高中物理教学中学生逆向思维能力培养的策略

■福建省龙岩市第四中学 曾雪鳢

引导学生掌握基础性物理知识、灵活使用物理方法解决实际生活问题是高中物理教学的基本要求，物理教学更深层次的目标在于培养学生的创新思维方式，形成举一反三、自主学习的探究能力。高中生在物理学习活动中的认知离不开思维，逆向思维是高中物理学科教学的基本内容之一。逆向思维和传统思维方式的区别在于其具有发散性，是对传统思维的一种创新。在以往的物理知识学习过程中，学生对千篇一律的物理模型产生了固定的思维模式，而逆向思维要打破这种固定的思维模式，提升学生深入思考和探究的能力。能动性是逆向思维的特征之一，具有逆向思维的学生更容易形成主动学习的倾向。但是目前高中物理教学中逆向思维的培养陷入了困境，物理教师掌握了一定的逆向思维内容，但是不存在强烈的逆向思维培养意识，相反，学生自身存在逆向思维培养的意愿，但是对此概念的了解不多。大部分高中生在物理学习中存在定式思维，不会使用灵活的方法解决问题，因此，在高中物理教学中培养学生的逆向思维能力十分必要。

一、高中生物理逆向思维能力培养策略

（一）基于探究性视角培养学生的逆向思维能力

探究性是物理知识体系的学习特征，从探究性视角培养高中生的逆向思维，是符合物理学科特点的有效方式。基于探究性视角讲授物理知识，需要教师以知识的探究性为依据引导学生换位思考，帮助其打破传统书本中的知识理解方式，转换思维的角度，以逆向思维思考问题。基于探究性视角培养学生的逆向思维能力，可从以下两方面实现：

1.采用差异性探究方法进行实验。物理实验探究的一般步骤为：提出问题、猜想与假设、制定实验计划、进行实验、采集证据、分析论证、交流评估。采用不同的方法进行相同的实验课题，那么对应的猜想与假设、实验计划有所不同，进而打破了学生观念中对实验探究方式的刻板印象，使其思维更加活跃、发散，大幅优化了其思维能力。采用差异性实验方法得到论证结果、实验现象等均存在差异，由此创造了学生对比不同方法优缺点的良好条件，学生可针对性地思考不同实验结果对应的实验方法，从实验结果向前推理、逆向思考整个实验过程，寻找出现问题和误差的细节原因。采用差异性实验探究方法展开实验验证，增加了学生处理问题的灵活性，是学生学会使用逆向思维分析问题的合理方式。

2.利用逆向思想优化探究实验。高中物理教材中设计的物理实验是基于大量实践研究得到验证的科学实验方案，其合理性与科学性毋庸置疑。但是在教学科技优化的环境下，传统教材中的实验方案逐渐彰显出其在实验设计等方面的缺点与不足，一般表现为实验方法落后、实验技术信息化水平低、测量数据误差大等。因此教师可辅助学生以逆向思维思考实验方法的不足，以此为突破口向前推理、进一步寻找问题所在并对原本的实验方案加以优化。这种对传统物理实验进行创新和改进的方法大量应用逆向思维，持续激发学生参与实验的兴趣，解开了学生思考物理问题的定式思维，是培养高中生创新性思维能力的有效方式。

（二）基于建构主义视角培养学生的逆向思维能力

建构主义打破了教师是课堂主人的教学格局，倡导以学生自身的经验为根基，自主选择外界信息、建构知识体系。建构主义理论不是一味极端地强调学生是认知的主体，而忽视“教师”的指导作用。相反，学生在特定的实验探究环境中需要在教师的帮助和引导下，查阅相关的资料和文献，通过意义建构来获取知识，掌握解决问题的程序和方法，优化完善认知结构。建构主义学习理论对物理学习过程提出了新的要求，要摒弃以往单纯的信息输入、存储、提取的过程，学生要将自身知识储备应用在物理世界中，以主动学习的态度处理崭新的物理信息，通过交换新旧知识的方式建构物理知识意义。教师要积极引导学生明确自己在学习中应担负的责任，为学生在所学材料和已有知识经验之间建构关系，提供有效的学习建议与认知。总而言之，基于建构主义培养学生的物理逆向思维能力期间，物理教师要以学生为中心，构建一系列的学习情境、设计符合知识内容的演示实验，利用建构的方式激发学生学习物理学科的兴趣。

1.创设学习情境。创设情境的目的是揭示知识间的联系，创造一个自由、开放的问题探索与思考的机会。“兴趣是最好的老师”，在创设的物理教学情境中容易激发学生兴趣，打造创新性思考思维、深化物理逆向思维的培养效果。

2.实验演示。物理是一门不局限于理论知识层面的探究性学科，教师要重视高中物理实验教学在培养学生逆向思维中的作用，物理的教学应在课堂中穿插物理实验。物理实验结果是大部分物理定义概念的来源，是支持物理理论成立的基础。因此，物理逆向思维的培养必须从实验演示入手，从根源处理解物理概念的由来，以系统化的实验结果诠释物理概念，实现物理概念的逆向理解，打破以往仅从物理概念层面分析物理原理的局面。

（三）基于大胆猜想视角培养学生的逆向思维能力

在培养高中生物理逆向思维的过程中，教师要以悉心引导、积极鼓励的态度展开教学活动，营造轻松、愉快的逆向思维培养环境。猜想是培养学生逆向思维的有效途径，在已知物理知识的基础上做出相对合理的猜想是学习高中物理的关键性环节。因为猜想是放飞自我的想象力、发散思维的过程，让一切可能成为真理的思绪迸发，再以各种猜想结果为依据，进行物理知识的推理与验证，以逆向思考的方式确定猜想结果是否合理。大胆猜想的教学方式让学生放下了心理负担和顾忌，不纠结于知识的合理性，摆脱一切束缚释放自身想法，从全方位、多角度思考问题。大胆猜想适用于抽象概念与规律的诠释，猜想与验证的过程就是思维逆向思考的过程，了解了物理知识核心要义的同时达到了逆向思维锻炼的目的。基于大胆猜想视角培养学生的逆向思维能力不用顾忌学生猜想的正确性与深度，教师要对每个学生的猜想给予肯定和鼓励，在反复的猜想教学中学生提升了学习物理的自信心，在潜移默化的过程中实现了逆向思维质的飞跃。

二、结语

总之，在高中物理教学课堂中培养学生的逆向思维要求教师转变传统的教学思想和模式，以现代化教育视角重新审视逆向思维培养的重要性。新课程标准要求物理教学不仅仅局限于物理成绩的提升，更加强调学科核心素养的培养、创新思维能力的形成。从教学过程角度而言，逆向思维的培养存在于物理理论教学、实验教学、习题教学的方方面面。培养学生的物理逆向思维是教会学生一种举一反三的方法和自主学习的能力，在高效掌握物理概念、解答物理习题方面发挥着积极作用。随着教育改革进程的推进，逆向思维培养已经成为现代教育内容的重点，在物理教师与学生相互配合、共同努力下，可快速达成逆向思维培养的目标，丰富高中生的学习能力。