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個方面談了點芻見.

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、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、技能的同時，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生用已有的知識、技能來進(jìn)行科學(xué)的思維活動，從而達(dá)到“會學(xué)習(xí)”的目的.而要達(dá)到“會學(xué)習(xí)”的目的，沒有良好的思維品質(zhì)，思維活動過程也難以順利進(jìn)行下去.大學(xué)物理知識可能在將來會被遺忘，但思維品質(zhì)的培養(yǎng)會影響學(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，思維是以已有知識為中介，對客觀事物概括的間接的反映.思維反映著人腦對輸入的信息進(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，審勢度勢，及時地用新觀點、新設(shè)想、新方案和新方法來解決新的實際問題，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，能運用所學(xué)知識，綜合地對問題加以分析.為此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)有意識地培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性.具體的實施過程筆者是從以下幾方面著手的.

1思維起點的靈活性培養(yǎng)

所謂思維起點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)體切割磁感線運動而產(chǎn)生感應(yīng)電流時，接著演示部分導(dǎo)體在磁場中靜止不動或沿平行磁場方向運動，沒有感應(yīng)電流；當(dāng)演示到線圈在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流時，接著演示線圈在磁場中平動(四邊不離開磁場)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)出它們的共同點就是：當(dāng)穿過閉合電路的磁通量不變時，則不產(chǎn)生電流；當(dāng)穿過閉合電路的磁通量變化時，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)動的處于豎直靜止?fàn)顟B(tài)的剛性木棒的中點，問在泥巴碰撞木棒的過程中，以泥巴和木棒為系統(tǒng)的動量和角動量都守恒嗎？

對于這個問題的解答，在引導(dǎo)學(xué)生分析題意的時候，首先必須靈活地抓住泥巴與棒相互碰撞的作用時間是非常短暫的，“在這非常短暫的時間內(nèi)，近似認(rèn)為木棒仍處于豎直位置”這個“隱含條件”.抓住了這一點，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動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動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)所受各外力對轉(zhuǎn)軸力矩都為零，故系統(tǒng)角動量守恒.本題如不是靈活地抓住“泥巴與棒相互碰撞的作用時間非常短暫”這一“隱含條件”，運用所謂的瞬間效應(yīng)極限思維方法，那么對角動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”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)的動量和角動量都守恒嗎？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)的動量不守恒，角動量守恒.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：“因為泥巴碰撞前的角動量變大了，那么系統(tǒng)的總角動量也就變大了，因此棒獲得的角動量也變大了，所以它獲得的角速度也將變大.”針對學(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

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，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生思維的靈活性，使他們學(xué)會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.

由于受思維定勢的影響，學(xué)生思考問題時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)的動量和機(jī)械能都守恒嗎？

解法1：先引導(dǎo)學(xué)生分別對物塊和斜面進(jìn)行受力分析.物塊受到重力G1和斜面對它的支持力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, 再對物塊隔離開來分析，因為物塊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，點燃起學(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、物塊還有地球為系統(tǒng)則以上結(jié)論又怎么樣？

一題多解可以拓寬思路，增強(qiáng)知識間的聯(lián)系，學(xué)會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間非常短暫，“在這非常短暫的時間內(nèi)，棒還來不及轉(zhuǎn)動，近似認(rèn)為木棒仍處于豎直位置”這個“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動方向相反的水平支承力，但這些力都通過轉(zhuǎn)軸，對轉(zhuǎn)軸力矩都為零，故系統(tǒng)角動量守恒.若是計算題， 則根據(jù)系統(tǒng)角動量守恒列式子求解即可.

因此教學(xué)過程中，教師一定要有意識地引導(dǎo)學(xué)生對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.

通過幾年來有意識的思維品質(zhì)培養(yǎng)實踐，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

*