浅谈物理教学中思维方式的转换方式

　　在日常生活中，人们往往习惯于从条件推出结论，这种习惯性的思维活动，在物理教学中常常表现为正向的思维方式.但是在物理教学过程中当正向思维的指向并不明确的时候，不妨把思维的方向调整一下，把学生的思维引导到另一种途径上去，把正向思维演变为逆向思维.逆向思维是把人们通常思考问题的思路反过来加以思考，即从结论出发倒着分析问题，分析结论产生的条件.逆向思维属于一种创造性思维，具有灵活性和批判性的特点.
　　正、逆思维的互相转换，其实就是在思考过程中形成一种可逆性，由单向思维模式转变为双向、甚至多向思维模式，这种思维方式的转变对学生的思维发展有很好的促进作用.在中学物理教学中，也不乏这样的实例，本人拟从以下两个方面谈一谈在中学物理教学中的一些具体做法.
　　一、在新课教学中注重学生的思维转换
　　新课教学是学生掌握基本概念的重要环节，而学生学习的方式、方法的养成也恰恰是随着新课教学的开展而逐步形成的.如果教师在新课教学时只注重培养学生的正向思维，而忽略了逆向思维的渗透，必然会使学生的思维活动变得片面和单一，很容易束缚学生思维的发展.
　　1.利用概念定理，培养学生多元思维的习惯
　　我们在讲授物理概念、定理时，既可以从正面娓娓道来，也可以反弹琵琶，引导学生从反面思考问题，从反面思考往往能加深学生对概念、定理的理解，了解概念的内涵和外延，使学生形成良好的思维习惯.
　　如，在学习“运动的描述”这一章时，高一新生对“质点”这个理想化模型不很理解，总认为只有体积小的物体才可以看作质点、而体积大的物体不能看作质点.针对这种认识上的误区，我们不妨以蚂蚁和大象为例，当我们要观察蚂蚁的行走动作时，体积很小的蚂蚁就不能被看成是质点；反之，当研究大象从非洲北部迁徙到南部的时间时，大象的大小和形状对研究的问题几乎没有影响，这时的大象可以看成是质点.由此学生自然也就加深了对“质点”这个概念的理解，深刻体会了物体是否可以看成质点不是取决于物体本身的大小和形状，而是决定于物体的大小和形状对研究的问题有没有影响以及影响的大小.
　　2.巧设教学情境，提升学生多元思维的素养
　　学起于思，思源于疑，如果在教学中创设恰如其分的问题情境，必能激发学生的求知欲，有助于学生逆向思维的养成.如在讲授“探究电磁感应产生的条件”这一节时，可在一根南北走向的导线下方放置一枚小磁针，当给导线通以电流时，小磁针发生了偏转，停止通电，小磁针又回复原位.在这一情境下不妨设问：小磁针的运动状态发生变化，是因为受到力的作用，而力是物体对物体的作用，那么是哪个物体对小磁针施加了力呢？学生很容易想到通电导线的周围产生了磁场，导线的磁场对小磁针施加了力的作用，使小磁针发生了偏转.这时不妨进一步设问，既然电能生磁，那么磁能不能生电呢？由此介绍迈克尔•法拉第就是反复观察了电流的磁效应现象，认定既然电能生磁，那么反过来，磁也必定能生电，在这个思想的指引下，法拉第发现了电磁感应现象.比如，在“测定电阻阻值”的实验中，常采用伏安法，用电压表测电压，电流表测电流，很容易就求出待测电阻的阻值.但有时题中只提供电流表、已知阻值的电阻和其他的辅助器材，唯独没有电压表，这就是一个训练逆向思维的好情境.可以从反面思考，既然没有电压表，那可不可以用电流表来测电压呢？设置这样一个情境，学生很容易想到电表的改装，利用电流表串联一个定值电阻组装成新的电压表，问题也就迎刃而解了.
　　二、在训练过程中，注重学生的思维转换
　　1.一题多解，激活学生多元思维的意识
　　不少习题，从正面来解决往往有较大的难度，但从反面来思考，往往会有事半功倍的效果.经常从反面来思考问题，不仅有利于学生巩固知识，而且有助于学生提高解题能力，活化逆向思维的思路.
　　例1一水平飞行的子弹恰能穿过三块竖直放置的木板，且在每块木板中运动的时间相等，求三块木板的厚度之比.
　　这道题如果从正面思考，用运动学或从动能定理的角度来处理，过程相当繁琐.但如果逆向思考，将该运动看成是初速度为零的匀加速直线运动，应用运动学推论，初速度为零的匀加速直线运动物体在连续相等的时间间隔内的位移之比为奇数比，很容易判断出三块木板的厚度比为5∶3∶1.
　　2.正反结合，促进学生多元思维的交融
　　 有些题目，既可以从题给条件按图索骥，逐步正向求解，也可以从所求结论出发寻找所需的条件、原理，反向推理，引导学生利用逆向思维来解题.这样做既培养了学生从多个角度解决问题的能力，又有利于正逆双向思维的相互交融.我们知道，弹力产生的条件是两物体接触并相互挤压，接触很容易判断，但物
　　
　　体间有无挤压学生很难理解.
　　图1例2在水平地面上匀速行驶的车厢顶部用细线悬挂一小球，细线处于竖直状态，小球与一光滑斜面接触，如图1所示，试判断小球与光滑斜面之间有没有弹力的作用.
　　正向讲授，由于光滑斜面与小球间没有相互挤压，所以它们之间不存在弹力，学生就很难理解，为什么球与斜面接触但却没有相互解压呢？如果逆向思考，假设光滑斜面不存在，小球仍然随小车一起沿水平面做匀速直线运动，其运动状态不会发生变化，所以光滑斜面对小球没有弹力作用，这样子学生就很容易理解虽然小球与斜面接触但却没有挤压这个事实.
　　3.案例警示，规避学生多元思维的障碍
　　在习题课的教学中，如果教师有意识通过典型案例设置一些思维陷阱，可以打破思维定势的影响，拓宽学逆向思维的思路.
　　例3图2所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，闭合电键S，调节可变电阻R使其接入电路的电阻变小时，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，试判断在这个过程中，ΔU、ΔI 的比值如何变化？
　　图2分析：闭合电键S，减小电阻R的阻值，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中的电流增大.以电阻R为研究对象，通过电阻R的电流增大，电阻R的阻值在减小，R两端的电压无法直接判断如何变化，ΔU、ΔI的比值如何变化也无法判断，至此掉进了思维陷阱.反向思考，以R1和r组成的整体为研究对象，由于电源电动势不变，电阻R上电压变化量的大小等于R1、r电压变化量的和；R1、r是定值电阻，则ΔI（R1+r）对应R1、r电压变化量的和，也就等于电阻R两端电压的变化量ΔU，由此可知ΔU/ΔI=R1+r，即ΔU、ΔI 的比值为定值.
　　实践证明，在物理课堂中有意识的使用正向思维和逆向思维交叉教学，在适当的情境下合理地转变思维方向，对学生进行有针对性的强化训练，将有助于学生对概念、定理的掌握，提高学生分析问题、解决问题的能力，拓宽学生的思维.