淺談開放性問題的設(shè)計與發(fā)散思維的培養(yǎng)

廣東省五華縣雙華中學(xué) 張衛(wèi)堯

社會的發(fā)展需要既有文化知識又有開拓創(chuàng)新能力的建設(shè)者，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，把所學(xué)的知識應(yīng)用于生活實際和服務(wù)于社會，并推動社會的進(jìn)步與發(fā)展，必須把對促進(jìn)學(xué)生思維開放和能力提高的開放性問題的討論和研究重視起來。在物理教學(xué)中設(shè)計好開放性問題，可以使學(xué)生思維活動有自由的空間，從而促進(jìn)學(xué)生思維的開放及發(fā)散思維能力的提高。下面我就談?wù)勔蚤_放性問題為例，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力的看法與體會。

一、以策略開放型問題為例，誘導(dǎo)學(xué)生步入發(fā)散性思維空間

物理問題往往具有不同的探索思路和途徑，具有多種不同的解答方法，這為策略開放性問題的設(shè)計提供了廣泛的素材。啟發(fā)和鼓勵學(xué)生進(jìn)行求異思維，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度和途徑去分析和解決問題，并通過對同一問題的不同探索思路和解答方法比較分析，以促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)散和優(yōu)化，是設(shè)計策略開放型問題的目的。從而使學(xué)生廣開思路、用多個物理規(guī)律去分析思考問題，化集中思維為發(fā)散思維，逐步誘導(dǎo)學(xué)生步入發(fā)散思維的空間。

例1：如圖一所示電路，R1＝20歐，當(dāng)滑片P在b端時，電壓表的示數(shù)為3伏，當(dāng)滑片P移至正中間時，電壓表示數(shù)為2伏，求電源電壓和變阻器總電阻R2各多大？

（圖一）

分析與解答：從串聯(lián)電路的電流、電壓、電阻和電壓分配規(guī)律著手，本題有四條解題策略。

解法一：根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體兩端電壓之和，即U＝U1+U2。

P點在b時： U＝3/R2·（R1+ R2）

P點在中點時： U＝4/R2·（R1+R2/2）

解之得：U＝6伏特，R2＝20歐姆。

解法二：根據(jù)串聯(lián)電路的電流相等。

P在b時： （U-3）/R1＝3/R2

P在中點時：（U-2）/R1＝2/（R2/2）

解之得：U＝6伏特，R2＝20歐姆

解法三：根據(jù)串聯(lián)電路中的分壓原理。

即：U1/U2＝R1/R2

P在b時： （U-3）/3＝R1/R2

P在中點時：（U-2）/2＝R1/（R2/2）

解之得：U＝6伏特，R2＝20歐姆。

解法四：根據(jù)P在不同位置時伏特表的示數(shù)不同。即U2＝U/（R1+R2）·R2

P在b時： 3＝U/（20+R2）·R2

P在中點時：

2＝U/（20+R2/2）·（R2/2）

解之得：U＝6伏特，R2＝20歐姆。

本題從串聯(lián)電路的四條不同規(guī)律出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生分析思考，形成了四條不同的思維鏈，從對這多條思維鏈的異同比較總結(jié)過程中，實現(xiàn)了由集中思維向發(fā)散思維的轉(zhuǎn)化，拓展了學(xué)生的思維空間。這樣在教學(xué)中設(shè)計一些殊途同歸的問題，還有一題多變，一題多解的問題，無疑都能啟迪和培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和綜合思維能力。

二、以條件開放型問題為例，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的流暢性和變通性

針對初中學(xué)生的思維形式為集中思維占主導(dǎo)地位，容易形成思維定勢，造成思維的惰性和呆板性，壓抑了他們的創(chuàng)造思維。所以教師在教學(xué)中要通過“一題多變”“一題多問”的方式，引導(dǎo)學(xué)生主動克服思維障礙，打破思維定勢，培養(yǎng)思維的流暢性和變通性。

例2：如果你在直線向左行駛的火車（汽車或輪船）里做一小實驗，讓手中的物塊自由下落，那么物塊將會落在（ ）如圖二所示

A：A處 B：B處 C：C處D：以上三種情況均有可能

條件變換1：將原題中的條件“直線”變換為“勻速”，其余保持原題不變。

條件變換2：將原題中的條件“直線”變換為“減速”，其余保持原題不變。

條件變換3：將原題中的條件“直線”變換為“加速”，其余保持原題不變。

解析：此題為條件發(fā)散性問題，直線運(yùn)動的車輛可能有三種運(yùn)動狀態(tài)：勻速、減速、加速。車輛如為勻速行駛，物塊由于慣性將落在A處；車輛如為減速行駛，物塊由于慣性將落在B處；車輛如為加速行駛，物塊由于慣性將落在C處。故正確答案為選項D。

題型變換：假如你在直線行駛的火車車廂里，發(fā)現(xiàn)水平放置的桌面上一小球：（1）保持靜止?fàn)顟B(tài)，可判定此時車做______運(yùn)動；（2）突然向車前進(jìn)方向運(yùn)動，可判定此時火車做_____運(yùn)動；（3）突然向車輛前進(jìn)的反方向運(yùn)動，可判定此時火車做______運(yùn)動。

答案：（1）勻速（2）減速（3）加速

上述通過對原題進(jìn)行“一題多變”“一題多問”，教師可以在教學(xué)中設(shè)計一些變換情境和開放條件的問題，幫助學(xué)生打破基于原題的思維定勢，達(dá)到了舉一反三、觸類旁通、靈活多變的效果，較好地促進(jìn)了學(xué)生思維的流暢性和變通性。

三、以實驗設(shè)計型問題為例，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維的廣闊性和獨(dú)創(chuàng)性

初中生由于知識面比較狹窄，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力較薄弱，因此對周圍的環(huán)境和生活缺乏充分的感性認(rèn)識。這就制約了他們展開思維翅膀的空間和思維的獨(dú)創(chuàng)性。以實驗設(shè)計型的問題在實驗的方法上具有較大的自由空間和具有實施過程中的獨(dú)創(chuàng)性的特點，通過這類問題的訓(xùn)練可以幫助學(xué)生擺脫集中思維的束縛，有力地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的廣闊性和獨(dú)創(chuàng)性。

總之，在物理教學(xué)中，設(shè)計開放性問題，有利于改變傳統(tǒng)的封閉式的教學(xué)模式，通過多種渠道和手段能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力。同時通過對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)也推動了社會的進(jìn)步與發(fā)展。