高職物理教學(xué)中思維靈活性的培養(yǎng)

曾興吉

(江西工程學(xué)院江西 新余338029)

摘 要：就物理這門課程如何培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的學(xué)習(xí)質(zhì)量，從思維起點(diǎn)的靈活性培養(yǎng)、思維過程的靈活性培養(yǎng)、思維遷移的靈活性培養(yǎng)3個(gè)方面談了點(diǎn)芻見.

關(guān)鍵詞：高職物理教學(xué)思維靈活性培養(yǎng)

收稿日期：(2014-08-19)

現(xiàn)代教育理念不同于傳統(tǒng)教育，它更強(qiáng)調(diào)“知識(shí)結(jié)構(gòu)”與“學(xué)習(xí)過程”.這樣做的目的是為了發(fā)展學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì).思維過程是依靠知識(shí)、技能這樣的“材料和媒介”來完成.素質(zhì)教育的基本要求就是使學(xué)生掌握知識(shí)、技能的同時(shí)，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生用已有的知識(shí)、技能來進(jìn)行科學(xué)的思維活動(dòng)，從而達(dá)到“會(huì)學(xué)習(xí)”的目的.而要達(dá)到“會(huì)學(xué)習(xí)”的目的，沒有良好的思維品質(zhì)，思維活動(dòng)過程也難以順利進(jìn)行下去.大學(xué)物理知識(shí)可能在將來會(huì)被遺忘，但思維品質(zhì)的培養(yǎng)會(huì)影響學(xué)生的一生，因此，思維品質(zhì)的培養(yǎng)是大學(xué)物理教育的價(jià)值得以體現(xiàn)的有效途徑.

教育心理學(xué)認(rèn)為，思維是以已有知識(shí)為中介，對(duì)客觀事物概括的間接的反映.思維反映著人腦對(duì)輸入的信息進(jìn)行加工改造從而產(chǎn)出思想產(chǎn)品的能力.它集中反應(yīng)著大腦的聰慧程度，是智力的核心因素.人的智力水平的高低表現(xiàn)為思維品質(zhì)的差異.因此，開發(fā)大學(xué)生的思維潛能，提高思維品質(zhì)，具有十分重大的意義.

思維品質(zhì)概括起來主要指思維的靈活性、敏捷性、廣闊性、深刻性、獨(dú)創(chuàng)性和批判性等方面.思維的靈活性首先應(yīng)建立在思維的廣闊性和深刻性基礎(chǔ)之上.而思維的敏捷性、獨(dú)創(chuàng)性和批判性又是建立在思維的靈活性之上.因此，思維靈活性的培養(yǎng)就顯得尤為重要.

思維的靈活性是指思維活動(dòng)的靈活程度，表現(xiàn)為思路廣闊、能隨機(jī)應(yīng)變，善于根據(jù)變化了的事物的新情況，用發(fā)展變化的眼光和思維，審勢(shì)度勢(shì)，及時(shí)地用新觀點(diǎn)、新設(shè)想、新方案和新方法來解決新的實(shí)際問題，或者說，能夠從不同的角度和不同的方面，用不同的方法思考問題，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，綜合地對(duì)問題加以分析.為此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性.具體的實(shí)施過程筆者是從以下幾方面著手的.

1思維起點(diǎn)的靈活性培養(yǎng)

所謂思維起點(diǎn)的靈活性即指能從不同角度、不同層次、不同方法根據(jù)新的條件迅速確定思考問題的方向.為此，在教學(xué)過程中教師應(yīng)對(duì)確定結(jié)構(gòu)以后的問題，盡可能變化已知條件，進(jìn)而從不同角度和用不同知識(shí)來解決問題.

例如，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象演示中，當(dāng)演示到閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，接著演示部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中靜止不動(dòng)或沿平行磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，沒有感應(yīng)電流；當(dāng)演示到線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，接著演示線圈在磁場(chǎng)中平動(dòng)(四邊不離開磁場(chǎng))沒有感應(yīng)電流，等等.然后引導(dǎo)學(xué)生分析，在問題條件不斷變化的情況下，觀察所展現(xiàn)出的現(xiàn)象，總結(jié)出它們的共同點(diǎn)就是：當(dāng)穿過閉合電路的磁通量不變時(shí)，則不產(chǎn)生電流；當(dāng)穿過閉合電路的磁通量變化時(shí)，則產(chǎn)生電流.這樣，在問題條件不斷變化的情況下，從正反兩個(gè)方面肯定了感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的正確無疑性.由此可見，演示時(shí)在問題條件不斷變化的情況下，采用正反結(jié)合的方法，能使演示的最終目的達(dá)到異曲同工的神效，從而促使學(xué)生的靈活性思維品質(zhì)的形成.

【例1】一泥巴水平飛來擊中能繞上端自由轉(zhuǎn)動(dòng)的處于豎直靜止?fàn)顟B(tài)的剛性木棒的中點(diǎn)，問在泥巴碰撞木棒的過程中，以泥巴和木棒為系統(tǒng)的動(dòng)量和角動(dòng)量都守恒嗎？

對(duì)于這個(gè)問題的解答，在引導(dǎo)學(xué)生分析題意的時(shí)候，首先必須靈活地抓住泥巴與棒相互碰撞的作用時(shí)間是非常短暫的，“在這非常短暫的時(shí)間內(nèi)，近似認(rèn)為木棒仍處于豎直位置”這個(gè)“隱含條件”.抓住了這一點(diǎn)，學(xué)生不難得出系統(tǒng)所受外力有泥巴重力、棒重力和木棒上端受到的向上的支承力及與泥巴運(yùn)動(dòng)方向相反的水平支承力.再引導(dǎo)學(xué)生分析，泥巴重力、棒重力和木棒上端受到的向上的支承力平衡、木棒上端受到的與泥巴運(yùn)動(dòng)方向相反的水平支承力即系統(tǒng)所受合外力大小.由于系統(tǒng)的合外力不等于零，故系統(tǒng)動(dòng)量不守恒.再引導(dǎo)學(xué)生分析，在此短暫瞬間，系統(tǒng)所受各外力對(duì)轉(zhuǎn)軸力矩都為零，故系統(tǒng)角動(dòng)量守恒.本題如不是靈活地抓住“泥巴與棒相互碰撞的作用時(shí)間非常短暫”這一“隱含條件”，運(yùn)用所謂的瞬間效應(yīng)極限思維方法，那么對(duì)角動(dòng)量的守恒分析是很難得出結(jié)論的.

現(xiàn)在，我們把上面題目的泥巴撞擊位置條件由“木棒中點(diǎn)”改為“木棒下端”，其余條件不變，問在泥巴碰撞木棒的過程中，以泥巴和木棒為系統(tǒng)的動(dòng)量和角動(dòng)量都守恒嗎？棒獲得的角速度如何變化？

顯然，本問題中棒與泥巴為系統(tǒng)的受力情況與前面完全一樣，因此，由同樣的分析可知，所研究系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒，角動(dòng)量守恒.但是，當(dāng)筆者問到：“棒獲得的角速度如何變化？”有學(xué)生不假思索地回答：“變大.”問：“為什么？”答曰：“因?yàn)槟喟团鲎睬暗慕莿?dòng)量變大了，那么系統(tǒng)的總角動(dòng)量也就變大了，因此棒獲得的角動(dòng)量也變大了，所以它獲得的角速度也將變大.”針對(duì)學(xué)生這種缺乏思維的深刻性、表現(xiàn)為易被表面現(xiàn)象所迷惑的現(xiàn)象，筆者乘機(jī)抓住機(jī)會(huì)挖掘問題的本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生作進(jìn)一步的深入研究，培養(yǎng)學(xué)生思維的全面性和深刻性，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生思維靈敏性的目的.

下面是筆者引導(dǎo)學(xué)生分析、討論棒的角速度的變化情況.

整理得

當(dāng)d2=L時(shí)

要比較ω1，ω2大小，比較分母大小即可，有

(6m+2M)-(3m+4M)=3m-2M

通過以上幾例的教學(xué)我們感覺到，設(shè)置的題目條件的不斷變換，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了學(xué)生的思維，鍛煉了學(xué)生的思維能力.它不僅使學(xué)生掌握了知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生思維的靈活性，使他們學(xué)會(huì)從不同的角度用不同方法去分析、解決不同的問題.

2思維過程的靈活性培養(yǎng)

所謂思維過程的靈活性即指能靈活運(yùn)用各種法則、公理、定理、規(guī)律、公式等從一種解題途徑轉(zhuǎn)向另一種途徑.

在教學(xué)過程中，用多種方法，從各個(gè)不同角度和不同途徑去尋求問題的答案，用一題多解來培養(yǎng)學(xué)生思維過程的靈活性.

由于受思維定勢(shì)的影響，學(xué)生思考問題時(shí)還常常只有單一具體的聯(lián)想而忽視可逆聯(lián)想，從而造成思維途徑狹窄、呆板，不利于優(yōu)良思維品質(zhì)的形成.因此，在教學(xué)中教師應(yīng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的多種聯(lián)想.例如反向思維法(包括反證法)、極限思維法、類比法等都屬于多種聯(lián)想.它是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維人才的重要途徑.

【例2】在光滑的水平面上放有一光滑的斜面，斜面上放有一物塊，在物塊沿光滑斜面下滑的過程中，若以斜面、物塊為系統(tǒng)，則系統(tǒng)的動(dòng)量和機(jī)械能都守恒嗎？

解法1：先引導(dǎo)學(xué)生分別對(duì)物塊和斜面進(jìn)行受力分析.物塊受到重力G1和斜面對(duì)它的支持力FN1；斜面受到重力G2,水平面向上的支持力FN和物塊對(duì)它的反作用力FN1′.接著引導(dǎo)學(xué)生分析系統(tǒng)所受外力矢量和是否為零.由于FN1和FN1′屬于內(nèi)力，因此系統(tǒng)所受外力矢量和取決于G1，G2和FN.先把斜面隔離開來分析，由于斜面在豎直方向處于平衡狀態(tài)，設(shè)斜面傾角為θ，則FN=G2+FN1′cosθ, 再對(duì)物塊隔離開來分析，因?yàn)槲飰K沿斜面下滑有豎直向下方向的分量加速度，因此，G1>FN1cosθ=FN1′cosθ，即FN

解法2：此法的其余解題分析過程與解法1一樣.物塊與斜面間相互作用的壓力FN1′和支持力FN1這對(duì)非保守內(nèi)力做功的代數(shù)和是否為零也可以引導(dǎo)學(xué)生這樣分析，把FN1和FN1′分別正交分解為水平和豎直方向分量FN1cosθ,FN1′cosθ和FN1sinθ,FN1′sinθ，顯然易得出水平和豎直方向分量分別做功代數(shù)和為零，故FN1′和支持力FN1這對(duì)非保守內(nèi)力做功的代數(shù)和為零.

解法3：本題還可引導(dǎo)學(xué)生用極限思維迅速求解.如假設(shè)斜面傾角為90°，系統(tǒng)所受外力矢量和為G1，則能很快得出系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒，系統(tǒng)不存在內(nèi)力，而外力中只有G1做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

實(shí)踐證明，只要教師引導(dǎo)得當(dāng)，在培養(yǎng)學(xué)生思維靈活性的同時(shí)，點(diǎn)燃起學(xué)生創(chuàng)造的欲望和火花不是沒有希望的.最后還可引導(dǎo)學(xué)生分析，若以斜面、物塊還有地球?yàn)橄到y(tǒng)則以上結(jié)論又怎么樣？

一題多解可以拓寬思路，增強(qiáng)知識(shí)間的聯(lián)系，學(xué)會(huì)多角度思考解題的方法和靈活的思維方式，不僅培養(yǎng)了學(xué)生思維的靈活性，也為創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)打下了基礎(chǔ).

3思維遷移的靈活性培養(yǎng)

所謂思維遷移的靈活性指能舉一反三，觸類旁通.

【例3】一質(zhì)量為m0的子彈以水平速度v0擊中長為L，質(zhì)量為m，可以繞上端自由轉(zhuǎn)動(dòng)且處于豎直靜止?fàn)顟B(tài)的細(xì)木棒的下端后，以速度v水平穿出此細(xì)棒，求細(xì)棒獲得的角速度ω.

分析：此題與本文前面的例1，以及“一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以水平速度v0擊中長為L，質(zhì)量為m的可以繞上端自由轉(zhuǎn)動(dòng)且處于豎直靜止?fàn)顟B(tài)的直桿的下端并留在其內(nèi)，求直桿獲得的角速度ω”這道題是同一類型.解題分析的關(guān)鍵是抓住泥巴與棒相互碰撞的作用時(shí)間非常短暫，“在這非常短暫的時(shí)間內(nèi)，棒還來不及轉(zhuǎn)動(dòng)，近似認(rèn)為木棒仍處于豎直位置”這個(gè)“隱含條件”. 在此短暫瞬間，系統(tǒng)所受外力有泥巴

重力、棒重力和木棒上端受到的向上的支承力及與泥巴運(yùn)動(dòng)方向相反的水平支承力，但這些力都通過轉(zhuǎn)軸，對(duì)轉(zhuǎn)軸力矩都為零，故系統(tǒng)角動(dòng)量守恒.若是計(jì)算題， 則根據(jù)系統(tǒng)角動(dòng)量守恒列式子求解即可.

因此教學(xué)過程中，教師一定要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)類似的題目舉一反三，歸納總結(jié)，觸類旁通，這樣，則達(dá)到了思維遷移的靈活性培養(yǎng)的目的.

總之，思維靈活性的培養(yǎng)并不是孤立的，在教學(xué)中教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容結(jié)合學(xué)生的實(shí)際靈活掌握，互相穿插交織，有機(jī)結(jié)合，以思維靈活性的提高帶動(dòng)思維其他品質(zhì)的提高，以思維其他品質(zhì)的培養(yǎng)來促進(jìn)思維靈活性的培養(yǎng).只有這樣，思維靈活性的培養(yǎng)才能達(dá)到目的.當(dāng)然，只有當(dāng)學(xué)生的思維方法正確，他們的思維品質(zhì)才會(huì)得到培養(yǎng)，從而提高他們的思維能力.因此，在教學(xué)過程中，教師要始終圍繞教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生正確的思維方法，這樣，學(xué)生的思維品質(zhì)與思維能力才能互相促進(jìn)與提高，從而促進(jìn)學(xué)生心智技能的形成和提高.

通過幾年來有意識(shí)的思維品質(zhì)培養(yǎng)實(shí)踐，學(xué)生的思維品質(zhì)特別是思維的靈活性有了一定的提高，同時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)質(zhì)量也有相應(yīng)提高.

參 考 文 獻(xiàn)

1教育部人事司教育部考試中心制定. 教育心理學(xué)考試大綱. 上海:華東師范大學(xué)出版社, 2002.96～97

2吳志海. 如何培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性.網(wǎng)絡(luò):百度文庫,2012.5 1～8

*