物理教學(xué)中直覺(jué)思維能力的培養(yǎng).doc

物理教學(xué)中直覺(jué)思維能力的培養(yǎng)句容市天王中學(xué) 蔣杰 郵編212441摘要：本文從物理直覺(jué)思維的概念出發(fā)，闡明了物理直覺(jué)思維與抽象思維、形象思維的關(guān)系，以及物理直覺(jué)思維在物理學(xué)習(xí)和科學(xué)探究中的重要作用而后論述了物理直覺(jué)思維的基本特點(diǎn)，提出了一些在物理教學(xué)中培養(yǎng)直覺(jué)思維的方法，比如運(yùn)用對(duì)稱、等效代替、大膽猜想等方法是培養(yǎng)學(xué)生有意注意，促成直覺(jué)顯現(xiàn)的重要途徑。關(guān)鍵詞：物理直覺(jué)思維 重要作用 基本特點(diǎn) 重要途徑 1、物理直覺(jué)思維與其他思維的關(guān)系根據(jù)思維材料的不同，可將物理思維分為物理抽象思維、物理形象思維和物理直覺(jué)思維三種。凡是以物理概念為思維材料，以物理判斷形式來(lái)反應(yīng)客觀物理事物的規(guī)律，達(dá)到對(duì)物理事物的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過(guò)程叫做物理抽象思維。凡是以物理表象為思維材料而進(jìn)行的思維叫做物理形象思維。而所謂的物理直覺(jué)思維，就是以物理概念和物理表象結(jié)合而成的，具有整體功能的知識(shí)組塊為思維材料而進(jìn)行的思維。物理抽象思維和物理形象思維具有組織性、正確率較高，但思維方式過(guò)于程序化，運(yùn)用過(guò)多易造成物理思維定勢(shì)，導(dǎo)致物理思維僵化，缺乏靈活性。而物理直覺(jué)思維不遵循一般的邏輯規(guī)則，不局限于傳統(tǒng)的物理思維模式，因而更具有創(chuàng)造性和靈活性。在物理學(xué)發(fā)展史上，科學(xué)家憑物理直覺(jué)取得重大發(fā)現(xiàn)不乏其例。如阿基米德在洗澡時(shí)，從浴桶中水溢出來(lái)的現(xiàn)象中獲得了一種“直覺(jué)的頓悟”，找到了表示物體在水中所受浮力大小與排開(kāi)水的重量關(guān)系的阿基米德原理。由此可見(jiàn)，物理直覺(jué)思維由于沒(méi)有固定的推理過(guò)程，簡(jiǎn)化和壓縮思維程序，在思維上走了捷徑，因而較之物理抽象思維和物理形象思維，又具有快捷性的特點(diǎn)。2、物理直覺(jué)思維的重要作用為什么在物理學(xué)研究和物理教育中特別強(qiáng)調(diào)要重視直覺(jué)思維？其理由在于，直覺(jué)思維具有邏輯思維所不具備的獨(dú)特的認(rèn)識(shí)功能。直覺(jué)思維的跳躍性、整體性和猜測(cè)性的特點(diǎn)，使其在物理學(xué)研究和物理教育中具有以下認(rèn)知功能。2.1選擇作用物理直覺(jué)思維對(duì)面對(duì)各種可能性做出正確選擇具有重要作用。因?yàn)樵诳茖W(xué)探究活動(dòng)中，科學(xué)家常常會(huì)面臨各種可能做出抉擇的局面。特別是在各種可能結(jié)果出現(xiàn)的概率差不多，一時(shí)難以分出高低的情況下，科學(xué)家就會(huì)處于一種所謂“布里丹的驢子”的困境：一頭驢子站在兩個(gè)同樣大小的干草堆連線的中點(diǎn)處，如果它日復(fù)一日地?zé)o法決定吃哪一堆干草，那么最后只會(huì)餓死。當(dāng)然，實(shí)際上驢子是不至于如此的。但是當(dāng)科學(xué)家處于這種情景的時(shí)候，是不是能夠做出正確的決定，這就要取決于他的直覺(jué)思維能力拉。2.2聯(lián)系作用物理直覺(jué)思維具有聯(lián)系事物的作用。當(dāng)人們研究某一物理問(wèn)題時(shí)，外界提供的信息常常是不充分的，有很多空白點(diǎn)，僅憑邏輯思維根本無(wú)法窺探事物的本質(zhì)，此時(shí)，直覺(jué)思維不受“邏輯順序”束縛的特點(diǎn)便可發(fā)揮作用。雖然并不能保證每一次都能把中間的路徑聯(lián)系起來(lái)，但如果不去伸出直覺(jué)思維的觸角，就永遠(yuǎn)也走不遠(yuǎn)。愛(ài)因斯坦曾高度評(píng)價(jià)物理直覺(jué)思維聯(lián)系事物的重要意義，他指出：“在法拉第麥克斯韋這一對(duì)和伽利略牛頓這一對(duì)之間有非常值得注意的內(nèi)在相似性每一對(duì)中的第一位都直覺(jué)地抓住了事物的直接聯(lián)系，而第二位則嚴(yán)格地用公式把這些聯(lián)系表述了出來(lái)，并且定量地應(yīng)用了它們。這很好地說(shuō)明了物理直覺(jué)思維的聯(lián)系功能。2.3預(yù)見(jiàn)作用物理學(xué)家在科學(xué)創(chuàng)造過(guò)程中，當(dāng)邏輯思維還不能起作用的時(shí)候，首先要對(duì)研究對(duì)象做出判斷，提出自己獨(dú)立的見(jiàn)解，做出科學(xué)的預(yù)見(jiàn)。這種預(yù)見(jiàn)是在經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，依靠科學(xué)洞察力和想象而來(lái)。即使在邏輯思維起作用的時(shí)候，直覺(jué)思維也還是非常重要的。深與遠(yuǎn)是直覺(jué)思維最為重要的特色。這是因?yàn)椋谛碌念I(lǐng)域內(nèi)，由于研究對(duì)象的復(fù)雜和深?yuàn)W，人們已不能隨意構(gòu)造實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)或建立方程、規(guī)律，也不能隨時(shí)隨意用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論的正確性，而必須借助于越來(lái)越復(fù)雜的數(shù)學(xué)，尤其是借助于科學(xué)家的直覺(jué)去推進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。3、物理直覺(jué)思維的特點(diǎn)物理直覺(jué)思維雖然其思維材料仍是物理概念和物理表象，但已不是原有意義的物理概念和物理表象，而是它們結(jié)合而成的知識(shí)組塊。3.1物理直覺(jué)思維的整體性物理直覺(jué)思維是綜合運(yùn)用已有知識(shí)、表象、經(jīng)驗(yàn)感覺(jué)，從整體上研究物理問(wèn)題，從整體上把握物理對(duì)象和物理過(guò)程，把注意力和著力點(diǎn)放在物理問(wèn)題的整體對(duì)外效應(yīng)上，不像物理抽象思維那樣，將物理對(duì)象分解為若干部分，逐個(gè)進(jìn)行考察，然后再進(jìn)行綜合，而是在對(duì)物理問(wèn)題作總體分析的前提下，進(jìn)行一種簡(jiǎn)約的、有選擇的、急速的推理，然后以一種敏銳的觀察力、有根據(jù)的想象力和判斷力，以單刀直入的方式，一次性地從整體上揭示物理事物的本質(zhì)。如教師給學(xué)生提出一個(gè)物理問(wèn)題，當(dāng)問(wèn)題提出后，有的學(xué)生很快就推測(cè)出這個(gè)問(wèn)題的結(jié)論，有的學(xué)生則預(yù)感到研究這一問(wèn)題的方法。這些思維活動(dòng)屬于物理直覺(jué)思維，都是從整體上把握物理事物和物理問(wèn)題。3.2物理直覺(jué)思維的突發(fā)性物理直覺(jué)思維，往往具有“突發(fā)的”性質(zhì)，這種直覺(jué)的頓悟，既可以發(fā)生在為解決物理問(wèn)題進(jìn)行苦思冥想時(shí)那種受主體指揮和控制的“現(xiàn)實(shí)思維”中，也可以發(fā)生在主體當(dāng)時(shí)并不在思考所要解決的問(wèn)題，甚至在某種漫無(wú)目的的、不受主體控制的“潛意識(shí)”中。例如牛頓由于發(fā)現(xiàn)蘋(píng)果從樹(shù)上掉下來(lái)從而發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律就具有直覺(jué)思維的這種“突發(fā)”性。3.3物理直覺(jué)思維的隨機(jī)性直覺(jué)思維的隨機(jī)性具有兩方面的含義，首先，靈感的出現(xiàn)常常是人們預(yù)料不到的；其次，直覺(jué)思維的結(jié)果可能是正確的，也可能是錯(cuò)誤的，它是對(duì)物理問(wèn)題的直覺(jué)的猜測(cè)，其結(jié)論的正確性要靠實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。當(dāng)然，只有在主體積累了豐富的物理知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)物理學(xué)有濃厚的興趣和強(qiáng)烈的探究欲，具有較強(qiáng)的物理思維能力和靈活分析、解決問(wèn)題的方法，并對(duì)某一物理問(wèn)題經(jīng)過(guò)超常規(guī)的過(guò)量思考，才能產(chǎn)生直覺(jué)，顯現(xiàn)靈感。“過(guò)量思考是促成靈感到來(lái)的必經(jīng)階段。蘋(píng)果落地人人皆知，但只有牛頓才將之與物體間的引力聯(lián)系起來(lái)，發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律；在水中受到浮力作用，人人都有體驗(yàn)，但只有阿基米德發(fā)現(xiàn)了浮力定律。4、物理直覺(jué)思維能力的培養(yǎng)物理直覺(jué)思維作用和特點(diǎn)告訴我們，結(jié)合物理知識(shí)與物理能力教學(xué)，追尋物理思維運(yùn)動(dòng)的軌跡，能有效地誘發(fā)物理直覺(jué)思維。在物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的物理直覺(jué)思維能力，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。4.1對(duì)稱思想，顯現(xiàn)直覺(jué) 直覺(jué)不是模仿，而是在變異中求得發(fā)現(xiàn)，是一種創(chuàng)造性的思維活動(dòng)。在自然界和自然科學(xué)中，普遍存在著優(yōu)美和諧的對(duì)稱現(xiàn)象。在物理學(xué)中，物理模型、物體的運(yùn)動(dòng)、場(chǎng)的分布、電路和光路等，往往具有對(duì)稱的特點(diǎn)。不論是在同一問(wèn)題的不同過(guò)程中，還是在兩個(gè)截然不同性質(zhì)的問(wèn)題中，物理規(guī)律可以等效地遷移。在物理教學(xué)中，注意比較相似事物之間的內(nèi)在差異，注意發(fā)現(xiàn)不同事物之間的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生注意發(fā)現(xiàn)對(duì)稱的特點(diǎn)，尤其是隱含的對(duì)稱特點(diǎn)。這些都能促成直覺(jué)顯現(xiàn)，突破常規(guī)，開(kāi)拓思路，使問(wèn)題迅速而簡(jiǎn)捷地得到解決，有時(shí)甚至一眼就看出答案了。4.2等效替代，顯現(xiàn)直覺(jué) 直覺(jué)不會(huì)憑空產(chǎn)生，要以已獲得的知識(shí)和處理問(wèn)題方法為基礎(chǔ)，并在積極的思考中顯現(xiàn)。在教學(xué)過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生遇到難題，思路閉塞，無(wú)從下手時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生常用假設(shè)的物理量或物理過(guò)程代替實(shí)際的物理量或物理過(guò)程，從中提示與發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律性的東西，使同類問(wèn)題得到解決，以促成直覺(jué)思維的顯現(xiàn)。替代之后效果相同，這樣的等效替代可以使計(jì)算過(guò)程大為簡(jiǎn)化，或者使原來(lái)無(wú)法計(jì)算的問(wèn)題變成能夠解決。4.3大膽猜想，顯現(xiàn)直覺(jué)物理直覺(jué)思維的非邏輯性要求我們?cè)诮虒W(xué)中要對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維的非形式邏輯的訓(xùn)練，因?yàn)楫?dāng)外界所提供的信息不充分，具有許多空白點(diǎn)時(shí)，我們就不能僅僅根據(jù)所面臨的實(shí)物、符號(hào)或情勢(shì)做出判別。這就要求思維者借助于想象、猜測(cè)來(lái)形成結(jié)論或答案，然后加以核對(duì)或證明。因此應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生不受形式邏輯的約束而自由地進(jìn)行思考，讓學(xué)生通過(guò)觀察、想象，進(jìn)行大膽的猜想，憑直覺(jué)得出結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生的物理直覺(jué)思維能力。 5、總結(jié)總而言之，物理直覺(jué)思維的特點(diǎn)決定了它在物理學(xué)習(xí)和物理發(fā)現(xiàn)中的存在和作用，其突變機(jī)理為培養(yǎng)物理直覺(jué)思維能力提供了依據(jù)。在物理教學(xué)中，只有做到物理抽象思維能力、物理形象思維能力和物理直覺(jué)思維能力培養(yǎng)的辯證