高中物理教學(xué)中學(xué)生逆向思維的培養(yǎng)策略研究

劉建偉

□華北油田第一中學(xué)

學(xué)生在學(xué)習(xí)時和思考問題時都有獨特的思考方式，錯誤的或不適合的思考方式不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，只有不斷根據(jù)自身的實際情況及時改進，尋找問題的最佳解決辦法，才能推動自身智力更好地發(fā)展，形成新的思維方式。本文對高中物理教學(xué)進行詳細(xì)研究，探討培養(yǎng)學(xué)生逆向思維的策略，以構(gòu)建高質(zhì)量教學(xué)課堂，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維能力。

一、逆向思維的特征

逆向思維是從與事物和問題相反方向去思考，從而得到新的路徑和答案，是一種創(chuàng)新的思維方式。從科學(xué)層面來講，逆向思維需要對事情有全面的分析和了解，需要打破常規(guī)的思維定式，采用新的角度思考和探索，提升解決問題的能力。從這一層面來講，逆向思維具有自身獨有的特點。

（一）普遍性

逆向思維屬于一種思維方式，在許多領(lǐng)域活動中都可以得到廣泛的應(yīng)用。從哲學(xué)角度來講，矛盾是普遍的、客觀存在的，事物都具有兩面性，是根據(jù)不同的情境和屬性而呈現(xiàn)不同的特征。對此，在對立統(tǒng)一的事實存在下，逆向思維也具有普遍性，具有多種表現(xiàn)形式。

（二）新穎性

在常規(guī)的思維方式下，人們往往會從正向角度思考、分析、解決問題，當(dāng)遇到運用正向思維難以解決的情況下，思想會變得僵化不活躍，得到的結(jié)果往往較為普遍。而逆向思維具有新穎性，可以通過辯證思考的方式對事物的兩面進行分析，從不常見的另一面出發(fā)，突破常規(guī)思維障礙，得到意料之外的結(jié)果。

（三）批判性

與正向思維對問題的思考不同，逆向思維更具批判性，從相反的方向看待問題，打破傳統(tǒng)的正向思維模式，解除條條框框的束縛，從而得到新的結(jié)果。在這一過程中，逆向思維需要始終堅持對事情的反思，對舊事物的思考，始終用批判的方式對事情進行審視，克服權(quán)威，打破思維定式。在物理學(xué)習(xí)中運用逆向思維，既能不斷提高學(xué)生的思維水平，也能使其獲得學(xué)習(xí)的樂趣。

（四）創(chuàng)造性

逆向思維是通過反復(fù)的學(xué)習(xí)和研究，借助學(xué)到的知識和信息積極開展探究活動，從而得到有價值的成果。這一過程中凸顯了學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造力。當(dāng)常規(guī)的思維方式解決不了問題時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生采用逆向思維另辟蹊徑，打破思維慣性，形成全新的思維觀念，找到新的方法，以更好地解決問題。

二、高中物理教學(xué)中學(xué)生逆向思維培養(yǎng)的意義

逆向思維在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用意義重大，能夠培養(yǎng)創(chuàng)造性思維、批判性思維，提升學(xué)生解決問題的能力，并且能夠提高學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和學(xué)習(xí)激情。

第一，逆向思維要求學(xué)生從與常規(guī)思維相反的角度進行思考和解決問題。這種思維方式能夠激活學(xué)生創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生獨立、創(chuàng)新的能力。

第二，逆向思維要求學(xué)生質(zhì)疑和反思傳統(tǒng)做法，尋找新的解決方案，可以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力，使其學(xué)會從不同的角度思考問題，分析問題的根本原因，以及提出批判性的觀點和判斷。

第三，逆向思維可以促使學(xué)生尋找問題的多種解決途徑，對培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力非常重要。通過逆向思維，學(xué)生能夠掌握探索和解決問題的方法和技巧，提升自身的問題解決能力，提高面對困難時的堅持力和創(chuàng)造力。

第四，逆向思維要求學(xué)生以反常規(guī)思維，使學(xué)生對物理學(xué)科的特點和奧秘產(chǎn)生興趣。當(dāng)學(xué)生通過逆向思維突破常規(guī)找到新的解決方案時，會對物理學(xué)科的探究和發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生濃厚的興趣，進一步提高自身的學(xué)習(xí)積極性。

三、高中物理教學(xué)存在的問題分析

（一）概念了解不深入

物理是我國學(xué)科教育中重要的一門，知識含量豐富，學(xué)習(xí)難度較大，其中概念知識是基本的內(nèi)容，它們之間既存在一定的聯(lián)系又有一定差異?，F(xiàn)在，多數(shù)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)了解不夠深入，往往忽略對知識概念的學(xué)習(xí)，難以理解到真正的內(nèi)涵，容易產(chǎn)生錯誤的認(rèn)知，在學(xué)習(xí)中難以將其與正確的情境相對應(yīng)，即物理學(xué)習(xí)簡單化，學(xué)習(xí)效率低下，容易出現(xiàn)各種各樣的問題。

（二）學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)自主性

高中階段的物理內(nèi)容往往較為枯燥乏味，知識難度較大，許多學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性不高，課堂上不會積極回答老師的問題，容易出現(xiàn)走神、困倦等現(xiàn)象，缺乏自主思考的意愿。同時，學(xué)生也很難將學(xué)到的物理知識與實際生活相聯(lián)系，不想主動探討問題。還有許多學(xué)生認(rèn)為自己已經(jīng)學(xué)到了物理知識，已經(jīng)得到了相應(yīng)的結(jié)果，但獲得的生活觀念片面化，缺乏深度思考，對許多問題的認(rèn)知存在偏差。此外，逆向思維教學(xué)需要學(xué)生主動參與思考和提出問題，但部分學(xué)生對物理學(xué)科沒有濃厚的興趣，缺乏動力去進行探究和逆向思考。

（三）高中物理逆向思維教學(xué)中教師存在的問題

第一，部分物理教師對逆向思維教學(xué)的認(rèn)識和理解不深，缺乏相關(guān)教學(xué)方法和策略的培訓(xùn)，導(dǎo)致在實際教學(xué)中仍然采用傳統(tǒng)的直接教學(xué)方式，忽視逆向思維的重要性。而且，部分物理教師在課程設(shè)計中未能充分考慮逆向思維的要求，仍然偏重于傳授知識點和解法技巧，忽視學(xué)生的思考和探究過程，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中難以提升自主思考和解決問題的能力。

第二，考試評價和升學(xué)壓力是學(xué)生面臨的“兩座大山”，使得學(xué)生往往只關(guān)注于應(yīng)試內(nèi)容和解題技巧，而忽視發(fā)散思維，探究其他解題思路，難以提升自身逆向思維。因此，開展逆向思維教學(xué)，教師需要提供一系列的問題和案例，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生進行思考和探究。然而，目前部分教師缺乏合適的教學(xué)資源和支持，難以有效地開展逆向思維教學(xué)。

四、高中物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生逆向思維的具體策略

（一）在物理理論知識教學(xué)中培養(yǎng)逆向思維

1.改革教學(xué)方式。

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師占主導(dǎo)地位，課堂枯燥乏味，缺乏樂趣，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)的主動性不強。隨著新時期教育改革的深入推進，教育教學(xué)需要采用各種新的方式幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，提高其學(xué)習(xí)自主性。教育改革應(yīng)用到高中物理教學(xué)中具有非常明顯的效果。在實際教學(xué)中，教師可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，積極加強與學(xué)生之間的交流與溝通，分析不同學(xué)生的興趣愛好和學(xué)習(xí)特點，將其結(jié)合起來，創(chuàng)造合適的物理教學(xué)情境，從而更好地吸引學(xué)生的注意力，將其帶到物理學(xué)習(xí)中。

例如，在關(guān)于物體“重心”教學(xué)時，教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生了解重力對物體的影響。在高一教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生改變傳統(tǒng)物體自上而下運動的慣性思維，采用逆向思維教學(xué)方式創(chuàng)造一個簡單的教學(xué)實驗。具體而言，先準(zhǔn)備兩個差不多大小的圓錐體，可以采用紙張或者硬紙板將其底部用膠帶連接起來，形成一個整體。再找兩本大小不同的書籍，以書脊向上的角度放在桌面上。同時在上面放兩根筷子，架成一個小的滑道。將大書本上的筷子擺放得更加遠一些，同時在小滑道接近小書本書脊處放上之前粘好的圓錐體。圓錐體并沒有從上往下滑動，而是順著小滑道向上爬。雖然這是一個十分普通的小實驗，卻瞬間吸引了學(xué)生的注意力，學(xué)生對該情境下發(fā)生的事感到不可思議，對該章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)的積極性有所提高，能夠更好地采用逆向思維思考重心對物體運動帶來的不同影響。

2.鼓勵學(xué)生自主思考。

物理學(xué)科的發(fā)展是一代一代的人通過大膽猜想和求證、不斷解決問題驗證而來的，如果僅是靈機一動而不采取實際行動，物理學(xué)就不會迅速發(fā)展。

逆向思維教學(xué)要求學(xué)生自主思考和尋找問題的解決路徑，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。在這個過程中，學(xué)生需要自主分析問題、積極探索、獨立思考，在不斷試錯的過程中提出解決方案，以此發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律和原理。這種學(xué)習(xí)方式不僅提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和興趣，也增強了他們對物理學(xué)科的深刻理解和記憶，提升其解決問題的能力。

對此，教師需要正視“錯誤”的積極影響，不能因為學(xué)生提出了錯誤猜想，就“剝奪”其猜想的權(quán)利，需要重視培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力，培養(yǎng)其逆向思維。在教學(xué)過程中學(xué)生需要在層層遞進中進行思考，從慣性思維角度轉(zhuǎn)到另外一個角度，調(diào)動多種思維方式聯(lián)想多種知識，從中掌握規(guī)律。

例如，在“離心運動”物理概念教學(xué)時，教師可以先為學(xué)生提出一個問題“一群人在游樂場的轉(zhuǎn)盤上玩耍，隨著轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，人們被帶著做圓周運動。有的人離中心遠，有的離中心近，隨著速度的加快，離得近的人和離得遠的人哪個更容易被甩出去？現(xiàn)在大家可以積極踴躍發(fā)言，提出自己的猜想?！痹谶@一過程中，有經(jīng)歷的學(xué)生會積極地表達自己的想法，而其他同學(xué)也會被帶動著進行思考。同時學(xué)生也會提出自身的疑問，即旋轉(zhuǎn)的過程體現(xiàn)了什么物理學(xué)原理呢？是以什么樣的運動方式被甩出去的？教師根據(jù)學(xué)生提出的疑問深入解答，得出當(dāng)合外力小于向心力時，物體將會進行離心運動的結(jié)論。此外，教師可以鼓勵學(xué)生進行聯(lián)想，引導(dǎo)其分析得出近心運動的概念。由此可知，在概念教學(xué)中充分發(fā)揮教師的作用，引導(dǎo)學(xué)生積極猜想發(fā)言，主動地為其創(chuàng)造條件，可以更好地培養(yǎng)其逆向思維。

3.創(chuàng)新提問方式。

當(dāng)問題相同時，不同的提問方式帶來的效果也會不同。在課堂教學(xué)中對學(xué)生提問題，教師不能僅從正向的角度出發(fā)，也可從反向角度出發(fā)對學(xué)生提問，注重技巧，讓學(xué)生能夠積極動腦解決問題，防止學(xué)生完全按照書本知識解答。

例如，在“加速度”概念教學(xué)時，教師可以為學(xué)生設(shè)置以下幾個問題，要求學(xué)生們進行舉例分析：加速度會被物體的運動速度影響嗎？速度變化大的物體加速度也會大嗎？速度為0 時加速度是多少？如果加速度不變，物體將會做什么運動呢？通過一系列問題，引導(dǎo)學(xué)生逐一進行解答，使其從中加深對相關(guān)概念內(nèi)容的理解，同時培養(yǎng)學(xué)生從不同角度思考問題的能力，培養(yǎng)逆向思維。

4.與學(xué)科歷史相結(jié)合。

每個物理學(xué)知識概念都有嚴(yán)格的定義，且隨著物理學(xué)科的發(fā)展也會被賦予一些新的思考角度，進而形成新型思維方式。隨著課程改革，新的物理學(xué)教材更加注重與學(xué)科歷史相結(jié)合，通過歷史案例為學(xué)生提供采用逆向思維思考得到良好成果的榜樣，從而不斷提高學(xué)生對逆向思維的重視程度。

教師在教學(xué)中可以通過多媒體對物理學(xué)科的歷史進行簡單介紹，將物理學(xué)家的偉大事跡為學(xué)生講解。例如，在講解“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”時，教師可以講解丹麥物理學(xué)家奧斯特的研究。他將伽伐尼電池與螺絲相連接，小磁針開始擺動，說明電、磁與光、熱等不同的物理現(xiàn)象之間有內(nèi)在聯(lián)系，并不是孤立存在的。既然已經(jīng)知道了該現(xiàn)象真實的原因，則可以從反方向用結(jié)論推導(dǎo)條件。巴拉蒂通過十年的努力終于證實磁線上會導(dǎo)致電流現(xiàn)象的產(chǎn)生，得出了電磁感應(yīng)現(xiàn)象結(jié)論，在該領(lǐng)域取得顯著成就。

（二）在物理實驗操作中培養(yǎng)逆向思維

在高中物理學(xué)科教學(xué)中采用逆向思維，可以不斷改進實驗的具體操作方式，采用先進的教學(xué)設(shè)備和儀器呈現(xiàn)更加清晰的實驗現(xiàn)象，不斷加深學(xué)生對知識內(nèi)容的理解。

例如，在“摩擦力”知識教學(xué)時，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是通過彈簧測力計以直線方向?qū)⒛緣K拉過來，不斷調(diào)節(jié)拉動的力量，使木塊最終變成勻速運動的狀態(tài)。但由于人的力量不能固定輸出，拉動的力量難以一直保持，刻度上顯示的具體數(shù)值無法固定，難以推出不同摩擦力之間的關(guān)系。對此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)問題進行思考：是否可以借助儀器進行清晰記錄從而得出結(jié)論？當(dāng)學(xué)生提出自己的想法后，教師提出改變思考問題的角度，不一定是拉動測力計，也可以將測力計與木塊放在同一個長木板上，保持木塊不動，從反方向加大力度，拉動長木板，一直保持勻速運動。這樣改變了傳統(tǒng)的實驗方式，能夠更加準(zhǔn)確地得到具體的數(shù)值，一定程度提高了實驗的可操作性，同時也通過實際行動向?qū)W生證明了從反方向思考問題的重要性，有利于引導(dǎo)學(xué)生逐步建立逆向思維方式。

除此之外，人的思維方式存在慣性，經(jīng)常采用一種思維進行思考，往往會形成思維定式，這是普遍存在于人的潛意識中的。物理學(xué)科也是一樣，每一道題都有特定的解題方法和步驟，學(xué)生在解題過程中培養(yǎng)思維能力，形成思維方式，能夠熟能生巧，舉一反三；如果思維固化，學(xué)生往往難以打破禁錮，只能從不變的角度進行思考，在面對新的題目時難以將物理知識應(yīng)用到解題過程中。對此，教師需要在解題程序上和轉(zhuǎn)換運動過程中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維，使學(xué)生能夠獨立地進行思考，充分發(fā)揮想象力，在最短的時間內(nèi)找到最優(yōu)的解法。學(xué)生也需要積極投入到解題中，養(yǎng)成發(fā)散性思維，善于從不同的角度思考問題，能夠舉一反三，另辟蹊徑，提高學(xué)習(xí)能力。

五、結(jié)語

綜上所述，高中物理學(xué)科對學(xué)生的思維方式和學(xué)習(xí)能力有較高的要求。學(xué)生在學(xué)習(xí)中不僅能夠感受到知識儲備的增加，也會打破傳統(tǒng)的思維禁錮，形成新的逆向思維方式。對此，教師需要從多個角度出發(fā)，在物理理論知識教學(xué)和實驗教學(xué)中多方面地培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維，激發(fā)其學(xué)習(xí)物理的欲望和興趣，使其能夠更加積極主動地投入物理學(xué)習(xí)中，不斷提高學(xué)習(xí)效率，提升思維能力和創(chuàng)造能力，推動自身的高素質(zhì)發(fā)展。