逆向思維應(yīng)用于初中物理教學(xué)中的路徑探尋

文 /李 軍

引 言

對(duì)初中生來說，物理是一門新課程。學(xué)生在初次接觸學(xué)習(xí)中，肯定會(huì)遇到困難，加上物理知識(shí)概念具有較強(qiáng)的抽象性，更是提高了物理學(xué)習(xí)難度。在這種背景下，變革教學(xué)方法，改變教學(xué)策略，已經(jīng)成為初中物理的必要課堂教學(xué)實(shí)踐路徑。逆向思維作為一種教學(xué)實(shí)踐方式，對(duì)學(xué)生課程知識(shí)的學(xué)習(xí)和思維品質(zhì)的鍛煉發(fā)揮著關(guān)鍵且不可忽視的作用。因此，在初中物理教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)重視逆向思維教學(xué)理念的應(yīng)用，助力學(xué)生對(duì)物理課程的高效學(xué)習(xí)、真正提升。物理學(xué)科核心素養(yǎng)和思維品質(zhì)的提升是提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，因此，教師在物理課堂教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)創(chuàng)新教學(xué)方式，讓學(xué)生參與到教學(xué)實(shí)踐中，進(jìn)一步啟發(fā)思維。

一、逆向思維的確切含義

逆向思維也稱求異思維，它主要在于打破固有的思維認(rèn)知框架，將原來司空見慣的方式進(jìn)行反向的創(chuàng)新，以另一種視角去看待問題、解決問題。逆向思維要求人們摒棄現(xiàn)在閉門造車、故步自封、因循守舊的弊端，敢于“反其道而行之”，從現(xiàn)在的思維的對(duì)立面去尋找問題解決的方式方法，從而達(dá)到事半功倍、出其不意的效果。這就要求學(xué)習(xí)者能夠在學(xué)習(xí)或者實(shí)踐的過程中，從“原視角”的對(duì)立面出發(fā)考慮問題，梳理新思維、新路徑、新方式，有效實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)或?qū)嵺`目標(biāo)。慣性思維的副作用就在于讓人們的思維局限在一定的范圍之內(nèi)，很難跳脫出去，這大大降低了人們的創(chuàng)新能力，限制了自主研發(fā)素養(yǎng)的提升。在這種背景下，加強(qiáng)反面思考問題的思維素養(yǎng)，可有效解決上述問題。初中物理教學(xué)更是如此。物理作為初中教育設(shè)置的一門新課程，教師在課堂教學(xué)實(shí)踐中要從逆向思維的視角出發(fā)，推進(jìn)課堂教學(xué)實(shí)踐，切實(shí)提高物理課堂教學(xué)效率和質(zhì)量。

逆向思維在任何問題中都能夠得到很好的運(yùn)用。在對(duì)問題進(jìn)行思考時(shí)，人們都可以按照相反的方向來進(jìn)行。一般來說，任何事物都有兩面性，而且從特殊意義上說，所有事物都是對(duì)立統(tǒng)一的。在實(shí)際生活中，人們常常運(yùn)用正向思維，即由于受慣性因素的影響，大腦會(huì)形成條件反射弧，只要出現(xiàn)問題就迅速展開正向思考。然而，逆向思維完全與正向思維相反，教師應(yīng)突破傳統(tǒng)教學(xué)的束縛，引導(dǎo)學(xué)生從批判視角思考問題，使學(xué)生跳出原本的思維框架。在解決問題時(shí)，學(xué)生很容易出現(xiàn)思維定式，導(dǎo)致思維僵化，處理的效果與多數(shù)人如出一轍，而運(yùn)用逆向思維，可以有效突破思維障礙，使結(jié)果趨于創(chuàng)新性。逆向思維是按照反方向進(jìn)行探索的，從反面出發(fā)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)規(guī)律。學(xué)生在應(yīng)用逆向思維處理問題時(shí)，主要是對(duì)原有思維進(jìn)行挑戰(zhàn)，同時(shí)運(yùn)用所學(xué)習(xí)的知識(shí)展開思維活動(dòng)。這可以幫助學(xué)生有效打破傳統(tǒng)思維的桎梏，形成全新的思維，探索解決問題的新思路。

二、初中物理課堂的教學(xué)現(xiàn)狀

（一）初中物理課堂教學(xué)效果不佳，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性不足

在初中物理教學(xué)實(shí)踐中，教師主要是根據(jù)中考物理大綱的要求進(jìn)行課程內(nèi)容設(shè)置和知識(shí)點(diǎn)的講解。學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，大多停留在知識(shí)點(diǎn)的了解上，對(duì)物理概念與知識(shí)點(diǎn)并沒有深入掌握[1]。為了切實(shí)提升學(xué)生的物理成績(jī)，教師通常要求學(xué)生記公式、背概念、做習(xí)題等。這種機(jī)械化的背誦方式，消耗時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生效果低，嚴(yán)重挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性和能動(dòng)性，不利于學(xué)生全面掌握物理知識(shí)，也不利于對(duì)學(xué)生高階思維的培養(yǎng)。值得注意的是，盡管逆向思維的培養(yǎng)已經(jīng)獲得了教育部門的肯定，但很多教師依舊沒有擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，認(rèn)為逆向思維的培養(yǎng)是一種長(zhǎng)線投資，在前期并不會(huì)取得過于明顯的效果，而物理課堂的時(shí)間又是相對(duì)有限的，這種投入和回報(bào)不成正比的行動(dòng)并沒有實(shí)施的價(jià)值。這種思維上的誤區(qū)也恰好說明了教師本身對(duì)逆向思維的認(rèn)知過于淺薄，并沒有真正在課堂上引導(dǎo)學(xué)生，也沒有真正調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極性。久而久之，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生極大的審美疲勞，認(rèn)為物理課堂是枯燥且無趣的。

此外，部分教師在授課時(shí)并沒有完全關(guān)注學(xué)生的思維變化，認(rèn)為自己是課堂的掌控者和支配者，且學(xué)生并不需要發(fā)表自己的反饋意見，自己并不需要花費(fèi)時(shí)間去轉(zhuǎn)變學(xué)生的行為模式。這種錯(cuò)誤的認(rèn)知會(huì)進(jìn)一步降低學(xué)生的思維活性，無法讓學(xué)生真正感受到物理知識(shí)的魅力和價(jià)值。

（二）對(duì)學(xué)生思維的培養(yǎng)不夠，物理學(xué)科核心素養(yǎng)和思維品質(zhì)的缺失

對(duì)于初中物理的課堂教學(xué)實(shí)踐，教師主要依據(jù)板書將課程內(nèi)容要點(diǎn)寫在黑板上，讓學(xué)生參照著物理書本進(jìn)行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。教師按照課本內(nèi)容的順序照本宣科式地講解，不僅沒有激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程的興趣和能動(dòng)性，還不利于對(duì)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)和思維品質(zhì)的培養(yǎng)。另外，即便是部分教師在課堂上應(yīng)用了一些逆向思維培養(yǎng)的方法，但總體的探索程度是相對(duì)較淺的，只是通過概念和公式讓學(xué)生從結(jié)果推導(dǎo)到條件，并沒有引導(dǎo)學(xué)生把這一思維真正運(yùn)用到實(shí)踐探索中。這種較為淺薄的嘗試，并不能真正拓展學(xué)生思維的深度。此外，物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括物理觀念、物理思維、物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)態(tài)度和精神這幾個(gè)層面。在這其中，物理思維對(duì)應(yīng)的就是學(xué)生的邏輯思維、抽象思維和逆向思維?？茖W(xué)態(tài)度與精神對(duì)應(yīng)的就是學(xué)生在探索時(shí)所展現(xiàn)出來的習(xí)慣和模式，也與逆向思維的培養(yǎng)存在密切的聯(lián)系。以上這些內(nèi)容并沒有真正傳導(dǎo)到物理課堂上，很多教師只是把重點(diǎn)放在知識(shí)與技能的傳授上，目的就是讓學(xué)生通過練習(xí)大量的物理題來積累經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并沒有把學(xué)生當(dāng)作知識(shí)加工的工廠，而是讓學(xué)生成為知識(shí)吸收的容器。還有，在培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)時(shí)，教師更多的是關(guān)注學(xué)生對(duì)題目的反應(yīng)速度，希望學(xué)生可以掌握更多的答題思路。但這種機(jī)械性的記憶并不能提高學(xué)生的思維活性，反而會(huì)讓他們的探究模式變得更為僵化。

三、逆向思維應(yīng)用于初中物理教學(xué)中的路徑探尋

（一）在物理概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維

初中物理課本中概念性的知識(shí)居多，學(xué)生只有準(zhǔn)確掌握了概念，才能推進(jìn)對(duì)物理知識(shí)的有效學(xué)習(xí)。物理概念較為晦澀難懂，學(xué)生難以理解和掌握?；诖耍處熆梢酝ㄟ^逆向思維的視角來助力學(xué)生理解物理概念，從而提高物理課堂教學(xué)質(zhì)量。一般來講，概念講解的最好方式就是先進(jìn)行課堂導(dǎo)入，教師需要做好鋪墊，讓學(xué)生自然而然地接受新知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。例如，在教學(xué)與“重力”有關(guān)的知識(shí)時(shí)，教師可以先在課堂上隨意向下拋粉筆，當(dāng)粉筆落到地面后，向?qū)W生提問：大家都知道粉筆之所以會(huì)落到地面，是因?yàn)榈厍蛴腥f有引力，而萬有引力就是重力的一種，那么如果地球上沒有了重力，世界又會(huì)是什么樣的？讓學(xué)生展開聯(lián)想和想象。在必要的情況下，教師也可以用多媒體設(shè)備，為學(xué)生展示出宇航員在太空行走的畫面，讓學(xué)生受到失重的視覺刺激?；蛘?，教師也可以讓學(xué)生高高跳起，在跳起的一瞬間，讓學(xué)生記錄自己在下落中感受到的狀態(tài)，即“失重”。接著，教師就要讓學(xué)生從失重的狀態(tài)出發(fā)，逆向推導(dǎo)出萬有引力的現(xiàn)實(shí)內(nèi)涵。這種反方向的論證能夠進(jìn)一步加深學(xué)生的印象，也可以讓學(xué)生在課堂上展現(xiàn)出自己的創(chuàng)造力和想象力。例如，在教學(xué)與“力學(xué)”有關(guān)的知識(shí)時(shí)，教師就可以把逆向思維和力的相互作用充分結(jié)合到一起，讓學(xué)生對(duì)比觀察火箭向上升和氣體向下噴的現(xiàn)象。

（二）在物理的習(xí)題解答中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維

物理習(xí)題的講解是提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率的有效途徑。在講解物理習(xí)題的過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用逆向思維的方式，充分理解與掌握習(xí)題[3]。例如，在教學(xué)與“運(yùn)動(dòng)學(xué)”相關(guān)的知識(shí)時(shí)，教師就可以針對(duì)論題設(shè)計(jì)出反論題，通過已經(jīng)成型的規(guī)則，來論證反論題的正確性，如果反論題不成立，那么原論題就是成立的。在這里，教師可以先讓學(xué)生思考這樣一個(gè)問題：甲乙丙三人分別在平直的公路上勻速騎自行車，自行車的行進(jìn)方向是北，如果乙沒有感覺到風(fēng)，而丙感覺到逆風(fēng)，甲感覺到順風(fēng)，那么此時(shí)的風(fēng)向是南風(fēng)還是北風(fēng)？甲乙丙三人的騎行速度又如何？從定式思維來看，甲乙丙三人都是向北勻速行駛的，乙沒有感覺到風(fēng)，說明它的速度和風(fēng)速是相等的，而丙感覺到逆風(fēng)，說明丙的速度要比風(fēng)速更大，甲感覺順風(fēng)，那么甲的速度比風(fēng)速要小，此時(shí)三人的速度大小就可以對(duì)比出來。從逆向思維來看，教師可以先讓學(xué)生假設(shè)風(fēng)向是北風(fēng)，當(dāng)條件是北風(fēng)時(shí)，無論甲乙丙的運(yùn)動(dòng)速度是快是慢，他們始終都會(huì)覺得這是逆風(fēng)，所以這一假設(shè)是不能成立的，則此時(shí)的風(fēng)向就是南風(fēng)。

（三）在物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維

實(shí)驗(yàn)自始至終都是鍛煉學(xué)生邏輯思維能力的重要工具，學(xué)生只有通過動(dòng)手操作，才可以真正積累經(jīng)驗(yàn)，更為靈活地掌握逆向思維的運(yùn)用方法。因此，教師需要在課堂上適當(dāng)提高物理實(shí)驗(yàn)的比重，并把物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和逆向思維的培養(yǎng)結(jié)合起來。例如，在研究“自由落體運(yùn)動(dòng)”時(shí)，教師就可以讓學(xué)生判斷自由落體究竟是變速直線運(yùn)動(dòng)還是勻速直線運(yùn)動(dòng)。教師可以先把學(xué)生分成不同的小組，引導(dǎo)學(xué)生自由設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的步驟。一般情況下，學(xué)生都會(huì)從定式思維的角度出發(fā)，用手機(jī)的閃屏照相功能來記錄物體下落的過程，把距離和時(shí)間結(jié)合到一起，進(jìn)而得出自由落體運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)這一結(jié)論。當(dāng)學(xué)生的操作告一段落后，教師要先肯定他們的做法和探究結(jié)果，然后鼓勵(lì)學(xué)生用逆向思維去反思實(shí)驗(yàn)。在這里，自由落體運(yùn)動(dòng)和上拋運(yùn)動(dòng)是相逆的，因此學(xué)生可以直接展開與上拋運(yùn)動(dòng)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，向上方投擲橡皮或小石塊。這樣，學(xué)生就會(huì)觀察到，當(dāng)物體達(dá)到一定高度時(shí)，其速度為0，因此上拋運(yùn)動(dòng)是減速運(yùn)動(dòng)。相較之下，自由落體運(yùn)動(dòng)就自然是加速運(yùn)動(dòng)。此外，教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，也可以結(jié)合一定的物理發(fā)展史，例如，法拉利就在奧斯特的啟發(fā)下，開始探究磁場(chǎng)和電流之間的關(guān)系，最終也發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，而電磁感應(yīng)現(xiàn)象又成為研究發(fā)電機(jī)的重要參考。以上這些成就或多或少都受到了逆向思維的影響，學(xué)生也可以從中獲得更多的實(shí)驗(yàn)啟發(fā)[4]。

結(jié) 語

逆向思維在初中物理教學(xué)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。學(xué)生應(yīng)用逆向思維可以有效提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)綜合考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，適時(shí)引入逆向思維，以降低學(xué)生物理學(xué)習(xí)的難度，提高教學(xué)效率。教師將逆向思維應(yīng)用于初中物理教學(xué)中，能夠培養(yǎng)學(xué)生的探索能力和思考能力，幫助學(xué)生更好地分析和解決難題。此外，教師要通過合理的引導(dǎo)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握分析問題的技能，并掌握物理學(xué)習(xí)的最佳方式，明白逆向思維在學(xué)習(xí)中的重要作用，學(xué)會(huì)利用逆向思維解決問題。