对物理教学中直觉思维利弊的探究

尤东岳

摘 要：直觉思维对物理教学很重要，可以在实验探究活动中提供准确的猜想与假设，在物理问题解决中提供快捷的思路。但是，它也因非逻辑性、或然性等特点会导致学生根据直觉得到错误结论。教学中可以采用善待学生的直觉思维营造良好的教学氛围、利用物理学史唤醒学生的直觉思维意识、引导学生构建完善的知识结构、大胆猜测提升直觉思维的敏锐性、直觉思维与逻辑思维配合使用、求异思维解决问题提升思维创造性等策略，最大限度地利用直觉思维的益处，避免可能的错误。

关键词：直觉思维；利弊；应对策略；逻辑思维

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）12-0020-3

直觉思维对物理学科的科学发现和学生学习物理都很重要。历史上的不少科学发现最早都起源于科学家的直觉思维，而在物理学习中学生可以凭借直觉思维敏锐地发现便捷解决问题的思路。也有不少中学教师，甚至大学专家研究了物理教学中直觉思维的培养策略。这些研究主要是阐述了直觉思维的特点、直觉思维对学生学习物理的重要性、如何培养学生的直觉思维能力等方面，没有意识到直觉思维是一把双刃剑——学生知识的深度、宽度以及思维能力方法有限，直觉思维会将学生带入误区，造成学习上的障碍，如何在中学物理教学中避免直觉思维的不利影响等方面的研究不足。

1 直觉思维对物理教学很重要

直觉思维是指未经逐步分析就对问题答案迅速作出合理猜测、设想或突然领悟的一种思维方式。直觉思维在探索、发现物理规律过程中起着重要作用，有利于确定物理问题解决的方向和途径。就中学物理教学而言，直觉思维主要有在实验探究中快速、准确地提出猜想与假设，在物理问题解决中提供快捷的思路等两个方面的重要作用。

1.1 实验探究活动中准确猜想与假设

猜想属于科学想象。猜想过程中的思维一般具有跳跃性、或然性、非逻辑性、直接性、快速性等特征，明显属于直觉思维。直觉思维能够帮助学生顺利地完成探究，对探究有重要作用。只有正确猜想才能够为后续设计、选择科学探究方案奠定基础，才有可能得到正确结论，最大限度地避免探究走弯路。

例1 牛顿第二定律实验的猜想。在探究牛顿第二定律的实验中，学生根据只有力才能改变物体的运动状态，质量大的物体惯性大要改变其运动状态就困难，就需要更大的力，利用直觉思维可敏锐地认识到物体获得的加速度与质量和所受到的外力有关，根据牛顿第一定律知道质量是影响获得加速的唯一内因，外力是唯一外因，并且结合已有的知识和掌握的方法，想到用控制变量法设计研究加速度与质量和外力的关系。

1.2 物理问题解决中提供快捷的思路

解决物理问题是学生在物理学习中必须要进行的训练，通过问题的解决可以达到巩固、内化知识，迁移方法的目的。在一些物理问题的解决中，如果学生按照常规思路进行解答会经历比较繁琐的推导、计算过程，但是如果学生具有直觉思维的意识，能够敏锐地将题目中的一些关键信息和自己已有的解题经验和解题方法联系起来，可以找到快速解决问题的思路，提高了解题效率，节约了解题时间。

例2 如图1所示，一可看成质点的物块以一定初速度从一光滑斜面底端A点上滑，最高可滑到C点，已知AB是BC的3倍，已知物塊从A至B所需时间为t0，求它二次经过B点的时间间隔。

2 直觉思维的缺陷

直觉思维虽然有时候可以帮助学生找到解决问题的便捷思路，但是有时候由于直觉思维的非逻辑性和或然性，加上学生的知识结构不完善、科学方法掌握不熟练，导致学生仅靠直觉简单猜测或者迁移已有的经验会得出错误的解题思路和结论。这是学生根据直觉思维解决问题的一大缺陷。

例3 如图2所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，其右边紧贴墙壁。若在斜面上加一物体m，且小车M、物体m都静止，分析小车的受力情况。

解决本问题时学生有一个典型的错误就是凭借直觉认为给小车加上物块m之后物块对小车有一个斜向右下方的压力，所以小车和墙壁之间有弹力。实际上，如果以小车和物体的整体为研究对象，受到重力和地面的支持力，由于小车、物体都处于平衡态，易知墙面对小车无弹力。学生根据直觉思维得到错误的结论。

3 培养直觉思维的策略

直觉思维对物理教学有利有弊，在教学中培养学生的直觉思维，让学生能够善于利用直觉思维发现、迁移解决问题的思路，同时又能够避免直觉思维的非逻辑性、或然性而导致错误，让直觉思维能够为物理教学提供服务。

3.1 善待学生的直觉思维，营造良好的教学氛围

法拉第说：“即使最有成就的科学家，他们得以实现的建议、希望和愿望以及初步结论也不到十分之一，而更多的直觉结论，不是被批判，非常难考察，就是被抛弃”。[1]科学家的直觉思维结论尚且如此，更何况知识结构还不完善、科学方法掌握亦未熟练的学生，教学中教师面对学生的直觉思维结论不可责怪，而是要启发、鼓励学生更进一步思考，要营造宽松、平等、民主的学习氛围，要保护学生的自信心和学习热情。

3.2 利用物理学史唤醒学生的直觉思维意识

“在科学发现中，既有逻辑思维的作用，又有非逻辑方法的作用。在科学史上，任何重大的发现和发明都与直觉思维的作用密切相关。直觉思维在探索物理现象、发现物理规律的过程中起着重要作用。”[2]例如，普朗克在研究黑体辐射时提出能量子假说，爱因斯坦受普朗克能量子假说提出光子假说解释光电效应现象，安培提出分子电流假说，法拉第受奥斯特实验的启发认为磁能生电，经过10年数百次实验后终于发现了电磁感应现象，这些无一不是利用直觉思维获得成功的典范。将这些案例在适当的时候渗透于教学中，唤醒学生的直觉思维意识，让学生知道直觉思维非常有用。

3.3 要引导学生构建完善的知识结构

灵感的出现和顿悟都是在一定的知识积累和思考的基础上产生的。学生要在物理学习中产生直觉思维的灵感，就必须要有完善的知识结构。物理学科的基本结构是指物理学的基本概念、基本原理和基本方法。物理教学中，引导学生积累知识、原理、方法，厘清它们之间的关系，构建完善、有序的知识网络，有助于学生在面对问题时活跃直觉思维，靠直觉思维寻找到解决问题的方法，且提升直觉思维结论的正确性。布鲁纳提出：“结构的理解，能使学生从中提高他直觉处理问题的效果。”例如，在例2中，只有学生知道“初速度为零的匀变速直线运动中相邻相等时间内位移之比为奇数比”，并且亲自推导过该结论（经历知识的构建过程），对该结论运用娴熟，才会想到两段运动时间相同；在例3中，学生只有具备完善的知识结构，当学生得出有弹力的错误结论后，才能正确受力分析，否定自己的错误直觉思维结论。endprint

3.4 大胆猜测提升直觉思维敏锐性

牛顿说过没有大胆的猜测就不可能有伟大的发现。猜测是一种合情推理， 属于综合程度较高的直觉认识过程。在教学中应该鼓励学生在面对问题时根据自己所学知识和方法大胆猜测，在此过程中提高学生直觉思维的敏锐性。例如，在例2中，敏锐地根据“AB是BC的3倍”猜测两段运动时间相同可以节约不少论证分析时间。

3.5 求异思维解决问题提升思维创造性

物理问题的解决往往不只一种方法，例如力学综合问题的解决可以利用力与运动、功能关系、动量定理动量守恒等3个思路。不少物理题，解题思路灵活多变，教学中要鼓励学生利用多种方法思考问题，从中选择最简单、最优化，与别人不一样的解题方法，从而提升学生思维的创造性。具有创造性思维，在解决问题的时候思维更加灵活和跳跃，更容易根据直觉思维产生正确结论，也更容易快速判断自己的直觉思维结论是否正确。

3.6 直觉思维与逻辑思维配合使用

直觉思维是创造性活动中普遍存在的重要思维方式，是发明的开端、发现的向导和创造的契机；但直觉思维的产生是有条件的，且具有自身的局限性。教学中要培养学生直觉思维与逻辑思维配合使用的意识。学生根据直觉思维得到了结论之后，应该有利用严密的逻辑推导验证、修正自己结论的意识。这样将直觉思维与逻辑思维相结合，避免直觉思维产生错误。在例3中学生根据直觉认为墙壁对小车有向左的弹力后，可用如下3个方法检验。

方法1：以小车和物体整体为研究对象，受到重力和地面的支持力，由平衡条件知墙面对小车并无作用力。

方法2：假设小车受到墙壁施加的向左的弹力，以小车和物体整体为研究对象，其受力如图3，则小车和物体将向左运动，自相矛盾，故而假设不成立。

方法3：以小车为研究对象，先不考虑墙壁与小车之间的摩擦力，受力分析，正交分解后（如图4），物体对小车的摩擦力f=mgsinθ，则f1=fcosθ=mgsinθcosθ，f2=fsinθ=mgsin2θ，压力F=mgcosθ，F1=Fsinθ=mgcosθsinθ，F2=Fcosθ=mgcos2θ。所以有f1=F1，小车在水平方向已经合力为零，对墙壁没有挤压，二者之间无弹力。

参考文献：

[1]王金德.论物理直覺思维[J].沧州师范专科学校学报，2001，17（2）：60-61.

[2]张志宏.物理学习中的直觉思维培养[J].白城师范学院学报，2014，28（3）：59-61.

[3]梁新灿.物理教学中直觉思维及其能才培养策略[J].课程·教材·教法，2005，25（3）：73-79.

（栏目编辑 刘 荣）endprint