆向思維能力的培養是物理教學中對學生各種能力培養的一個不可缺少的環節。學生養成了遇到問題逆向思維的習慣，也就具有了對問題的探究能力，這對創造性人才的培養起到不可估量的作用，同時也會使物理課堂教學在創新性、時效性上更加完善，讓課堂教學充滿生機和活力。

參考文獻：

[1]許亞偉.高中物理教學中學生逆向思維能力培養的策略.中學教學參考，2017.