尤東岳

摘 要：直覺(jué)思維對(duì)物理教學(xué)很重要，可以在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中提供準(zhǔn)確的猜想與假設(shè)，在物理問(wèn)題解決中提供快捷的思路。但是，它也因非邏輯性、或然性等特點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致學(xué)生根據(jù)直覺(jué)得到錯(cuò)誤結(jié)論。教學(xué)中可以采用善待學(xué)生的直覺(jué)思維營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍、利用物理學(xué)史喚醒學(xué)生的直覺(jué)思維意識(shí)、引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)、大膽猜測(cè)提升直覺(jué)思維的敏銳性、直覺(jué)思維與邏輯思維配合使用、求異思維解決問(wèn)題提升思維創(chuàng)造性等策略，最大限度地利用直覺(jué)思維的益處，避免可能的錯(cuò)誤。

關(guān)鍵詞：直覺(jué)思維；利弊；應(yīng)對(duì)策略；邏輯思維

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）12-0020-3

直覺(jué)思維對(duì)物理學(xué)科的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和學(xué)生學(xué)習(xí)物理都很重要。歷史上的不少科學(xué)發(fā)現(xiàn)最早都起源于科學(xué)家的直覺(jué)思維，而在物理學(xué)習(xí)中學(xué)生可以憑借直覺(jué)思維敏銳地發(fā)現(xiàn)便捷解決問(wèn)題的思路。也有不少中學(xué)教師，甚至大學(xué)專家研究了物理教學(xué)中直覺(jué)思維的培養(yǎng)策略。這些研究主要是闡述了直覺(jué)思維的特點(diǎn)、直覺(jué)思維對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要性、如何培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)思維能力等方面，沒(méi)有意識(shí)到直覺(jué)思維是一把雙刃劍——學(xué)生知識(shí)的深度、寬度以及思維能力方法有限，直覺(jué)思維會(huì)將學(xué)生帶入誤區(qū)，造成學(xué)習(xí)上的障礙，如何在中學(xué)物理教學(xué)中避免直覺(jué)思維的不利影響等方面的研究不足。

1 直覺(jué)思維對(duì)物理教學(xué)很重要

直覺(jué)思維是指未經(jīng)逐步分析就對(duì)問(wèn)題答案迅速作出合理猜測(cè)、設(shè)想或突然領(lǐng)悟的一種思維方式。直覺(jué)思維在探索、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律過(guò)程中起著重要作用，有利于確定物理問(wèn)題解決的方向和途徑。就中學(xué)物理教學(xué)而言，直覺(jué)思維主要有在實(shí)驗(yàn)探究中快速、準(zhǔn)確地提出猜想與假設(shè)，在物理問(wèn)題解決中提供快捷的思路等兩個(gè)方面的重要作用。

1.1 實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中準(zhǔn)確猜想與假設(shè)

猜想屬于科學(xué)想象。猜想過(guò)程中的思維一般具有跳躍性、或然性、非邏輯性、直接性、快速性等特征，明顯屬于直覺(jué)思維。直覺(jué)思維能夠幫助學(xué)生順利地完成探究，對(duì)探究有重要作用。只有正確猜想才能夠?yàn)楹罄m(xù)設(shè)計(jì)、選擇科學(xué)探究方案奠定基礎(chǔ)，才有可能得到正確結(jié)論，最大限度地避免探究走彎路。

例1 牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的猜想。在探究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)只有力才能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，質(zhì)量大的物體慣性大要改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就困難，就需要更大的力，利用直覺(jué)思維可敏銳地認(rèn)識(shí)到物體獲得的加速度與質(zhì)量和所受到的外力有關(guān)，根據(jù)牛頓第一定律知道質(zhì)量是影響獲得加速的唯一內(nèi)因，外力是唯一外因，并且結(jié)合已有的知識(shí)和掌握的方法，想到用控制變量法設(shè)計(jì)研究加速度與質(zhì)量和外力的關(guān)系。

1.2 物理問(wèn)題解決中提供快捷的思路

解決物理問(wèn)題是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中必須要進(jìn)行的訓(xùn)練，通過(guò)問(wèn)題的解決可以達(dá)到鞏固、內(nèi)化知識(shí)，遷移方法的目的。在一些物理問(wèn)題的解決中，如果學(xué)生按照常規(guī)思路進(jìn)行解答會(huì)經(jīng)歷比較繁瑣的推導(dǎo)、計(jì)算過(guò)程，但是如果學(xué)生具有直覺(jué)思維的意識(shí)，能夠敏銳地將題目中的一些關(guān)鍵信息和自己已有的解題經(jīng)驗(yàn)和解題方法聯(lián)系起來(lái)，可以找到快速解決問(wèn)題的思路，提高了解題效率，節(jié)約了解題時(shí)間。

例2 如圖1所示，一可看成質(zhì)點(diǎn)的物塊以一定初速度從一光滑斜面底端A點(diǎn)上滑，最高可滑到C點(diǎn)，已知AB是BC的3倍，已知物塊從A至B所需時(shí)間為t0，求它二次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的時(shí)間間隔。

2 直覺(jué)思維的缺陷

直覺(jué)思維雖然有時(shí)候可以幫助學(xué)生找到解決問(wèn)題的便捷思路，但是有時(shí)候由于直覺(jué)思維的非邏輯性和或然性，加上學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)不完善、科學(xué)方法掌握不熟練，導(dǎo)致學(xué)生僅靠直覺(jué)簡(jiǎn)單猜測(cè)或者遷移已有的經(jīng)驗(yàn)會(huì)得出錯(cuò)誤的解題思路和結(jié)論。這是學(xué)生根據(jù)直覺(jué)思維解決問(wèn)題的一大缺陷。

例3 如圖2所示，斜面小車M靜止在光滑水平面上，其右邊緊貼墻壁。若在斜面上加一物體m，且小車M、物體m都靜止，分析小車的受力情況。

解決本問(wèn)題時(shí)學(xué)生有一個(gè)典型的錯(cuò)誤就是憑借直覺(jué)認(rèn)為給小車加上物塊m之后物塊對(duì)小車有一個(gè)斜向右下方的壓力，所以小車和墻壁之間有彈力。實(shí)際上，如果以小車和物體的整體為研究對(duì)象，受到重力和地面的支持力，由于小車、物體都處于平衡態(tài)，易知墻面對(duì)小車無(wú)彈力。學(xué)生根據(jù)直覺(jué)思維得到錯(cuò)誤的結(jié)論。

3 培養(yǎng)直覺(jué)思維的策略

直覺(jué)思維對(duì)物理教學(xué)有利有弊，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)思維，讓學(xué)生能夠善于利用直覺(jué)思維發(fā)現(xiàn)、遷移解決問(wèn)題的思路，同時(shí)又能夠避免直覺(jué)思維的非邏輯性、或然性而導(dǎo)致錯(cuò)誤，讓直覺(jué)思維能夠?yàn)槲锢斫虒W(xué)提供服務(wù)。

3.1 善待學(xué)生的直覺(jué)思維，營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍

法拉第說(shuō)：“即使最有成就的科學(xué)家，他們得以實(shí)現(xiàn)的建議、希望和愿望以及初步結(jié)論也不到十分之一，而更多的直覺(jué)結(jié)論，不是被批判，非常難考察，就是被拋棄”。[1]科學(xué)家的直覺(jué)思維結(jié)論尚且如此，更何況知識(shí)結(jié)構(gòu)還不完善、科學(xué)方法掌握亦未熟練的學(xué)生，教學(xué)中教師面對(duì)學(xué)生的直覺(jué)思維結(jié)論不可責(zé)怪，而是要啟發(fā)、鼓勵(lì)學(xué)生更進(jìn)一步思考，要營(yíng)造寬松、平等、民主的學(xué)習(xí)氛圍，要保護(hù)學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)熱情。

3.2 利用物理學(xué)史喚醒學(xué)生的直覺(jué)思維意識(shí)

“在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中，既有邏輯思維的作用，又有非邏輯方法的作用。在科學(xué)史上，任何重大的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明都與直覺(jué)思維的作用密切相關(guān)。直覺(jué)思維在探索物理現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過(guò)程中起著重要作用?！盵2]例如，普朗克在研究黑體輻射時(shí)提出能量子假說(shuō)，愛(ài)因斯坦受普朗克能量子假說(shuō)提出光子假說(shuō)解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，安培提出分子電流假說(shuō)，法拉第受奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)認(rèn)為磁能生電，經(jīng)過(guò)10年數(shù)百次實(shí)驗(yàn)后終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這些無(wú)一不是利用直覺(jué)思維獲得成功的典范。將這些案例在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候滲透于教學(xué)中，喚醒學(xué)生的直覺(jué)思維意識(shí)，讓學(xué)生知道直覺(jué)思維非常有用。

3.3 要引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)

靈感的出現(xiàn)和頓悟都是在一定的知識(shí)積累和思考的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。學(xué)生要在物理學(xué)習(xí)中產(chǎn)生直覺(jué)思維的靈感，就必須要有完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)。物理學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)是指物理學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法。物理教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生積累知識(shí)、原理、方法，厘清它們之間的關(guān)系，構(gòu)建完善、有序的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，有助于學(xué)生在面對(duì)問(wèn)題時(shí)活躍直覺(jué)思維，靠直覺(jué)思維尋找到解決問(wèn)題的方法，且提升直覺(jué)思維結(jié)論的正確性。布魯納提出：“結(jié)構(gòu)的理解，能使學(xué)生從中提高他直覺(jué)處理問(wèn)題的效果?！崩纾诶?中，只有學(xué)生知道“初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移之比為奇數(shù)比”，并且親自推導(dǎo)過(guò)該結(jié)論（經(jīng)歷知識(shí)的構(gòu)建過(guò)程），對(duì)該結(jié)論運(yùn)用嫻熟，才會(huì)想到兩段運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同；在例3中，學(xué)生只有具備完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，當(dāng)學(xué)生得出有彈力的錯(cuò)誤結(jié)論后，才能正確受力分析，否定自己的錯(cuò)誤直覺(jué)思維結(jié)論。endprint

3.4 大膽猜測(cè)提升直覺(jué)思維敏銳性

牛頓說(shuō)過(guò)沒(méi)有大膽的猜測(cè)就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)。猜測(cè)是一種合情推理， 屬于綜合程度較高的直覺(jué)認(rèn)識(shí)過(guò)程。在教學(xué)中應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生在面對(duì)問(wèn)題時(shí)根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)和方法大膽猜測(cè)，在此過(guò)程中提高學(xué)生直覺(jué)思維的敏銳性。例如，在例2中，敏銳地根據(jù)“AB是BC的3倍”猜測(cè)兩段運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同可以節(jié)約不少論證分析時(shí)間。

3.5 求異思維解決問(wèn)題提升思維創(chuàng)造性

物理問(wèn)題的解決往往不只一種方法，例如力學(xué)綜合問(wèn)題的解決可以利用力與運(yùn)動(dòng)、功能關(guān)系、動(dòng)量定理動(dòng)量守恒等3個(gè)思路。不少物理題，解題思路靈活多變，教學(xué)中要鼓勵(lì)學(xué)生利用多種方法思考問(wèn)題，從中選擇最簡(jiǎn)單、最優(yōu)化，與別人不一樣的解題方法，從而提升學(xué)生思維的創(chuàng)造性。具有創(chuàng)造性思維，在解決問(wèn)題的時(shí)候思維更加靈活和跳躍，更容易根據(jù)直覺(jué)思維產(chǎn)生正確結(jié)論，也更容易快速判斷自己的直覺(jué)思維結(jié)論是否正確。

3.6 直覺(jué)思維與邏輯思維配合使用

直覺(jué)思維是創(chuàng)造性活動(dòng)中普遍存在的重要思維方式，是發(fā)明的開(kāi)端、發(fā)現(xiàn)的向?qū)Ш蛣?chuàng)造的契機(jī)；但直覺(jué)思維的產(chǎn)生是有條件的，且具有自身的局限性。教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生直覺(jué)思維與邏輯思維配合使用的意識(shí)。學(xué)生根據(jù)直覺(jué)思維得到了結(jié)論之后，應(yīng)該有利用嚴(yán)密的邏輯推導(dǎo)驗(yàn)證、修正自己結(jié)論的意識(shí)。這樣將直覺(jué)思維與邏輯思維相結(jié)合，避免直覺(jué)思維產(chǎn)生錯(cuò)誤。在例3中學(xué)生根據(jù)直覺(jué)認(rèn)為墻壁對(duì)小車有向左的彈力后，可用如下3個(gè)方法檢驗(yàn)。

方法1：以小車和物體整體為研究對(duì)象，受到重力和地面的支持力，由平衡條件知墻面對(duì)小車并無(wú)作用力。

方法2：假設(shè)小車受到墻壁施加的向左的彈力，以小車和物體整體為研究對(duì)象，其受力如圖3，則小車和物體將向左運(yùn)動(dòng)，自相矛盾，故而假設(shè)不成立。

方法3：以小車為研究對(duì)象，先不考慮墻壁與小車之間的摩擦力，受力分析，正交分解后（如圖4），物體對(duì)小車的摩擦力f=mgsinθ，則f1=fcosθ=mgsinθcosθ，f2=fsinθ=mgsin2θ，壓力F=mgcosθ，F(xiàn)1=Fsinθ=mgcosθsinθ，F(xiàn)2=Fcosθ=mgcos2θ。所以有f1=F1，小車在水平方向已經(jīng)合力為零，對(duì)墻壁沒(méi)有擠壓，二者之間無(wú)彈力。

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（欄目編輯 劉 榮）endprint