中学物理教学应重视创新思维的培养

中学物理教学应重视创新思维的培养

一、创设情境，培养横向思维人类在认识事物和解决问题时，总是沿着一定的方向进行观察与思考的。思维根据其行进的方向通常分为横向思维和纵向思维。纵向思维表现为发现一种现象后能由此及彼深入地研究下去。横向思维则表现为试图从别的方向认识一种现象。纵向思维是“深”度的，那么横向思维是“广”度的[1]27。因此，横向思维以扩散的方式寻求解决问题的思路，有助于打破优势想法，冲破旧观念，产生新观点，从而推动新问题的解决。例如教学《物质的密度》，教师一开始就向学生展示相似但其实质不同的等体积“水和煤油”，提出问题：在不允许闻气味的情况下，你怎样区别他们？进而引出“怎样识别物质”这个话题。学生说出了多种方法后，教师将装水的杯子和装油的杯子分别置于天平的左右盘上，让学生演示，验证他们的猜想，并启发学生思考：如果这种方法可行，那么你做出猜想的假设前提是什么？学生做出了以下猜想和假设：（一）同种物质在体积相同的情况下，所含质量相同，即质量与体积之间的比值恒定。（二）不同种物质在体积相同的情况下，所含质量是不同的。如果上述两种猜想与假设成立，那么，用测算某种物质质量与体积之间比值的方法就可以识别它们。于是，教师组织全班同学通过合作与交流的方式共同探究。取水、铁、铝、铜四种不同物质作研究对象，要求探究每种物质均要有若干个小组，每组所用工具的体积大小各异，但都要收集所研究对象的质量、体积以及质量与体积之间比值的数据。通过对各小组收集的数据进行比较分析，得出结论，以验证上述猜想与假设。通过全班实验数据的分析比较，学生自然而然地得出了各种物质的密度，同时又避免了“物质质量越多密度越大”的错误，用事实证明了“密度是物质的一种特性，它不随物质的多少而变化”的结论。这样他们对密度的概念就有了深入的理解，形成了思维的横向联动。二、正逆联结，培养逆向思维按照思维过程的指向性来划分，思维可分为正向思维和逆向思维两种形式。正向思维按照实物的认知规律逐层推理探究，是人们普遍使用的一种习惯性思维方式，缺点是易形成思维定势。逆向思维表现为从相反方向观察和思考。它们处于矛盾的两个方面，并为相辅相成的关系[1]128。在物理教学中，对有些问题如果按照通常的思维方式去思考，往往既复杂又麻烦，甚至难以得出其解。如物体以速度被竖直上抛，不计空气阻力，在到达最高点前0.5s内通过的位移为多大？(g=10)分析求解本题，对物体从被“上抛”至“最高点”这一过程作逆向思考，看作物体从“最高点”自由下落，将此题所求的“到达最高点前0.5s内的位移”，转换为求“一个自由下落物体前0.5s内的位移”，即：如此，复杂的问题就可以简单化了。三、一题多变，培养发散思维中学生的思维形式为集中思维占主导地位，往往容易形成思维定势，并受思维定势的消极影响，造成思维的惰性和僵化。教学中的一题多变，可以启发学生从不同角度、不同方向去分析问题的数量关系，寻求解题思路，培养发散思维。如在讲述浮力时，把质量为Mg体积为V的塑料块放入烧杯中，塑料块的底部与烧杯密合，如图1-1所示。①向烧杯中缓缓注水，水面不断升高直至浸没塑料块，塑料块仍与容器密合，如图1-2所示，塑料块受到的浮力为多少？②摇动烧杯使塑料块脱离烧杯底部慢慢上浮，至上表面与水面相平，如图1-3所示，塑料块受到的浮力为多少？③塑料块露出水面直至静止在水面上，露出水面的体积是，如图1-4所示，分析此时塑料块受到的浮力。图1通过对以上各种情况下塑料块所受浮力的分析，引导学生认识浮力产生的原因、决定浮力大小的因素、物体的浮沉条件、物体的漂浮条件等。发散思维还表现为转向机智，即当思维在一个方向上受阻后能流畅地转到另一个方向上[2]。例：在测定液体密度时，有一位同学测出液体的体积，容器和液体的总质量，如表1所示。由于不知道容器的质量，按照“质量／体积”显然无法计算密度。以上解法中。因学生对二元一次方程组比较熟悉，故第一种方法容易掌握。方法二、三、四则不同，运用“控制变量法”，在变化量中把握不变量，使学生学会了分析问题的方法。四、释疑排难，培养跨越思维在创新思维活动中，问题的突破，往往表现为从“逻辑的中断”到“思想的飞跃”。这时，通常伴随直觉、联想、顿悟、灵感的出现，产生思维的跨越。对一些物理问题，直觉的猜测是培养思维跨越性的可取之道。图2例如，图2所示质量为0.2kg的小球用平行于斜面的细线挂在倾角为30°的斜面上，当斜面体以向左匀加速运动时，求斜面对小球的弹力和绳子对小球的拉力。这道题如果按照常规思维，设出拉力和弹力，求小球受到的合力，结合牛顿定律解题，就因忽视了某个物理量在变化过程中的突变，导致计算上的错误。教学中，引导学生在讨论分析时，他们很容易想到当加速度超出一定值时，小球会出现因“飘”起而不受斜面的弹力。由此，学生会立刻想到需要求出小球刚好“飘”起时