刘建伟
学生在学习时和思考问题时都有独特的思考方式,错误的或不适合的思考方式不利于学生的学习,只有不断根据自身的实际情况及时改进,寻找问题的最佳解决办法,才能推动自身智力更好地发展,形成新的思维方式。本文对高中物理教学进行详细研究,探讨培养学生逆向思维的策略,以构建高质量教学课堂,培养学生良好的思维能力。
一、逆向思维的特征
逆向思维是从与事物和问题相反方向去思考,从而得到新的路径和答案,是一种创新的思维方式。从科学层面来讲,逆向思维需要对事情有全面的分析和了解,需要打破常规的思维定式,采用新的角度思考和探索,提升解决问题的能力。从这一层面来讲,逆向思维具有自身独有的特点。
(一)普遍性
逆向思维属于一种思维方式,在许多领域活动中都可以得到广泛的应用。从哲学角度来讲,矛盾是普遍的、客观存在的,事物都具有两面性,是根据不同的情境和属性而呈现不同的特征。对此,在对立统一的事实存在下,逆向思维也具有普遍性,具有多种表现形式。
(二)新颖性
在常规的思维方式下,人们往往会从正向角度思考、分析、解决问题,当遇到运用正向思维难以解决的情况下,思想会变得僵化不活跃,得到的结果往往较为普遍。而逆向思维具有新颖性,可以通过辩证思考的方式对事物的两面进行分析,从不常见的另一面出发,突破常规思维障碍,得到意料之外的结果。
(三)批判性
与正向思维对问题的思考不同,逆向思维更具批判性,从相反的方向看待问题,打破传统的正向思维模式,解除条条框框的束缚,从而得到新的结果。在这一过程中,逆向思维需要始终坚持对事情的反思,对旧事物的思考,始终用批判的方式对事情进行审视,克服权威,打破思维定式。在物理学习中运用逆向思维,既能不断提高学生的思维水平,也能使其获得学习的乐趣。
(四)创造性
逆向思维是通过反复的学习和研究,借助学到的知识和信息积极开展探究活动,从而得到有价值的成果。这一过程中凸显了学生对物理知识的学习能力和创造力。当常规的思维方式解决不了问题时,教师可以引导学生采用逆向思维另辟蹊径,打破思维惯性,形成全新的思维观念,找到新的方法,以更好地解决问题。
二、高中物理教学中学生逆向思维培养的意义
逆向思维在高中物理教学中的应用意义重大,能够培养创造性思维、批判性思维,提升学生解决问题的能力,并且能够提高学生对物理学科的兴趣和学习激情。
第一,逆向思维要求学生从与常规思维相反的角度进行思考和解决问题。这种思维方式能够激活学生创造性思维,培养学生独立、创新的能力。
第二,逆向思维要求学生质疑和反思传统做法,寻找新的解决方案,可以培养学生的批判性思维能力,使其学会从不同的角度思考问题,分析问题的根本原因,以及提出批判性的观点和判断。
第三,逆向思维可以促使学生寻找问题的多种解决途径,对培养学生解决实际问题的能力非常重要。通过逆向思维,学生能够掌握探索和解决问题的方法和技巧,提升自身的问题解决能力,提高面对困难时的坚持力和创造力。
第四,逆向思维要求学生以反常规思维,使学生对物理学科的特点和奥秘产生兴趣。当学生通过逆向思维突破常规找到新的解决方案时,会对物理学科的探究和发现产生浓厚的兴趣,进一步提高自身的学习积极性。
三、高中物理教学存在的问题分析
(一)概念了解不深入
物理是我国学科教育中重要的一门,知识含量丰富,学习难度较大,其中概念知识是基本的内容,它们之间既存在一定的联系又有一定差异。现在,多数学生对物理学习了解不够深入,往往忽略对知识概念的学习,难以理解到真正的内涵,容易产生错误的认知,在学习中难以将其与正确的情境相对应,即物理学习简单化,学习效率低下,容易出现各种各样的问题。
(二)学生缺乏学习自主性
高中阶段的物理内容往往较为枯燥乏味,知识难度较大,许多学生的学习主动性不高,课堂上不会积极回答老師的问题,容易出现走神、困倦等现象,缺乏自主思考的意愿。同时,学生也很难将学到的物理知识与实际生活相联系,不想主动探讨问题。还有许多学生认为自己已经学到了物理知识,已经得到了相应的结果,但获得的生活观念片面化,缺乏深度思考,对许多问题的认知存在偏差。此外,逆向思维教学需要学生主动参与思考和提出问题,但部分学生对物理学科没有浓厚的兴趣,缺乏动力去进行探究和逆向思考。
(三)高中物理逆向思维教学中教师存在的问题
第一,部分物理教师对逆向思维教学的认识和理解不深,缺乏相关教学方法和策略的培训,导致在实际教学中仍然采用传统的直接教学方式,忽视逆向思维的重要性。而且,部分物理教师在课程设计中未能充分考虑逆向思维的要求,仍然偏重于传授知识点和解法技巧,忽视学生的思考和探究过程,导致学生在学习中难以提升自主思考和解决问题的能力。
第二,考试评价和升学压力是学生面临的“两座大山”,使得学生往往只关注于应试内容和解题技巧,而忽视发散思维,探究其他解题思路,难以提升自身逆向思维。因此,开展逆向思维教学,教师需要提供一系列的问题和案例,在教学过程中引导学生进行思考和探究。然而,目前部分教师缺乏合适的教学资源和支持,难以有效地开展逆向思维教学。
四、高中物理教学培养学生逆向思维的具体策略
(一)在物理理论知识教学中培养逆向思维
1.改革教学方式。
在传统的教学模式中,教师占主导地位,课堂枯燥乏味,缺乏乐趣,学生在课堂学习的主动性不强。随着新时期教育改革的深入推进,教育教学需要采用各种新的方式帮助学生学习,提高其学习自主性。教育改革应用到高中物理教学中具有非常明显的效果。在实际教学中,教师可以改变传统的教学方式,积极加强与学生之间的交流与沟通,分析不同学生的兴趣爱好和学习特点,将其结合起来,创造合适的物理教学情境,从而更好地吸引学生的注意力,将其带到物理学习中。
例如,在关于物体“重心”教学时,教学目标是要求学生了解重力对物体的影响。在高一教学中,教师可以引导学生改变传统物体自上而下运动的惯性思维,采用逆向思维教学方式创造一个简单的教学实验。具体而言,先准备两个差不多大小的圆锥体,可以采用纸张或者硬纸板将其底部用胶带连接起来,形成一个整体。再找两本大小不同的书籍,以书脊向上的角度放在桌面上。同时在上面放两根筷子,架成一个小的滑道。将大书本上的筷子摆放得更加远一些,同时在小滑道接近小书本书脊处放上之前粘好的圆锥体。圆锥体并没有从上往下滑动,而是顺着小滑道向上爬。虽然这是一个十分普通的小实验,却瞬间吸引了学生的注意力,学生对该情境下发生的事感到不可思议,对该章节内容学习的积极性有所提高,能够更好地采用逆向思维思考重心对物体运动带来的不同影响。
2.鼓励学生自主思考。
物理学科的发展是一代一代的人通过大胆猜想和求证、不断解决问题验证而来的,如果仅是灵机一动而不采取实际行动,物理学就不会迅速发展。
逆向思维教学要求学生自主思考和寻找问题的解决路径,使学生成为学习的主体。在这个过程中,学生需要自主分析问题、积极探索、独立思考,在不断试错的过程中提出解决方案,以此发现物理规律和原理。这种学习方式不仅提高学生的学习动机和兴趣,也增强了他们对物理学科的深刻理解和记忆,提升其解决问题的能力。
对此,教师需要正视“错误”的积极影响,不能因为学生提出了错误猜想,就“剥夺”其猜想的权利,需要重视培养学生的自主思考能力,培养其逆向思维。在教学过程中学生需要在层层递进中进行思考,从惯性思维角度转到另外一个角度,调动多种思维方式联想多种知识,从中掌握规律。
例如,在“离心运动”物理概念教学时,教师可以先为学生提出一个问题“一群人在游乐场的转盘上玩耍,随着转盘的转动,人们被带着做圆周运动。有的人离中心远,有的离中心近,随着速度的加快,离得近的人和离得远的人哪个更容易被甩出去?现在大家可以积极踊跃发言,提出自己的猜想。”在這一过程中,有经历的学生会积极地表达自己的想法,而其他同学也会被带动着进行思考。同时学生也会提出自身的疑问,即旋转的过程体现了什么物理学原理呢?是以什么样的运动方式被甩出去的?教师根据学生提出的疑问深入解答,得出当合外力小于向心力时,物体将会进行离心运动的结论。此外,教师可以鼓励学生进行联想,引导其分析得出近心运动的概念。由此可知,在概念教学中充分发挥教师的作用,引导学生积极猜想发言,主动地为其创造条件,可以更好地培养其逆向思维。
3.创新提问方式。
当问题相同时,不同的提问方式带来的效果也会不同。在课堂教学中对学生提问题,教师不能仅从正向的角度出发,也可从反向角度出发对学生提问,注重技巧,让学生能够积极动脑解决问题,防止学生完全按照书本知识解答。
例如,在“加速度”概念教学时,教师可以为学生设置以下几个问题,要求学生们进行举例分析:加速度会被物体的运动速度影响吗?速度变化大的物体加速度也会大吗?速度为0时加速度是多少?如果加速度不变,物体将会做什么运动呢?通过一系列问题,引导学生逐一进行解答,使其从中加深对相关概念内容的理解,同时培养学生从不同角度思考问题的能力,培养逆向思维。
4.与学科历史相结合。
每个物理学知识概念都有严格的定义,且随着物理学科的发展也会被赋予一些新的思考角度,进而形成新型思维方式。随着课程改革,新的物理学教材更加注重与学科历史相结合,通过历史案例为学生提供采用逆向思维思考得到良好成果的榜样,从而不断提高学生对逆向思维的重视程度。
教师在教学中可以通过多媒体对物理学科的历史进行简单介绍,将物理学家的伟大事迹为学生讲解。例如,在讲解“电磁感应现象”时,教师可以讲解丹麦物理学家奥斯特的研究。他将伽伐尼电池与螺丝相连接,小磁针开始摆动,说明电、磁与光、热等不同的物理现象之间有内在联系,并不是孤立存在的。既然已经知道了该现象真实的原因,则可以从反方向用结论推导条件。巴拉蒂通过十年的努力终于证实磁线上会导致电流现象的产生,得出了电磁感应现象结论,在该领域取得显著成就。
(二)在物理实验操作中培养逆向思维
在高中物理学科教学中采用逆向思维,可以不断改进实验的具体操作方式,采用先进的教学设备和仪器呈现更加清晰的实验现象,不断加深学生对知识内容的理解。
例如,在“摩擦力”知识教学时,传统的教学方式是通过弹簧测力计以直线方向将木块拉过来,不断调节拉动的力量,使木块最终变成匀速运动的状态。但由于人的力量不能固定输出,拉动的力量难以一直保持,刻度上显示的具体数值无法固定,难以推出不同摩擦力之间的关系。对此,教师可以引导学生对相关问题进行思考:是否可以借助仪器进行清晰记录从而得出结论?当学生提出自己的想法后,教师提出改变思考问题的角度,不一定是拉动测力计,也可以将测力计与木块放在同一个长木板上,保持木块不动,从反方向加大力度,拉动长木板,一直保持匀速运动。这样改变了传统的实验方式,能够更加准确地得到具体的数值,一定程度提高了实验的可操作性,同时也通过实际行动向学生证明了从反方向思考问题的重要性,有利于引导学生逐步建立逆向思维方式。
除此之外,人的思维方式存在惯性,经常采用一种思维进行思考,往往会形成思维定式,这是普遍存在于人的潜意识中的。物理学科也是一样,每一道题都有特定的解题方法和步骤,学生在解题过程中培养思维能力,形成思维方式,能够熟能生巧,举一反三;如果思维固化,学生往往难以打破禁锢,只能从不变的角度进行思考,在面对新的题目时难以将物理知识应用到解题过程中。对此,教师需要在解题程序上和转换运动过程中培养学生的逆向思维,使学生能够独立地进行思考,充分发挥想象力,在最短的时间内找到最优的解法。学生也需要积极投入到解题中,养成发散性思维,善于从不同的角度思考问题,能够举一反三,另辟蹊径,提高学习能力。
五、结语
综上所述,高中物理学科对学生的思维方式和学习能力有较高的要求。学生在学习中不仅能够感受到知识储备的增加,也会打破传统的思维禁锢,形成新的逆向思维方式。对此,教师需要从多个角度出发,在物理理论知识教学和实验教学中多方面地培养学生的逆向思维,激发其学习物理的欲望和兴趣,使其能够更加积极主动地投入物理学习中,不断提高学习效率,提升思维能力和创造能力,推动自身的高素质发展。