讓直覺思維成為高中物理解題的“助推器”

江蘇省吳江中學 沈宇峰

讓直覺思維成為高中物理解題的“助推器”

江蘇省吳江中學 沈宇峰

直覺思維是以人們一定的知識、經驗、技能為基礎，通過一定的觀察、聯想、類比、歸納后，對所研究的問題提出的“合情推理”.在高中物理求解探索性的物理問題中，直覺思維起著重要的啟發和導向作用，是一種重要的洞察和領悟.本文結合具體的教學案例，從戰略性解決層次、戰術性解決層次、戰果性解決層次三個層面探討了在高中物理解題教學中直覺思維的巧妙運用，以期能以高度省略、濃縮、簡化的思維方式迅速解決物理問題，優化學生的解題思維.

高中物理 解題教學 直覺思維

什么叫做直覺？英國病理學家見弗里奇作出了這樣的解釋：“直覺是指對情況的一種突如其來的頓悟或理解.”我國科學家錢學森也這樣解釋道：“直覺是一種人們沒有意識到的對信息的加工活動，是在潛意識中醞釀問題然后與顯意識突然溝通，于是一下子得到了問題的答案.”心理學認為，直覺思維是以人們一定的知識、經驗、技能為基礎，通過一定的觀察、聯想、類比、歸納后，對所研究的問題提出的“合情推理”.在高中物理教學中，學生的直覺思維不僅客觀存在，而且是一種極具意義的思維方式，是學習物理和創造物理理論必不可少的思維形式.在解題中，直覺思維可以讓學生憑借已有的知識與經驗，在分析問題、解決問題時可以對事物做出預見和判斷，形成一下子契入關鍵的能力.下面，本人將結合具體的教學實例，就直覺思維在高中物理解題中的妙用略談淺見，以供同行參考.

一、在戰略性解決層次，利用直覺思維迅速作出判斷

我們知道，解題的思維主要是邏輯的，但是，邏輯思維需要用非邏輯的直覺思維來啟動.面對題目時，首先要求學生能夠讀懂題目，弄清題述物理現象、狀態、過程，做到正確審題，這是正確解題至關重要的一步.在這一過程中，離不開學生對問題的直覺判斷，為解題確定方向或制定策略，甚至需要對問題結果及中間狀態進行大膽猜測，才能對解題作出總的提示.

案例1：某一個人在某一星球上以速率v豎直上拋一物體，經t秒鐘落回手中，已知該星球的半徑為R，若要在該星球上發射一顆繞該星球旋轉的人造衛星，則衛星的速度為（）

但如果能引導學生利用直覺思維，求衛星的速度的單位是m/s，這一直覺判斷一下子就能幫助學生選出答案C，其他選項的單位均不是速度的單位.可見，在弄清題意、仔細分析的基礎上，依靠直覺思維做出準確判斷，大大縮減了解題時間.

二、在戰術性解決層次，進一步邏輯證明和檢驗

戰術性決策重在解決問題，決策的過程其實就是不斷解決問題的過程.在上面所描述的戰略性解決層次中，很明顯，學生已經對問題的解決有了基本的思路，而到了戰術層次，需要學生把基本思路予以表現，這正是體現學生對所學物理知識進行應變力的絕佳時機，是否能夠做出具有應變力的決策，直接關系到問題是否能夠得到正確的解決.

圖1

案例2：如圖1所示，將物體以初速v0豎直向上拋出，上升的最大高度為H，空氣阻力恒定，請問：上升和下降過程中動能和勢能相等的位置分別在H/2上面還是下面？

如果采用常規的解題思路是：設所求點為A，最高點為B，由于有空氣阻力，機械能不守恒，只能用動能定理求解，即在物體上升過程中，可以得到如下三組式子：

然而對于這道題目，快速、直接的直覺思維讓人聯想到是否可以采用逆向思維：如果沒有空氣阻力，機械能守恒，即：由于有空氣阻力，上升時物體在A點的機

圖2

可見，運用逆向思維，促成學生直覺顯現，在相反條件對比的解題中走向“柳暗花明又一村”的境界，對簡單性的追求驅使學生選擇了一條邁向問題目標的簡捷路徑.

三、在戰果性解決層次，培養學生大膽猜測的創新能力

在學生概略地“解決”問題后，往往會閃現出一個念頭、一條思路、一個猜想、一種嘗試的方案等，問題解法的猜測可以啟動解題的思維，從而再具體確定與問題相關的各事物之間的關系，開闊思路，廣泛聯想，列出有關方程，作出有關圖形等，使得具體的問題得以解決，并獲得最終的答案.

案例3：兩輛完全相同的汽車，沿水平直路一前一后勻速行駛，速度均為vo，若前車突然以恒定的加速度剎車，在它剛停住時，后車以前車剎車時的加速度開始剎車，已知前車在剎車過程中所行距離為S，如圖2所示.若要保證兩輛車在上述情況中不相撞，則兩車在勻速行駛時保持的距離至少應為多少？

本題的解法很多，若列出方程求解，則比較煩瑣.于是就有學生排除復雜過程諸多細節的糾纏，根據物理規律，經過分析而猜想能否利用圖像法解此題呢？如果做出前、后兩車的速度—時間圖像即可很容易得出結果.如圖2中所示，圖中三角形AOC面積為前車剎車后的位移s，梯形ABDO面積為前車剎車后后車的位移，由于前后兩車剎車的加速度相同，所以圖中即梯形ABDO的面積是三角形AOC面積的三倍，即：SABDO=3S△AOC，為了使兩車不發生相撞，兩車行駛時應保持的距離至少為Δs=SABDO-S△AOC=3s-s=2s.

從該案例中可以看出，學生一瞬間的直覺猜想，以圖像分析法反而能清晰的比較兩車速度圖線與坐標軸所圍成的面積，通過進一步的邏輯證明，很容易的看出后車比前車的位移多2s.簡捷的思路，快速而準確的解決問題又能激發大腦的潛能，使學生感受到學習的樂趣.

綜上所述，對物理學科來說，在掌握基礎知識的同時，思考、思維方法至關重要，而直覺思維在求解探索性的物理問題中起著重要的啟發和導向作用.求解物理問題本身就是一個智力活動，我們教師應當積極鼓勵學生根據題意廣泛聯想，開闊思路，只要善于引導，以必要、合理的直覺猜測實現思維上的跳躍，就能使直覺思維與邏輯思維有機結合和協調統一，從而培養學生總體觀摩、審時度勢的能力.

[1]吳柳玉.淺談直覺思維的解題功能及其培養[J].試題與研究.2016.5：39 -40

[2]武杰.探析物理學與直覺思維[J].都市家教.2012.11：149

[3]邱庭芳、黃時中.直覺形象思維在高中物理教學的應用[J].安徽冶金科技職業學院學報.2008.1：45-48