以逆向思维法为载体夯实物理核心素养水平——以2019年全国普通高等学校招生考试第18题为例

赵 静

（浙江省上虞区职业教育中心 浙江上虞 312399）

学科素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确的价值观念，必备品格和关键的能力。物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”；其中科学思维是物理学视角对客观事物的本质属性，内在规律及相关关系的认识方式，是基于经验事实构建物理模型的抽象概念过程，是分析综合推理论证等方法，在科学领域的具体运用，是基于事实证据和科学推理在不同观点和结论质疑和批判进行检验和修正，进而提出创造性的见解的能力与品格。这正是在中学阶段中学生所应该具有的物理核心素养水平。

逆向思维是分析解决物理问题的一种行之有效的科学的，创造性思维，利用逆向思维能化难为易，删繁就简，变死为活，使题目准确培养了思维的灵活性，广阔性和深刻性，又有利于思路的开阔，活化知识，提高解答的正确性[1]。它培养和夯实中学生的物理核心素养笔者以2019年全国普通高等学校招生考试物理卷第18题为例。浅析逆向思维

这一题如果按正常的时间顺序解题，似乎缺少条件，无法求解，但是有的同学可能转念一想，这类题目不是有似曾相识的感觉吗？这类问题，运动学中，特别是匀减速运动中的很多问题用常规的解法求解往往步骤比较多，或似乎根本不能求解，那么不妨我们换种思维方式，可以试着倒过来想一想，突然会发现有小惊喜。不仅能顺利求解而且步骤比较简便。

逆向思维在解题中应用，让学生具有建构解题模型的意识和能力。运用逆向思维的科学思维方法，将物理学科的核心素养体现在解题过程中，灵活运用。逆向思维的方法不但在运动学中，也可以运用在几何光学等经典例子中。

例如本卷中的最后一题光学题

如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率为。

（i）求桅杆到P点的水平距离；

（ii）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。

解决这个问题就是运用了光的可逆性。

由于逆向思维的方法是与我们正常的思维相背离的，要使学生掌握和应用逆向思维的方法，我们就要在平时的教学中经常对学生进行鼓励和引导。我们不但可以在平时的练习讲解中，而且也可以在不同的课程类型。例如构建物理概念的教学过程中有些物理概念的建立，学生由于受到感性认识的影响和思维定势的影响，往往不容易理解和接纳。如讲牛顿第一定律时，亚里士多德提出的“力是维持物体运动的原因”的结论，很容易被人们接受，但恰恰他是错误的，反过来没有力，物体就不会动？而意大利著名物理学家伽利略大胆的采用了逆向思维的方法，通过伽利略的理想实验提出了“当一个物体在水平面上运动没有碰到任何障碍时，它的运动将会是匀速的并将无限的继续进行下去，假如平面在空间是无限的。”的科学论断，通过实验为牛顿第一定律建立了坚定的基础。使学生体会到这一逆向思维在科学研究上的重要作用。培养了学生逆向思维的兴趣。

还有我们在电磁学的学习中，首先学习了奥斯特的电流磁效应现象，即通电导线能够产生磁场，那么我们能否启发学生从逆向思维的角度讨论：能否通过磁场产生电流呢？如何使导体在磁场中产生电流？通过部分内容的学习，向学生介绍：受到磁效应启发的法拉第通过逆向思维一直在考虑磁场产生电的问题，他经过十几年的努力，终于发现了电磁感应现象。完成了可逆性猜测的正确性，激发了学生的兴趣。在平时的上课过程中，我们可以让学生通过总结归纳一些课本上可能出现的一些逆向思维的思想方法，让同学们利用自己充分的想象，对物理现象的过程或结果的某一环节进行大胆的猜想，在这样的教学过程中没在对问题正向的或者是逆向的思考中，不断发展和夯实学生的科学思维能力的目的，不论学生猜想是否正确，是否有探究性，或深入性，教师都应该对学生给予肯定和鼓励，俗话说量变就会引起质变，逆向思维夯实物理核心素养水平。