逆向思維導(dǎo)圖在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

蘇進(jìn)冬

摘? ?要：運(yùn)用逆向思維導(dǎo)圖是解決物理問題的一種有效方法。引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用逆向思維，從問題開始，建立思維導(dǎo)圖，通過逆向分析，實(shí)現(xiàn)思維可視化，從而以獨(dú)特的方法解決物理問題。從逆向思維導(dǎo)圖在新課教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、習(xí)題教學(xué)三個(gè)方面闡述了逆向思維導(dǎo)圖在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：思維;逆向思維導(dǎo)圖;初中物理;應(yīng)用

1? 問題的提出

初中階段，學(xué)生剛開始物理學(xué)習(xí)，物理知識(shí)的抽象性和靈活性導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的理解存在一定的困難，應(yīng)用物理知識(shí)解決問題時(shí)，存在邏輯混亂、思路不清等問題，碰到創(chuàng)新性問題，學(xué)生更是一頭霧水。因此，在物理教學(xué)中，教師應(yīng)注重對(duì)學(xué)生思維的培養(yǎng)，提高學(xué)生的物理分析能力、建模能力和創(chuàng)新能力。如何有效培育學(xué)生的思維能力呢？這是擺在廣大初中物理教師面前的重要課題。筆者結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，提出一種從問題出發(fā)，反方向思考，建立逆向思維導(dǎo)圖，通過逆向分析，實(shí)現(xiàn)思維可視化，從而以獨(dú)特的方法解決物理問題的思維培育模式。

2? 逆向思維導(dǎo)圖的意義

思維是人腦對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性與內(nèi)在聯(lián)系的概括的、間接的反映。[ 1 ] 逆向思維導(dǎo)圖從思維的對(duì)立面出發(fā)，從問題的相反面進(jìn)行探索，通過圖示使得“看不見”的學(xué)生思維得以“直觀顯化”，便于在課堂上“展示”學(xué)生的思維過程，也有利教師及時(shí)進(jìn)行糾正。教師通過相反角度、不同維度引導(dǎo)學(xué)生分析問題、解決問題，培育發(fā)展學(xué)生的思維能力，可以有效幫助學(xué)生找到解決物理問題的突破口，降低學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)習(xí)信心，激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣，加深對(duì)物理概念和原理的理解，為以后的物理學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)有利于拓展學(xué)生的思維方式，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

3? 逆向思維導(dǎo)圖在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

3.1? 逆向思維導(dǎo)圖在新課教學(xué)中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的由“因”溯“果”的正向思維不同，逆向思維模式由問題的相反面進(jìn)行探索，通過“因”“果”互置或由“果”溯“因”，建立思維導(dǎo)圖，可以為物理問題解決另辟一條新途徑，具有創(chuàng)新性。

滬科版第十八章第2節(jié)科學(xué)探究：怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流？本節(jié)新課在學(xué)習(xí)完奧斯特的“電生磁”實(shí)驗(yàn)后，可畫出如圖1所示思維導(dǎo)圖，既然電可以生磁，那么磁是否可以生電呢？這樣就自然引出了法拉第的“磁生電”的探索，繼續(xù)逆向思考，如果“磁能生電”，磁生電需要什么條件呢？教學(xué)步步深入，這樣的思維過程屬于“因”“果”互置。

滬科版第九章浮力的新課教學(xué)可采用由“果”溯“因”的思維模式，先讓學(xué)生觀察生活中浮于水面上的船舶，接著引導(dǎo)學(xué)生以“船舶浮于水面”這個(gè)結(jié)果，尋找事件的成因，進(jìn)而自然地引出了“浮力”的概念，畫出如圖2所示的思維導(dǎo)圖，并繼續(xù)追問：影響浮力大小的因素？從而進(jìn)入實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，課堂教學(xué)的展開便水到渠成。

3.2? 逆向思維導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)物理學(xué)習(xí)階段有起著舉足輕重的作用。

常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，往往從實(shí)驗(yàn)原理入手，找出所需的實(shí)驗(yàn)器材，測(cè)出相應(yīng)物理量，通過計(jì)算、推演得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升階段，教師常常通過替換實(shí)驗(yàn)器材或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法培育學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的知識(shí)遷移能力。由于缺少了學(xué)生熟悉的常規(guī)器材，或者實(shí)驗(yàn)方法發(fā)生了改變，學(xué)生往往會(huì)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)思路混亂、邏輯不清的情況。此時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生從問題入手，畫出逆向思維導(dǎo)圖，讓設(shè)計(jì)思路實(shí)現(xiàn)“柳暗花明又一村”的效果。以電阻的測(cè)量為例，談?wù)勀嫦蛩季S導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

例1： 定值電阻R的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)原理： 通過電壓表測(cè)電壓，電流表測(cè)電流，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入原理，取平均值，即可得電阻阻值。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)電路如圖3所示。

若實(shí)驗(yàn)中缺少電流表，增加已知阻值R0的定值電阻和若干開關(guān)，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電阻R？有電壓表，無電流表，以電流I為突破口，逆向分析，畫出思維導(dǎo)圖如圖4所示。

根據(jù)該思維導(dǎo)圖，電流的測(cè)量全部轉(zhuǎn)化為對(duì)R電壓以及R和R0總電壓的測(cè)量，巧妙地解決缺電流表的問題，實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)如圖5所示。

基于逆向思維的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可通過對(duì)常規(guī)思維下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的問題或不足，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，主要從操作順序倒置、實(shí)驗(yàn)操作倒置、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行逆向分析等方面建立思維導(dǎo)圖[ 1 ]。

例2：測(cè)量液體密度的實(shí)驗(yàn)。常規(guī)思維設(shè)計(jì)：1.測(cè)量空燒杯的質(zhì)量m1;2.測(cè)量燒杯和液體總質(zhì)量m2;3.將液體倒入量筒，測(cè)出液體體積V;4.代入密度公式：。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，由于步驟3液體殘留在量筒，導(dǎo)致液體體積偏小，密度偏大。教師引導(dǎo)學(xué)生從問題入手：如何解決液體殘留？逆向分析，調(diào)整實(shí)驗(yàn)步驟，先完成步驟2和3，再做實(shí)驗(yàn)步驟1，通過m2-m1，可以巧妙的將殘留的液體減除，得到準(zhǔn)確的液體密度。思維導(dǎo)圖如圖6所示。

3.3? 逆向思維導(dǎo)圖在習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用

在物理習(xí)題教學(xué)過程中，通過建立思維模式，畫出逆向思維導(dǎo)圖，可以轉(zhuǎn)變學(xué)生解題思路，打破思維禁錮，讓物理學(xué)習(xí)事半功倍。

例3：在某次班級(jí)大掃除中，曉東同學(xué)把5 kg的水從樓下勻速提升到約6 m的樓上班級(jí)來，所用時(shí)間為1 min，請(qǐng)計(jì)算曉東同學(xué)提水的功率約為多大？g取10 N/kg。

分析：力學(xué)計(jì)算是中考物理考查的重點(diǎn)。本題考查內(nèi)容包括二力平衡、重力、功、功率。由于涉及知識(shí)較多，且各知識(shí)點(diǎn)間彼此相互聯(lián)系，若從常規(guī)思維入手，往往會(huì)因找不到相應(yīng)的物理量，解題進(jìn)入死胡同，因此找到恰當(dāng)?shù)慕忸}方法至關(guān)重要。本題求功率，按照公式：功率，需要功和時(shí)間相除，題目沒有直接給出功的大小，學(xué)生往往無從下手。本題計(jì)算引導(dǎo)學(xué)生從未知量功入手，功等于力乘以距離，找出力和距離，先求功，再逆向分析求功率，畫出思維導(dǎo)圖如圖7所示，題目迎刃而解。因此，通過建立逆向思維導(dǎo)圖是解決此類計(jì)算較好的方法。

綜上所述，通過建立逆向思維導(dǎo)圖，能較好地培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生思維，實(shí)現(xiàn)思維可視化，讓學(xué)生學(xué)會(huì)將抽象的物理問題形象化、具體化，提升其學(xué)習(xí)物理的能力，拓展其思維，提高思維的深度和廣度，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)生涯及以后進(jìn)入社會(huì)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張興濤，王澍.基于逆向思維的化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究[J].化學(xué)教育（中英文），2018，39（23）：62-64.