物理教學中發散思維能力的培養

我從事師范物理教學工作已有7年的時間，我所從教的師范物理，是學生由初中升入師范類學校所學習的物理知識。在教學過程當中，我發現學生由于為了應付中考，大量做題、背概念，導致學生對物理的學習充滿了厭惡、畏難情緒和思維定勢。如何改變這一現狀，恢復學生學習物理的興趣和自信心，由被動學習轉變為主動學習，是我長期以來思考的問題。

物理學本身是一門理論與實踐相結合的自然學科。學生通過物理學理論的學習可以培養自己分析類比的能力，判斷、推理、歸納的邏輯思維能力，抽象、概括的辯證思維能力；通過物理實踐可以培養自己細致、敏銳、準確的觀察能力和想象創造力，運用其他學科知識處理、解決實際問題的能力等。這些能力正是人們在自然界和社會中生存與發展必不可少的基本素質。這些能力素質的質量直接影響著總體素質。

初中學生進入高中學習，無論對教材的理解方面、思維方面，還是研究物理的方法方面以及完成作業的手段方面，與初中學習階段相比較，都存在著明顯的梯度。如果沿用初中的教學模式，學生在學習過程中無疑會舉步維艱。

在面對新世紀挑戰的時候，我們的學生缺少的不是知識，也不是刻苦的精神，而是發散思維與歸納能力。因此，教師轉變觀念，揚棄傳統的教學模式教學手段，引進和發展現代化的教學技術，已是當務之急。我發現如果我們在教學過程中注重發散思維與歸納能力的培養，不僅能提高學生個人的能力，而且能很好地調動學生主動學習的積極性。

一、物理實驗中發散思維與歸納能力的培養

人類生來就對世界充滿著好奇，比如幼兒時期站在大人們身邊看大人們干活，到再大些自己拆開家里的鬧鐘看看指針為什么會走、打開家里的收音機看看里面到底是否有人在唱歌、講話。其實，廣義地講這些活動就是一種人類認識低級階段的實踐，是一種無理論指導下的實踐，是人們的好奇心所致。

物理實驗教學向學生有目的地展現了許多有趣的物理現象，呈現了許多真實又形象生動的物理事實，使他們在好奇心的驅使下，對未知結果的探究產生了極大的興趣，從而產生了學習的欲望，激發了學習興趣，使他們從被動學習轉變為主動學習，這樣就有助于激發他們的學習潛能。

物理實驗是物理教學的重要組成部分，它對學生建立概念、鞏固知識、培養能力、發展智力起著十分重要的作用。實驗會使學生產生好奇心，教師要利用學生的這種心理，激發學生的思維。實驗中往往包含有多個知識點，教師要抓住實驗過程中產生的各種現象及時提出有關問題，啟發學生多思考。在演示實驗中，教師可邊做邊提問，內容可涉及儀器的名稱、使用方法、操作要求，可能出現的現象等；在分組實驗中，教師可邊巡視邊提問，引導學生積極開展思維；在學生實驗后還可增設一項內容，題為“如實寫出實驗過程中存在的問題，試加以分析和討論”，讓學生通過實驗，訓練培養思維的多面性和靈活性。例如：在講“額定功率和實際功率”時，可這樣設計開頭：教師問：100瓦的燈泡亮還是40瓦的燈泡亮？學生答：當然是100瓦的燈泡亮。教師將“200伏、100瓦”和“220伏，40瓦”兩燈泡并聯接入220伏的電源中演示，果然與學生的答案一樣。學生的觀點似乎是正確的。教師再將這兩燈改為串聯后接入220伏的電源中演示，結果100瓦的燈泡反而比40瓦的燈泡暗得多。這一出乎意料的事實使學生們展開思維，迫使他們向知識的更深層次進軍。再例如：在做奧斯特實驗時，邊做邊提出下列問題：（1）導線上未通電前導線旁的小磁針北極指向什么方向?（2）導線通電后，小磁針北極指向什么方向?（3）斷電后小磁針北極如何轉動?（4）改變導線的電流方向，小磁針北極指向是否改變?然后引導學生將電流的磁場與磁體周圍的磁場進行比較，幫助學生分析，從而使學生理解并建立起電流的磁場概念。再例如：認識形形色色的橋。我們看過各式各樣的橋，那么人類是如何想到建這樣的橋梁的呢？實驗：紙載砝碼。我們的學生會想出很多方法，將紙的形狀發生改變，在他們手中的紙會變出各種的形狀，哪些合適，他們在不斷嘗試中得出結論。教師再要求不改變紙的形狀，用其他的東西幫助紙來支撐。通過不斷的發散性思考，他們會獲得很多種方法。教師所要做的就是將橋梁的結構帶入其中。

二、物理概念中發散思維與歸納能力的培養

物理概念一直以來都是學生學習物理時認為困難的一部分，我們可以將一些概念歸納總結，放在一起，利用實驗將其體現出來。

實驗：讓手不沾水取出硬幣。我們的學生會想出很多種方法：戴橡膠手套取、用鑷子夾、用吸鐵石吸、把水倒掉、用干毛巾把水吸干等。那么這些方法有什么規律呢？我們是否可以分類呢？通過提醒，學生歸納總結會發現，這些方法中，一類是將手隔離起來，就是在手和硬幣中添加一種媒介物，如手套、吸鐵石、鑷子；另一類就是將水和硬幣分離開來再取，如將水倒出、吸干。那么也就是說要將硬幣取出只要在這兩類方法上動腦筋。第一類只要找到適合的媒介都可以。第二類就是思考如何將水和硬幣分離。此時，我們就將學生帶入了又一個思考當中，蒸發現象、虹吸現象、毛細現象、大氣壓的作用，都會一一呈現在學生們的面前。理解了這些現象，再將這些現象引入生活當中，思考總結，學生就會通過認識現象，了解生活。

三、物理教學中專項發散思維能力的培養

目前的教學現狀不是收斂性思維重視不夠，而是發散性思維訓練不足，學生往往缺乏與物理知識相聯系的多角度、開放式的思維展示。

如何提高學生的發散性思維？是否提幾個有啟發性的問題，多從側向、逆向思考解題，安排一些探索活動就算是發散式教學？有沒有更系統的、更便于教學操作的發散訓練形式？能否對學生的發散思維能力給出客觀具體的評判標準？這里，特別值得推崇的是建立在吉爾福特智力結構理論基礎上的發散訓練模式。美國心理學家吉爾福特認為，任何一種智力總表現為對一定形式的內容，進行一定形式的心理運作或加工，并產生一定形式的產品或結果，所有這些智力形態構成包含120種能力因素的復合體，其智力因素結構如圖1所示。

依據上述智力結構，要開發學生智力，就要在教學上把思維運作、內容和結果三方面結合起來，設計訓練方案。具體到發散性思維訓練，就是把圖中的發散性加工運作與4種內容和6種結果結合，產生24種不同的單項訓練形式，如圖形單位發散性加工、語意類別發散性加工等，使每一項與智力有關的思維都得到充分訓練，都有相應的、可操作的檢測指標。

通常認為，創造性思維存在于問題的解決實踐。那么在具體的解決過程中究竟是什么地方發生了創造性思維？吉爾福特指出：“答案是，凡有發散性加工和轉化的地方，都表明發生了創造性思維。”此外，不同人的創造力類型不同，如果追本溯源的話，也極有可能與他的某個單項發散能力較強有關。例如有人圖形發散性較好，相應的空間想象與形象再造能力較強；有人符號發散性突出，往往更容易在數理學科領域里做出創造性成果等。因此，培養創造性思維能力，首先需要考慮的是按吉爾福特的智力操作程序，開展有針對性的分項發散思維訓練。實踐表明，發散性思維品質有層次之分。如果以思維加工的最終產品結果衡量，具有單位、類別、關系的發散加工形態，更多反映思維的流暢性，屬初級發散；系統與轉化形態已具備較好的思維變通性，屬中級發散；而能由一事物導致另一種新事物，特別是在思維收斂基礎，已獲得有意義的選擇判斷后，又進一步擴展發散的應用加工形態，則往往能產生獨特新穎的思維成果，應屬于高級發散。教師在實施這一模式時，要結合學生年齡與智力水平，掌握好專項訓練的類型與強度，做到循序漸進，穩步發展。

開展系統的發散思維訓練，在心理學書籍已有許多成功事例，現在的問題是：如何在吉爾福特理論指導下，從基礎入手，結合學科知識內容，分項訓練學生各種發散思維能力，使之融合于具體教學之中。下面以圖形發散為例，著重說明怎樣在物理教學進行單項的基本發散思維形態訓練。

1.圖形單位的發散能力訓練。這種訓練的要點：將某個圖形或實物單位作為想象出的可能圖景中的基本單位要素，或依據基本圖線要素畫出不同圖形。

物理實例： 盛某種液體的容器中有一物體，若起初是木塊V浮在水面上，露出1/5 V，求F浮。現改變物體與液體類型或用箭頭表示初始浮沉狀態，可給出多少有意義的浮力問題。一些可能的實例如圖2所示。

2.圖形關系發散能力訓練。訓練要點：給一組材料，找出或聯想出其中圖形或實物間盡可能多的關系。

物理實例：圖4a 給出一輛自行車實物。請從運動狀態角度指出圖中b、c、d、e、f 與自行車的關系。

可能的關系：(a)(b)(c) 中物體不倒，重心垂線應落在支撐面上；(d) 腳踏輪作用與輪軸相似； 車輪上一點運動軌跡與(e)的運動軌跡相同；騎車能直立不倒與(f)中汽車剎車時均有慣性力起作用(或如果將兩者看作質點，均作直線運動)。

參考文獻：

［1］吉爾福特著.施良方譯.創造性才能.人民教育出版社，1990：129.

［2］恩田彰著.陸祖昆譯.創造性心理學.五洲出版社，1988：42.