怎么培养物理教学中灵感思维

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  文章结合物理新课程教学实践,肯定了在物理教学中培养学生灵感思维的积极意义,提出了在物理教学中培养学生灵感思维能力的主要途径。 以下是小编分享给大家的关于写怎么培养物理教学中灵感思维,一起来看看吧!

  关键词:物理教学;灵感思维;培养

  在物理学史上,阿基米德发现浮力原理、牛顿领悟出万有引力定律、瓦特发明蒸汽机等都使我们联想到灵感。物理学中的灵感思维就是在探究问题中百思不得其解时,却因受某种偶然因素的启发,产生顿悟,头脑中刹那间闪现解决问题的方法与成果。

  灵感并不神秘,它也不是少数天才的专利,而是每个人都可能产生的,它是在长时间攻研某一问题,逐渐达到饱和,并达到巨大高潮时闪现的新思想、新方法、新理论。物理教学中的灵感思维是教师机智地教、学生创造性地学的重要组成部分。笔者认为,在物理新课程教学实践中,师生都要认识到灵感思维的作用,并重视对自身灵感思维能力的培养。

  一、在物理教学中培养学生灵感思维的意义

  爱因斯坦说过,人类的重大科技突破大都来自灵感而非逻辑推理,而科学的作用则是证明它。灵感思维具有独特的突破性作用,在创造性思维中居于重要的位置。

  1.有利于左右大脑半球联合发挥作用,促进学生思维的发展。斯伯里(R.W.Sperry)提出大脑半球分工理论:人脑左半球主要具有抽象思维功能;右半球主要具有形象思维功能;左右大脑半球会联合发挥作用进行思维。

  在教学中,学生借助逻辑思维和形象思维能解决许多物理问题,但有些问题隐含的信息不是单用思维就能发现的,有时还得凭借灵感、直觉、想象和猜想。比如,牛顿在前人工作的基础上,通过演绎与推理,得出了太阳与行星间作用力的规律。之后,牛顿一直在思索月亮绕地球运动的原因,偶然的苹果落地促发了他的灵感:苹果被抛出后总要落回地面,是什么力作用于苹果呢,是否也是地球对苹果的引力造成的,地球对苹果的引力和太阳对行星的引力是否就是同一种力呢?若真是这样,物体离地面越远,其受到地球的引力就应越小,如果物体延伸到月球那么远,物体是否也会像月球那样绕地球运动,地球对月球的力、地球对地面上物体的力、太阳对行星的力是否是同一种力?正是在这灵感的驱使下,牛顿把太阳与行星间作用力的规律上升到了“万有引力定律”。

  在物理教学中,如果过分强调逻辑思维,则可能会使学生谨小慎微,甚至导致其思维僵化。如果同时注意培养学生的灵感思维,则会充分发挥左右两个大脑半球的功能,实现有效、合理地开发大脑功能。

  2.有利于创造性思维的培养,提高学生的创新能力。灵感思维是非逻辑思维,一般缺少严密的推理和判断,更多的是随机和意外的想象。正如钱学森所说,“凡是有创造经验的同志都知道,光靠形象思维和抽象思维不能创造,不能突破,要创造要突破得利用灵感。”比如,法拉第研究“由磁产生电”的道路并不平坦,原因在于逻辑推理告诉他:既然奥斯特的实验表明有电流就会有磁场,那么有磁场也就一定会有电流。于是,他在实验中用的是恒定电流产生的磁场,这使他经历了长达十年的失败。然而一次偶然的开合电源开关的举动,使他发现了感应电流。由此,法拉第顿悟“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。接着,他设计并做了几十个实验,最终揭示了深藏不露的各种“磁生电”的现象。

  在人的思维中,逻辑思维的功能在于发现,而非逻辑思维则在于突破和创新,即是说非逻辑思维中的灵感思维具有创造性。所以在教学中,不但要重视学生逻辑思维的训练,也要关注其灵感思维的培养。

  3.有利于知识的巩固、提高、再现和迁移。科勒的顿悟说认为:顿悟学习是一种达到高水平理解的学习;顿悟学习的核心是把握事物的本质,而不是无关的细节;通过灵感习得的内容是进入长时记忆的,因此一旦出现灵感,有关行动就容易保持下来,并在较广泛的情境范围内不断呈现新的灵感。

  比如,法拉第在发现感应电流时,立即意识到,这是一种非恒定的暂态效应,之后通过不同的实验对“磁生电”进行迁移和扩展。法拉第把引起电流的原因概括为与变化和运动相联系的五类:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体,并把这些现象定名为“电磁感应”。

  通过机械灌输习得的知识是难于建构的,更是无法迁移的,而通过顿悟学到的内容印象深刻,随时可应用于任何情境中的类似问题。

  比如,高一学生常在这样一个题目上犯错:小车通过弯曲的杆子带着质量为m的小球以加速度a匀加速前行,求:杆对小球弹力的大小与方向(见图)。学生有的冥思苦想,不得其解;有的受杆子方向的影响得出错误解答。但也有学生受老师启发,脑海里突现一个想法,所求弹力的方向与杆的方向无关不就解决了么?于是通过整理很快解决了该问题。这就是物理灵感的闪现,以后这一思维方法就能迁移到其它类似的问题中去,如怎样解答匀加速运动的一筐土豆中的一个土豆受到其它土豆给的合力;或是解答放在斜面上的物体受到的支持力的大小,甚至可拓展到火车拐弯的问题等。

  二、在物理教学中培养学生灵感思维的途径

  人的灵感不是头脑中固有的,灵感是思维过程中一种必然的偶然,它也是有规律可寻的,因此,它也就能在平时的教学中不断地训练和培养。

  1.注重学生的知识积累,为灵感的形成打下基础。灵感不是凭空臆想,扎实而宽厚的知识以及熟练的基本技能,是灵感产生的基础。知识积累是量变,灵感出现是质变,科学家的灵感思维是他们长期刻苦钻研、积累知识的回报。科学史的事例充分证明:知识越丰富,创造性灵感越能产生,就越容易取得新成果。

  要培养学生的灵感思维能力,就要在循序渐进的学习和积累知识的过程中进行。应引导学生在自然科学、社会科学方面广泛地汲取知识,使之积极地参与实践,敏锐地观察事物,在大脑中存储知识和经验,当显意识和潜意识发生碰撞时,就可能在储存知识的基础上形成灵感,产生顿悟,并迸发出创造的火星。

  2.鼓励学生勤奋思考,为捕获灵感创造条件。灵感是勤奋思考的厚积薄发境界,例如,牛顿由于把注意力集中在研究的问题上,有一次竟然把怀表当作鸡蛋放在锅里煮了。所以当有人问牛顿为什么从苹果落地悟出万有引力定律时,牛顿说:“我一直在想、想、想……我的成就当归功于精心的思索。”产生灵感常有一个精神极度紧张、思维高度集中的心理过程,在此过程中有序与无序并存,经过对立和斗争,无序向有序转化,并在某一条件的激发下有序脱颖而出,进而产生灵感。

  多数情况下,学生在经过艰苦的思索后便陡然放弃,结果功亏一篑,痛失灵感产生的有利时机。要培养学生的灵感思维,就要引导他们对欲解决的中心问题进行反复、紧张、艰苦、长时间地思考,要进行超出常规的过量思考,这是激发灵感的必经过程。因此,要让学生有意识地抓住紧张思索后短暂的平缓期而仍不放弃,在紧张中保持冷静而清晰的头脑,处理好思维过程中动态与静态的关系,才有利于灵感的产生。

  3.着意于学生的类比联想,为诱发灵感建立正确导引。灵感作为创造性思维的高潮,不是随时随地都会产生的,它往往借助于类比和联想而出现。尤其是在原型启发条件下产生的灵感,它是在看似无关的原型与亟待解决的问题间由于存在某一维度的相似性或潜在联结点,通过联想而诱发的。比如,牛顿小时候就由磁铁吸引钢针联想到地球可能会吸引物体。

  大多数有创造经历的人都认为,已有的经验若与眼前要探究的问题具有某一相似要素时,这将有助于诱发灵感。这可从格式塔学派的心理学观点得到支持:人的直觉对问题提供的信息作出领悟并迅速转移到所要解决的问题中去,从而引起灵感;它可以不必以一般原理为中介而直接在两个具体物之间利用某种相似点建立起推导关系。

  4.强调学生的非智力因素,增强灵感思维的密度。爱因斯坦有句名言:“只有热爱,才是最好的老师。”教师要以物理学科的成果、物理学家的榜样和自身的教育教学魅力来激发学生对物理学科的热爱和兴趣,并以科学的方法加以引导,稳定其兴趣,培养其情感,使之升华为意志、性格,从而增强学生灵感思维的密度。

  采用启发式和讨论式教学,能充分调动学生的主观能动性,这时多元思路犹如八面来风,吹开每人的心灵窗户,在彼此纵横交错的发散思维的碰撞和交汇中激发悟性,使得潜意识获得足够的“能量”,在满足灵感产生的边界条件时,潜意识就跃迁到显意识,顿生灵感。

  灵感思维在科学认识中有着不可忽视的功能,有价值的新观点、新理论、新方法、新产品在很大程度上都有赖于灵感的激发。但灵感思维不可能脱离其它思维形式而孤立地发挥功能,它是和抽象思维、形象思维相互渗透、相辅相成的。我们在肯定和强调灵感思维的同时,决不能将它无限夸大。

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