逆向思維在初中物理解題中的應用研究

霍媛媛

(江蘇省揚州市江都區(qū)仙城中學 225200)

逆向思維從相反的角度、利用被忽視的材料幫助學生分析物理問題，借助合理假設、逆向推導等方法規(guī)劃新的解題思路.對于學生來說，這是對按部就班的解題方法進行改革，也是對自身物理思維的深度開發(fā).重視逆向思維在物理解題教學活動中的應用，能夠更好地提升學生的物理素質(zhì).

1 逆向思維的應用優(yōu)勢分析

1.1 打破思維定勢，學會思考

在初中物理教學活動中，越來越多的教師開始強調(diào)培養(yǎng)學生的逆向思維，但在教學工作中，其對于“逆向思維”的理解依舊十分片面：教師將逆向思維定義為一種從相反的角度進行解題、互動的物理教學手段，忽視了逆向思維所表現(xiàn)出來的創(chuàng)新性特點.對于學生說，逆向思維是打破思維定勢、獲取物理學習新方法的基本前提條件：傳統(tǒng)的物理教學強調(diào)教學活動“按部就班”的推進，讀題、解題、推導結論，這是學生在物理課堂中的主要學習思路.看似正在逐步解決物理問題，但學生的理性思維、邏輯推理能力正在受到考驗：一旦出現(xiàn)難點，后續(xù)的物理學習也會受到影響.逆向思維則能夠幫助學生打破思維定勢，在物理學習活動中，學生可以從假設推導、設計對立結論、假設結果成立等不同的角度分析物理問題，并對問題中的盲點進行剖析.在部分情況下，擁有出色逆向思維的學生甚至可以直接跳過某些物理條件，直接通過現(xiàn)象與假設結論說明物理概念.思維定勢被打破，學生也能夠從新的角度理解物理知識.

1.2 創(chuàng)新物理教學，積極互動

逆向思維帶有普遍性、批判性特點：一切物理問題都能夠從相反的角度進行考慮，當有關現(xiàn)象存在對立統(tǒng)一的物理關系時，應用逆向思維解決相關問題甚至可能比正常思維更為高效.且逆向思維下的思考帶有批判性特點，反常規(guī)、反習慣是逆向思維最為常見的表征.在初中物理教學活動中培養(yǎng)學生的逆向思維，可創(chuàng)新物理教學模式：學生可以利用尚未出現(xiàn)的物理條件解決物理問題，在推導關鍵知識點的同時給出可用的學習結論.在逆向思維的帶動下，學生從完全相反的角度考慮問題，通過假設、推導、邏輯關系梳理等方式來證明自己的結論.學生的答案可能是錯誤的，但逆向思維下的思考卻比傳統(tǒng)的解題思路更為豐富，正如哲學中所說的，“山不向我走來，我便向山走去”.逆向思維下的教學更為開放，且允許學生從不同的角度進行思考，為物理教學的延伸提供了有利條件.

2 逆向思維在初中物理教學中的應用

2.1 應用逆向思維改變解題順序，加快解題效率

在“一對多”的教學模式下，學生所掌握的解題方式與解題技巧完全來自于教師，這就導致了初中物理解題活動的趨同性特點：學生的思維不同，解題能力不同，但受到教師的教學理念的影響，大部分學生都遵循教師的引導完成解題任務，進而形成習慣性思維，在物理解題活動中不斷重復應用某一技巧.這種解題方式雖然在一定程度上保障了教學效率，但破壞了學生的主觀能動性，一旦出現(xiàn)更為復雜的物理問題，學生根本無法對其進行解答.

借助逆向思維改變傳統(tǒng)的解題順序，顛覆“先讀題，再解題”的解題模式，能夠加快學生的解題速度，使其在整理思路的過程中獲得新的解題經(jīng)驗.以下列問題的解答為例：現(xiàn)在有一瓶油，油和瓶子的總質(zhì)量為2.2kg，瓶子的質(zhì)量為0.6kg，已知瓶子的容積為1.5dm3，請計算油的密度.在常規(guī)思路下，學生利用“整體的質(zhì)量減去瓶子的質(zhì)量得出油的質(zhì)量，然后質(zhì)量/體積”來及計算密度，解題思路與教師所傳授的教學方法相符，在逆向思維下，可要求學生先尋找題目中的關鍵詞，然后進行解題，“計算密度”“容積”“質(zhì)量”等概念被學生整理出來，學生結合計算要求搜集信息，完成解題任務.從解題流程上來看，計算過程似乎更加復雜，但在逆向思維下，學生能夠準確回答“求什么”的核心問題，保障解題的高效率.利用逆向思維先嘗試推導解題要求，學生可以對關鍵數(shù)字進行歸納、整理，并配合密度、質(zhì)量、體積等單位嘗試推導解題思路：或是求解容積、密度等物理量，或是根據(jù)問題的答案來對比差值.逆向思維可幫助學生快速做出假設，隨后在諸多假設中選擇可用的解題思路，進而加快解題速度.

2.2 應用逆向思維尋找解題思路，保障解題準確

保證思路正確是學生順利完成解題任務的第一要求.因思路錯誤而產(chǎn)生解題錯誤的問題較為常見：在審題、解題的過程中，部分學生無法理清題目與物理條件之間的數(shù)量關系，導致物理概念與已知量相互混淆，從而產(chǎn)生計算上的錯誤.配合逆向思維重新確定解題思路，在相反的方向推導并歸納解題活動，能夠有效提高學生的物理解題效率.

借助逆向思維尋找解題思路，除幫助學生掌握基本的解題流程外，更能夠保障解題活動的準確、高效.以下列物理問題的解答為例：密封的塑料盒被放入水中，發(fā)現(xiàn)塑料盒正好可以懸浮在水面上，問塑料盒的體積與塑料盒中空氣的體積之比是多少？(塑料盒的密度已知)這是初中物理解題活動中常見的分析問題，解題難度較大，部分學生認為，題目中沒有給出明確的物理概念，此問題無解.一些學生在思考的過程中則拘泥于“已知量”的計算：計算塑料盒的內(nèi)部容積，計算空氣的整體密度，之后才能得出塑料盒的體積與空氣的體積比.整個計算過程尤其復雜.教師可利用逆向思維引導學生進行分析：塑料盒浮在水面上，證明浮力與塑料盒的重力相等，塑料盒內(nèi)的空氣和塑料盒同時受到浮力，則二者所受的浮力之和為水的浮力，根據(jù)二力平衡法則可快速確定解題思路.為訓練學生的逆向思維，要對題目中的關鍵物理量進行拆分：不以物理概念的視角去審視相關物理量，而是強調(diào)物理概念的獨立性特點.如上述問題當中，將紙盒體積、空氣質(zhì)量、浮力視為三個對等因素，學生則可以快速從問題當中提取出所需要的物理信息.在逆向思維的帶動下，一些看似無解的問題也能被回答，學生的解題能力得到逐步提升.

2.3 應用逆向思維合理假設結果，推導解題過程

當部分物理問題無法求得答案時，教師會選擇借助假設的方式幫助學生整理思路，將對問題的思考轉化為對結論的推導，在證明結論的過程中得出對應的物理答案.在應用逆向思維進行解題的過程中，這種“先給答案，再算過程”的解題方式也發(fā)揮出了較大的價值：借助對答案的重新推導，學生能夠獨立規(guī)劃解題思路，從而在證明結論的同時掌握物理學習方法.

逆向思維下的“假設解題法”在初中物理證明題的應用中較為常見.在解答相關問題時，可對學生的逆向思維與解題策略進行應用.以下列問題為例：卡車承載貨物時的重量為35000N，其以10m/s的速度在馬路上行使十分鐘，卡車所受的阻力為2500N，問卡車行進到10分鐘時，牽引力的做功是否達到2000000J.在計算的過程中，學生結合阻力、牽引力等概念進行計算，得出計算結果.在逆向思維的帶領下，可嘗試假設結果，借由對結果的驗證得出結論：假設卡車做功達到了2000000J，根據(jù)做功公式，則W=Fs=2500N×6000m，結論錯誤，證明卡車在運動的過程中所做的功無法達到相應標準.通過逆向思維，學生學會在問題中假設結論，以證明結論是否存在為解題思路進行計算.相較于傳統(tǒng)的計算方式，其免除了比較大小、重復計算的過程，整體的計算效率得到了進一步的保障.

2.4 應用逆向思維調(diào)動解題經(jīng)驗，構建知識結構

學生借助當前所掌握的物理知識來解答相關問題，雖然具備了優(yōu)秀的應用物理知識的能力，但對于物理概念的掌握較為局限，其忽視了物理知識之間的“聯(lián)動性”特點.在逆向思維的帶領下，教師可幫助學生重新規(guī)劃解題思路，將已經(jīng)掌握的、快要遺忘的物理知識重新調(diào)動起來，在教學環(huán)節(jié)加以應用.對于學生來說，其對于“復習”活動的興趣遠遠高于教學活動，當學生能夠利用既有的物理知識解決新的物理問題時，解題熱情也會隨著教學活動同步增長.

教師可利用逆向思維調(diào)動學生的解題經(jīng)驗，將不同的物理知識點聯(lián)系起來，幫助學生確定解題方向.以下列物理辨析題的教學為例：下列描述中，所涉及到的物理知識與其他現(xiàn)象不相同的選項是：

(1)冰在陽光下融化

(2)發(fā)動機運轉

(3)電機帶動電扇吹風

(4)卡車在公路上行駛

在解題的過程中，學生直接將答案A提取出來，，因為選項A是熱量變化的過程，但部分學生會給出反對意見，認為BCD三個選項中也包含熱量的變化.教師可引導學生對“熱量”與內(nèi)能兩個物理概念進行分析，在掌握正確的物理知識之后給出答案.在物理教學活動中，概念混淆是導致學生無法正確解題的重要原因，在分析問題的過程中，可將對應的物理知識在題目之后標注出來，以此來進行解題.先歸納知識，再回顧問題，能夠提升學生的解題正確率.

2.5 應用逆向思維總結解題方法，形成解題框架

教師不僅要強調(diào)學生解題技能的訓練，更要引導學生形成獨特的解題方法，使其在解答某一類型的物理問題時掌握相應的解題技巧，提升學生的解題效率.部分學生正在嘗試配合物理知識歸納相應的解題框架，但受限于個人能力，學生很難清晰的展示當時的解題思路與解題方法，導致后續(xù)的解題活動“半途而廢”.在應用逆向思維開展解題教學活動的過程中，當學生給出某種解題方法時，教師可對其進行引導，以此來幫助學生掌握系統(tǒng)化的解題技巧.

2.6 應用逆向思維給出相同結論，提高解題效率

逆向思維不僅能夠幫助學生從相反的角度考慮問題，在引導學生思考、解題的過程中，甚至可以根據(jù)題目的解答要求來省略解題過程，以此來充分鍛煉學生的物理思維.配合逆向思維實施物理解題教學，教師可嘗試通過“給出相反結論”的新方式來解答相關問題：給出明顯不成立的物理結論，省略推導、驗算的過程，保障物理教學活動的高效性.

逆向思維引導著學生從不同的、乃至于截然相反的角度思考物理問題，不僅能夠加快學生理解問題的效率，更能夠幫助學生掌握新的解題技巧與解題方法，使其在解題的過程中不斷積累經(jīng)驗.在應用逆向思維的過程中，要鼓勵學生通過設置相反結論、提出假設問題等方法實施教學工作.重新認識物理知識，以此來保障物理教學質(zhì)量.