淺談如何加強(qiáng)學(xué)生物理逆向思維能力的培養(yǎng)

　　摘 要：逆向思維是一種創(chuàng)造性的思維，具有高層次的思想內(nèi)涵和辯證思維的基本特征。在物理教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生逆向思維的訓(xùn)練，不僅可以改變其思維結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)思維的靈活性、廣闊性和深刻性，而且能提高其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
　　關(guān)鍵詞：逆向思維；能力；培養(yǎng)
　　
　　逆向思維也叫求異思維，它是相對(duì)常規(guī)的正向思維而言的一種思維形式和方法。常規(guī)的正向思維是順著事物發(fā)展的客觀過(guò)程和方向進(jìn)行思考的，而逆向思維則是反過(guò)來(lái)加以思考，即從結(jié)論或結(jié)果出發(fā)倒著分析問(wèn)題，分析這一結(jié)論或結(jié)果產(chǎn)生的條件或原因。逆向思維是一種創(chuàng)造性的思維，具有高層次的思想內(nèi)涵和辯證思維的基本特征，也是思維廣闊性、靈活性和深刻性的表現(xiàn)。因此，在物理教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生逆向思維的訓(xùn)練，不僅可改變其思維結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)思維的靈活性、廣闊性和深刻性，而且能提高其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
　　一、通過(guò)分享科學(xué)事例使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)逆向思維的重要性，從而激發(fā)學(xué)生逆向思維能力培養(yǎng)的積極性
　　綜觀物理學(xué)的發(fā)展歷史，逆向思維曾導(dǎo)致許多重要物理定律和規(guī)律的建立與發(fā)現(xiàn)，甚至引起物理學(xué)乃至整個(gè)科學(xué)技術(shù)的重大突破和深刻變革。物理學(xué)家的逆向思維活動(dòng)因其富于獨(dú)特、新穎的創(chuàng)造性而成為物理學(xué)發(fā)展史上的璀璨明珠。因此，在物理教學(xué)中，結(jié)合教材了解一些物理學(xué)家如何運(yùn)用逆向思維而有重大發(fā)現(xiàn)的成功范例，不僅能加深對(duì)這些概念和規(guī)律的理解，而且有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)逆向思維的重要性。譬如，大家熟知1820年丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)“電能生磁”現(xiàn)象，法拉第從“電能生磁”的現(xiàn)象中得到啟發(fā)，運(yùn)用了逆向思維方法指導(dǎo)物理實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)十年的艱辛努力，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。再如物質(zhì)波的提出：1923年德布羅意受愛(ài)因斯坦光量子說(shuō)的啟發(fā)，提出他的大膽設(shè)想“既然光量子論把過(guò)去認(rèn)為本質(zhì)上是波的光粒子化，那么把問(wèn)題倒過(guò)來(lái)考慮，過(guò)去認(rèn)為是粒子的東西，是否也具有波動(dòng)性呢？”1924年他進(jìn)一步提出一個(gè)假設(shè)：波粒二象性不只是光子才有，一切微觀粒子，包括電子、質(zhì)子和中子都有波粒二象性。后來(lái)人們用實(shí)驗(yàn)觀察到電子的衍射，從而證明了德布羅意觀點(diǎn)的正確性，“波粒二象性”成了一條新的普遍法則。
　　二、通過(guò)解決物理問(wèn)題，使學(xué)生獲得逆向思維的方法，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生逆向思維能力的培養(yǎng)
　　1.運(yùn)用逆向思維進(jìn)行受力分析
　　例1.如圖1所示，判斷接觸面對(duì)球有無(wú)彈力。已知球靜止，接觸面光滑。
　　解析：若按常規(guī)正向思維，要判斷接觸面對(duì)球有無(wú)彈力，就要看是否滿足彈力產(chǎn)生的條件，即是否接觸并產(chǎn)生彈性形變，但形變有無(wú)，不容易判斷。反之，若運(yùn)用逆向思維來(lái)考慮，用“假設(shè)法”，即假設(shè)將接觸面撤去，球仍能維持原狀，說(shuō)明接觸面對(duì)球形同虛設(shè)，故接觸面對(duì)球沒(méi)有彈力。
　　例2.如圖2所示，把物體A放在B上，B放在水平地面上，物體B受到力F的作用，使A和B一起做加速運(yùn)動(dòng)（A和B相對(duì)靜止），問(wèn)A、B之間有沒(méi)有摩擦力？
　　解析：要判斷A、B之間是否有摩擦力，首先要判斷A、B之間是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，這樣考慮最后往往會(huì)容易陷入僵局，無(wú)從判斷。反之，如果我們采用逆向思維的方法分析：如果A和B之間沒(méi)有摩擦力，則A將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)，這與已知條件相矛盾，則可以判定A、B之間一定存在摩擦力。
　　2.運(yùn)用逆向思維解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
　　例3.火車剎車后經(jīng)過(guò)8秒鐘停下，若它在最后1秒內(nèi)通過(guò)的位移是1米，求火車的加速度和剎車時(shí)火車的速度。
　　例4.物體作為豎直上拋運(yùn)動(dòng)，空氣阻力不計(jì)，取g=10 m/s2，求上升過(guò)程中最后1秒內(nèi)物體位移大小。
　　3.運(yùn)用逆向思維解決光學(xué)問(wèn)題
　　例5.如圖3所示，一束匯聚光線射到凹透鏡經(jīng)折射后交與主光軸上A點(diǎn)，A點(diǎn)到透鏡光心O的距離為a；若將此透鏡取走，則這束光線匯聚于主光軸上的B點(diǎn)，A、B之間距離為b，求此透鏡的焦距。
　　4.運(yùn)用逆向思維解決電學(xué)問(wèn)題
　　例6.在電阻值分別為8 Ω、6 Ω、4 Ω和2 Ω的四個(gè)導(dǎo)體中，要獲得1.5 Ω的電阻，應(yīng)使阻值是_____和_____的導(dǎo)體并聯(lián)起來(lái)。
　　逆向思維作為一種創(chuàng)造性的思維，它對(duì)學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)具有非常重要的作用。如果我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中，合理的引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用逆向思維思考，有意識(shí)地加強(qiáng)逆向思維能力的訓(xùn)練，不僅能進(jìn)一步完善知識(shí)結(jié)構(gòu)、開闊思路，而且能充分釋放創(chuàng)造精神、提升學(xué)習(xí)能力。
　　參考文獻(xiàn)：
　　［1］麥冬.經(jīng)典思維50法.內(nèi)蒙古人民出版社，2006-09.
　　［2］王征，張杰，黃靜宜.思維的逆向與創(chuàng)新.長(zhǎng)江職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（7）.
　　作者簡(jiǎn)介：
　　史永紅，河南省三門峽中等專業(yè)學(xué)校物理講師，多年從事物理教育教學(xué)工作。
　　（作者單位 河南省三門峽中等專業(yè)學(xué)校）
　　注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文