让直觉思维成为高中物理解题的“助推器”

江苏省吴江中学 沈宇峰

让直觉思维成为高中物理解题的“助推器”

江苏省吴江中学 沈宇峰

直觉思维是以人们一定的知识、经验、技能为基础，通过一定的观察、联想、类比、归纳后，对所研究的问题提出的“合情推理”.在高中物理求解探索性的物理问题中，直觉思维起着重要的启发和导向作用，是一种重要的洞察和领悟.本文结合具体的教学案例，从战略性解决层次、战术性解决层次、战果性解决层次三个层面探讨了在高中物理解题教学中直觉思维的巧妙运用，以期能以高度省略、浓缩、简化的思维方式迅速解决物理问题，优化学生的解题思维.

高中物理 解题教学 直觉思维

什么叫做直觉？英国病理学家见弗里奇作出了这样的解释：“直觉是指对情况的一种突如其来的顿悟或理解.”我国科学家钱学森也这样解释道：“直觉是一种人们没有意识到的对信息的加工活动，是在潜意识中酝酿问题然后与显意识突然沟通，于是一下子得到了问题的答案.”心理学认为，直觉思维是以人们一定的知识、经验、技能为基础，通过一定的观察、联想、类比、归纳后，对所研究的问题提出的“合情推理”.在高中物理教学中，学生的直觉思维不仅客观存在，而且是一种极具意义的思维方式，是学习物理和创造物理理论必不可少的思维形式.在解题中，直觉思维可以让学生凭借已有的知识与经验，在分析问题、解决问题时可以对事物做出预见和判断，形成一下子契入关键的能力.下面，本人将结合具体的教学实例，就直觉思维在高中物理解题中的妙用略谈浅见，以供同行参考.

一、在战略性解决层次，利用直觉思维迅速作出判断

我们知道，解题的思维主要是逻辑的，但是，逻辑思维需要用非逻辑的直觉思维来启动.面对题目时，首先要求学生能够读懂题目，弄清题述物理现象、状态、过程，做到正确审题，这是正确解题至关重要的一步.在这一过程中，离不开学生对问题的直觉判断，为解题确定方向或制定策略，甚至需要对问题结果及中间状态进行大胆猜测，才能对解题作出总的提示.

案例1：某一个人在某一星球上以速率v竖直上抛一物体，经t秒钟落回手中，已知该星球的半径为R，若要在该星球上发射一颗绕该星球旋转的人造卫星，则卫星的速度为（）

但如果能引导学生利用直觉思维，求卫星的速度的单位是m/s，这一直觉判断一下子就能帮助学生选出答案C，其他选项的单位均不是速度的单位.可见，在弄清题意、仔细分析的基础上，依靠直觉思维做出准确判断，大大缩减了解题时间.

二、在战术性解决层次，进一步逻辑证明和检验

战术性决策重在解决问题，决策的过程其实就是不断解决问题的过程.在上面所描述的战略性解决层次中，很明显，学生已经对问题的解决有了基本的思路，而到了战术层次，需要学生把基本思路予以表现，这正是体现学生对所学物理知识进行应变力的绝佳时机，是否能够做出具有应变力的决策，直接关系到问题是否能够得到正确的解决.

图1

案例2：如图1所示，将物体以初速v0竖直向上抛出，上升的最大高度为H，空气阻力恒定，请问：上升和下降过程中动能和势能相等的位置分别在H/2上面还是下面？

如果采用常规的解题思路是：设所求点为A，最高点为B，由于有空气阻力，机械能不守恒，只能用动能定理求解，即在物体上升过程中，可以得到如下三组式子：

然而对于这道题目，快速、直接的直觉思维让人联想到是否可以采用逆向思维：如果没有空气阻力，机械能守恒，即：由于有空气阻力，上升时物体在A点的机

图2

可见，运用逆向思维，促成学生直觉显现，在相反条件对比的解题中走向“柳暗花明又一村”的境界，对简单性的追求驱使学生选择了一条迈向问题目标的简捷路径.

三、在战果性解决层次，培养学生大胆猜测的创新能力

在学生概略地“解决”问题后，往往会闪现出一个念头、一条思路、一个猜想、一种尝试的方案等，问题解法的猜测可以启动解题的思维，从而再具体确定与问题相关的各事物之间的关系，开阔思路，广泛联想，列出有关方程，作出有关图形等，使得具体的问题得以解决，并获得最终的答案.

案例3：两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为vo，若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车，已知前车在刹车过程中所行距离为S，如图2所示.若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为多少？

本题的解法很多，若列出方程求解，则比较烦琐.于是就有学生排除复杂过程诸多细节的纠缠，根据物理规律，经过分析而猜想能否利用图像法解此题呢？如果做出前、后两车的速度—时间图像即可很容易得出结果.如图2中所示，图中三角形AOC面积为前车刹车后的位移s，梯形ABDO面积为前车刹车后后车的位移，由于前后两车刹车的加速度相同，所以图中即梯形ABDO的面积是三角形AOC面积的三倍，即：SABDO=3S△AOC，为了使两车不发生相撞，两车行驶时应保持的距离至少为Δs=SABDO-S△AOC=3s-s=2s.

从该案例中可以看出，学生一瞬间的直觉猜想，以图像分析法反而能清晰的比较两车速度图线与坐标轴所围成的面积，通过进一步的逻辑证明，很容易的看出后车比前车的位移多2s.简捷的思路，快速而准确的解决问题又能激发大脑的潜能，使学生感受到学习的乐趣.

综上所述，对物理学科来说，在掌握基础知识的同时，思考、思维方法至关重要，而直觉思维在求解探索性的物理问题中起着重要的启发和导向作用.求解物理问题本身就是一个智力活动，我们教师应当积极鼓励学生根据题意广泛联想，开阔思路，只要善于引导，以必要、合理的直觉猜测实现思维上的跳跃，就能使直觉思维与逻辑思维有机结合和协调统一，从而培养学生总体观摩、审时度势的能力.

[1]吴柳玉.浅谈直觉思维的解题功能及其培养[J].试题与研究.2016.5：39 -40

[2]武杰.探析物理学与直觉思维[J].都市家教.2012.11：149

[3]邱庭芳、黄时中.直觉形象思维在高中物理教学的应用[J].安徽冶金科技职业学院学报.2008.1：45-48