如何培养学生的灵感思维

江龙

在日常生活中，认识、分析和处理问题，经常要用到灵感思维。特别是物理学史上人类揭示大自然奥秘而得出的每一重大理论，推动历史向前的重大技术发明，以及开拓宇宙、探索微观领域的各种假说等，都无不与灵感思维相关。灵感不是灵机一动、心血来潮的产物，而是勤奋思考达到的瓜熟蒂落、水到渠成的境界。

《实验探究：牛顿第二定律》是对之前所学的直线运动以及受力分析的综合应用，进行实验设计与实验结论探究的课。其教学难点是如何设计实验以及如何平衡摩擦力，这是本节课中培养学生灵感思维的最好时机。本文主要探讨如何在这节课中培养学生的灵感思维。

一、判断推理

判断与推理有着密切的联系，推理由判断组成，而判断的形成又依赖于推理。推理是从现有判断中获得新判断的过程。笔者认为，判断推理也是引发灵感的一种方法。

在教学过程中，我们可以这样引导：通过上一节课的学习，牛顿第一定律告诉我们“一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到外力迫使它改变这种状态为止”，换句话说它告诉我们力与物体运动状态之间的关系是：“力是改变物体运动状态的原因。”在这里就有一个问题了：“力是如何改变物体运动状态的？”

此时可让学生通过判断推理，确定F、a、v三者之间的关系。

二、启发联想

旧知与新知或已知与未知的连接是产生新认识的关键。因此，要创新，就需要联想，以便从联想中受到启发，引发灵感，形成创造性的认识。

提出问题：现在我们要研究的三个物理量之间的关系，应采用什么样的物理实验方法？

学生：控制变量法。

问题：如何控制变量？

（在此需要引导学生发现物理量之间的关系与数学关系式之间还是有所不同的，物理学上是有因果关系的——a是结果。）

学生：控制F不变，探究a与m之间的关系。控制m不变，探究a与F之间的关系。

提出问题：如何测量这三个物理量？

这里学生比较容易想到：测a使用打点计时器法，测m使用天平。

对合外力的测量，学生目前知道的可能只有弹簧测力计，引导学生发现弹簧测力计在本实验中无法使用，我们在这里需要的是恒力，而且是运动中测量，无法读数。

提示学生是否可以用某已知的恒力作为合外力。在学生所认知的力中，重力是一个恒定不变的力，因此有些学生在这时就会有灵感——用重力来代替。

提问：重力方向竖直向下，我们希望实验可以在水平面上做，如何改变力的方向。

学生：可以使用定滑轮。

图1三、实践激发

实践是创造的阵地，是灵感产生的源泉。在实践激发中，既包括现实实践的激发，又包括过去实践体会的升华。在实践中思考问题、提出问题、解决问题，是引发灵感的一种好方法。

通过如上设计得到如图1实验装置不难了。

图2提问：上面说到我们要测量的F是合外力，从图1中看到的细线的拉力T是否就是物体所受的合外力？

对小车受力分析得到如图2所示的受力图。

学生：还有物体与板之间的摩擦力。

提问：怎么办？

四、观察分析

有目的、有计划、有步骤、有选择地去观看和考察所要了解的事物。在观察的同时必须进行必要的分析，只有在观察的基础上进行分析，才能引发灵感，形成创造性的认识。

“摩擦力”这个问题比较难，会引发学生的深思。为了能够让学生充分打开思路，可在讲台上提供一些素材，如：气垫导轨等。让学生从一些素材中得到启发，进而提出减小摩擦力的方案。作为课堂的引导者，首先要给予学生肯定“这是一个好的想法”。接着继续分析问题，“不论什么方法都无法将摩擦力减到0，就算是气垫导轨依然有摩擦力。”让学生继续想办法。

这时可能有学生想到在计算上下工夫，由滑动摩擦力公式f=μN求出摩擦力，最后得到合外力F=T-μN。

……

这里会发现学生的想法千奇百怪，可是他们基本上不会想到要抬高平板来平衡摩擦力。因为学生在這方面的生活经验不足，没有相关素材，所以无法闪现灵感。

当然，为了证实他们的灵感是可行的，接着可以引导学生对抬高斜面平衡摩擦力的方法进行理论推导。并得到只要满足μ=tanθ，就可以平衡摩擦力。

五、激情冲动

积极的激情，可以增强注意力，丰富想象力，提高记忆力，加深理解力，更会引发灵感。对于激情冲动往往都是充斥于整个灵感迸发的过程。

笔者认为，这样设计除了让学生掌握知识外，更重要的是通过这节课教给学生一种研究问题的思维方法——灵感思维。

（责任编辑易志毅）