高中物理教學(xué)中學(xué)生逆向思維能力培養(yǎng)的策略

■福建省龍巖市第四中學(xué) 曾雪鱧

引導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)性物理知識(shí)、靈活使用物理方法解決實(shí)際生活問(wèn)題是高中物理教學(xué)的基本要求，物理教學(xué)更深層次的目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維方式，形成舉一反三、自主學(xué)習(xí)的探究能力。高中生在物理學(xué)習(xí)活動(dòng)中的認(rèn)知離不開(kāi)思維，逆向思維是高中物理學(xué)科教學(xué)的基本內(nèi)容之一。逆向思維和傳統(tǒng)思維方式的區(qū)別在于其具有發(fā)散性，是對(duì)傳統(tǒng)思維的一種創(chuàng)新。在以往的物理知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)千篇一律的物理模型產(chǎn)生了固定的思維模式，而逆向思維要打破這種固定的思維模式，提升學(xué)生深入思考和探究的能力。能動(dòng)性是逆向思維的特征之一，具有逆向思維的學(xué)生更容易形成主動(dòng)學(xué)習(xí)的傾向。但是目前高中物理教學(xué)中逆向思維的培養(yǎng)陷入了困境，物理教師掌握了一定的逆向思維內(nèi)容，但是不存在強(qiáng)烈的逆向思維培養(yǎng)意識(shí)，相反，學(xué)生自身存在逆向思維培養(yǎng)的意愿，但是對(duì)此概念的了解不多。大部分高中生在物理學(xué)習(xí)中存在定式思維，不會(huì)使用靈活的方法解決問(wèn)題，因此，在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力十分必要。

一、高中生物理逆向思維能力培養(yǎng)策略

（一）基于探究性視角培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力

探究性是物理知識(shí)體系的學(xué)習(xí)特征，從探究性視角培養(yǎng)高中生的逆向思維，是符合物理學(xué)科特點(diǎn)的有效方式。基于探究性視角講授物理知識(shí)，需要教師以知識(shí)的探究性為依據(jù)引導(dǎo)學(xué)生換位思考，幫助其打破傳統(tǒng)書(shū)本中的知識(shí)理解方式，轉(zhuǎn)換思維的角度，以逆向思維思考問(wèn)題。基于探究性視角培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力，可從以下兩方面實(shí)現(xiàn)：

1.采用差異性探究方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)探究的一般步驟為：提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、采集證據(jù)、分析論證、交流評(píng)估。采用不同的方法進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)課題，那么對(duì)應(yīng)的猜想與假設(shè)、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃有所不同，進(jìn)而打破了學(xué)生觀念中對(duì)實(shí)驗(yàn)探究方式的刻板印象，使其思維更加活躍、發(fā)散，大幅優(yōu)化了其思維能力。采用差異性實(shí)驗(yàn)方法得到論證結(jié)果、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等均存在差異，由此創(chuàng)造了學(xué)生對(duì)比不同方法優(yōu)缺點(diǎn)的良好條件，學(xué)生可針對(duì)性地思考不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果向前推理、逆向思考整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，尋找出現(xiàn)問(wèn)題和誤差的細(xì)節(jié)原因。采用差異性實(shí)驗(yàn)探究方法展開(kāi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，增加了學(xué)生處理問(wèn)題的靈活性，是學(xué)生學(xué)會(huì)使用逆向思維分析問(wèn)題的合理方式。

2.利用逆向思想優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)。高中物理教材中設(shè)計(jì)的物理實(shí)驗(yàn)是基于大量實(shí)踐研究得到驗(yàn)證的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，其合理性與科學(xué)性毋庸置疑。但是在教學(xué)科技優(yōu)化的環(huán)境下，傳統(tǒng)教材中的實(shí)驗(yàn)方案逐漸彰顯出其在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面的缺點(diǎn)與不足，一般表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)方法落后、實(shí)驗(yàn)技術(shù)信息化水平低、測(cè)量數(shù)據(jù)誤差大等。因此教師可輔助學(xué)生以逆向思維思考實(shí)驗(yàn)方法的不足，以此為突破口向前推理、進(jìn)一步尋找問(wèn)題所在并對(duì)原本的實(shí)驗(yàn)方案加以優(yōu)化。這種對(duì)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)的方法大量應(yīng)用逆向思維，持續(xù)激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣，解開(kāi)了學(xué)生思考物理問(wèn)題的定式思維，是培養(yǎng)高中生創(chuàng)新性思維能力的有效方式。

（二）基于建構(gòu)主義視角培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力

建構(gòu)主義打破了教師是課堂主人的教學(xué)格局，倡導(dǎo)以學(xué)生自身的經(jīng)驗(yàn)為根基，自主選擇外界信息、建構(gòu)知識(shí)體系。建構(gòu)主義理論不是一味極端地強(qiáng)調(diào)學(xué)生是認(rèn)知的主體，而忽視“教師”的指導(dǎo)作用。相反，學(xué)生在特定的實(shí)驗(yàn)探究環(huán)境中需要在教師的幫助和引導(dǎo)下，查閱相關(guān)的資料和文獻(xiàn)，通過(guò)意義建構(gòu)來(lái)獲取知識(shí)，掌握解決問(wèn)題的程序和方法，優(yōu)化完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論對(duì)物理學(xué)習(xí)過(guò)程提出了新的要求，要摒棄以往單純的信息輸入、存儲(chǔ)、提取的過(guò)程，學(xué)生要將自身知識(shí)儲(chǔ)備應(yīng)用在物理世界中，以主動(dòng)學(xué)習(xí)的態(tài)度處理嶄新的物理信息，通過(guò)交換新舊知識(shí)的方式建構(gòu)物理知識(shí)意義。教師要積極引導(dǎo)學(xué)生明確自己在學(xué)習(xí)中應(yīng)擔(dān)負(fù)的責(zé)任，為學(xué)生在所學(xué)材料和已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)之間建構(gòu)關(guān)系，提供有效的學(xué)習(xí)建議與認(rèn)知。總而言之，基于建構(gòu)主義培養(yǎng)學(xué)生的物理逆向思維能力期間，物理教師要以學(xué)生為中心，構(gòu)建一系列的學(xué)習(xí)情境、設(shè)計(jì)符合知識(shí)內(nèi)容的演示實(shí)驗(yàn)，利用建構(gòu)的方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科的興趣。

1.創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。創(chuàng)設(shè)情境的目的是揭示知識(shí)間的聯(lián)系，創(chuàng)造一個(gè)自由、開(kāi)放的問(wèn)題探索與思考的機(jī)會(huì)。“興趣是最好的老師”，在創(chuàng)設(shè)的物理教學(xué)情境中容易激發(fā)學(xué)生興趣，打造創(chuàng)新性思考思維、深化物理逆向思維的培養(yǎng)效果。

2.實(shí)驗(yàn)演示。物理是一門(mén)不局限于理論知識(shí)層面的探究性學(xué)科，教師要重視高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生逆向思維中的作用，物理的教學(xué)應(yīng)在課堂中穿插物理實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果是大部分物理定義概念的來(lái)源，是支持物理理論成立的基礎(chǔ)。因此，物理逆向思維的培養(yǎng)必須從實(shí)驗(yàn)演示入手，從根源處理解物理概念的由來(lái)，以系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果詮釋物理概念，實(shí)現(xiàn)物理概念的逆向理解，打破以往僅從物理概念層面分析物理原理的局面。

（三）基于大膽猜想視角培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力

在培養(yǎng)高中生物理逆向思維的過(guò)程中，教師要以悉心引導(dǎo)、積極鼓勵(lì)的態(tài)度展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)，營(yíng)造輕松、愉快的逆向思維培養(yǎng)環(huán)境。猜想是培養(yǎng)學(xué)生逆向思維的有效途徑，在已知物理知識(shí)的基礎(chǔ)上做出相對(duì)合理的猜想是學(xué)習(xí)高中物理的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。因?yàn)椴孪胧欠棚w自我的想象力、發(fā)散思維的過(guò)程，讓一切可能成為真理的思緒迸發(fā)，再以各種猜想結(jié)果為依據(jù)，進(jìn)行物理知識(shí)的推理與驗(yàn)證，以逆向思考的方式確定猜想結(jié)果是否合理。大膽猜想的教學(xué)方式讓學(xué)生放下了心理負(fù)擔(dān)和顧忌，不糾結(jié)于知識(shí)的合理性，擺脫一切束縛釋放自身想法，從全方位、多角度思考問(wèn)題。大膽猜想適用于抽象概念與規(guī)律的詮釋?zhuān)孪肱c驗(yàn)證的過(guò)程就是思維逆向思考的過(guò)程，了解了物理知識(shí)核心要義的同時(shí)達(dá)到了逆向思維鍛煉的目的。基于大膽猜想視角培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力不用顧忌學(xué)生猜想的正確性與深度，教師要對(duì)每個(gè)學(xué)生的猜想給予肯定和鼓勵(lì)，在反復(fù)的猜想教學(xué)中學(xué)生提升了學(xué)習(xí)物理的自信心，在潛移默化的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了逆向思維質(zhì)的飛躍。

二、結(jié)語(yǔ)

總之，在高中物理教學(xué)課堂中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維要求教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)思想和模式，以現(xiàn)代化教育視角重新審視逆向思維培養(yǎng)的重要性。新課程標(biāo)準(zhǔn)要求物理教學(xué)不僅僅局限于物理成績(jī)的提升，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)、創(chuàng)新思維能力的形成。從教學(xué)過(guò)程角度而言，逆向思維的培養(yǎng)存在于物理理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、習(xí)題教學(xué)的方方面面。培養(yǎng)學(xué)生的物理逆向思維是教會(huì)學(xué)生一種舉一反三的方法和自主學(xué)習(xí)的能力，在高效掌握物理概念、解答物理習(xí)題方面發(fā)揮著積極作用。隨著教育改革進(jìn)程的推進(jìn)，逆向思維培養(yǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代教育內(nèi)容的重點(diǎn)，在物理教師與學(xué)生相互配合、共同努力下，可快速達(dá)成逆向思維培養(yǎng)的目標(biāo)，豐富高中生的學(xué)習(xí)能力。