在物理教学中如何培养学生的发散思维能力

在物理教学中如何培养学生的发散思维能力

物理组罗美荣

授人以鱼，莫若授人以渔。它揭示了学生学习活动的科学过程和思想方法。要注重培养学生学习的能力，重在思维能力的培养，而各种思维能力中最活跃和最具创造力的就是发散思维（即求异思维）。发散思维是依据研究对象所提供的各种信息，使思维打破常规，寻求变异，广开思路，充分想象，探索多种解决方案或新途径的思维形式。它的主要特征是求异性和多样性，包括横向思维、逆向思维及多向思维。它要求开放眼界，对已知信息进行分析、综合并加工，从而收到一个信息输入和多个信息产生的功效。其特点表现在思维活动的多向性；其功效表现为可以开启心扉、震撼心灵、挖掘深层信息，架设起由已知达未知的桥梁，创造出新的思维和解法；其操作要求从一点出发，向四周辐射，心骛八极，思接千载，从而编织起信息、网络达到思维的预想目标。所谓“求异”就是关注现象之间的差异，暴露已知与求知之间的矛盾，提示现象与本质之间差别的一种思维。即从多方面、多角度、多起点、多层次、多原则、多结果思考问题，并在多种思路的比较中，选择富有创造性且能更有效地表达自已见解的思路。具体表现为：由封闭性到开放性；由求同性到求异性；由规范性到自由性；由稳定性到多变性；由慢节奏到快节奏。那么如何在教学中培养学生的求异思维能力呢？

1、师生共同营造“敢问、敢说、敢想”氛围

学起于思，思源于疑，疑则诱发探索，诱发思维，诱发创新。在课堂教学中教师应努力激发学生动脑提问题的积极性，鼓励学生敢于生疑发问，努力开发学生求异思维能力。对学生提出的问题和观点，不管是简单的还是复杂的，是幼稚肤浅的还是超越教学要求的，甚至游离于教学目标之外，教师都应适宜给予鼓励与肯定。尤其对具有导向性、启发性、富有思维价值的疑问，更要及时表扬，并组织学生讨论，创造良好的生疑发问的气氛；不能对学生提出的问题和观点置若罔闻，或挖苦斥责，这样就会影响学生的学习情绪并挫伤学生生疑发问的积极性，压抑学生思维的发展。好的提问方式可以创造良好的学习情境。通过逐步提高精心设计富有启发性的问题，引导学生自学、讨论和得出正确的结论，不仅可以调动学生的积极性和促使他们钻研教材，还可以开阔他们的思路和开发他们的智力，进而培养自学能力。同时，更要还学生以学习的主人并发挥其主观能动性。 2、打破常规思维，克服学生的思维定势

学生由于前概念的存在而形成的思维定势，在学习物理新知识的过程中容易产生消极的影响。容易造成知识的负迁移，影响新知识的接受。比如在高一讲授矢量知识时，学生都较难接受，原因是学生已经习惯于物理量的标量运算，习惯于把速率等同于速度，距离等同于位移。认为有力的作用物体就运动，没有力物体就静止，抛出去的物体要继续运动，必须受到力的作用等等。而克服思维定势的关键在于把物理概念的内涵和外延理解清楚，即把物理概念的形成过程和适用范围及条件搞清楚。在教学中，可以设计一些有针对性的实验来帮助突破教学难点。如设计一个物体在受力越来越小的情况下，而速度却越来越大的实验来帮助对该问题的理解。克服思维定势，不按常规思路解决问题的发散思维，如利用平均值、极限法、图象法、整体思维法等巧解巧算，培养创造发散。只有克服思维定势，才能引导正确思维，从而提高发散思维能力。

3、多角度设计实验

在实验过程中，结合问题的创设，让学生带着问题做实验，在亲身体验中探求新知识，开发智力潜能，对于培养学生的发散思维能力十分重要。创造发明常常需要多角度思考问题，多角度设计实验可以培养学生多角度思考的能力，从而使思路开阔，想象力丰富，培养学生思维的敏锐性，提高发散思维的能力。

例如：在复习“用单摆测定重力加速度”实验时，可提出这样的问题：请你设计几种测定重力加速度的方法。

学生经过一段时间的思考、讨论和争辩，在争辩中交换学生的思维“支持点”，在教师的启发、诱导下产生“发现”“发明”的思想萌芽。然后教师收集学生提出的各种设计方案：（1）用落球法：g=2h/t2；（2）用闪光照片：g=△S/T2；（3）用打点计时器和纸带：g=△S/T2；（4）用滴水法：g=2h/t2；（5）用天平和弹簧秤：g=G/m；（6）用圆锥摆：g=Lω2sinθ；（7）用倾角为θ的气垫导轨：a=g sinθ；（8）用单摆；（9）用平抛物体运动轨迹和桌面离地的高度求……等等。

接着，引导学生进一步相互讨论和交流。例如：你是如何想到这一方法的？它的实验原理是什么？还有没有其它的方法？使学生从不同角度思考问题，在知识发展的纵横线上产生新颖的设想，导致“思维开窍”，在“窍”中迸发创新力。让他们发表自己的观点，甚至相互争辩。在讨论中提出方案（1）的学生认为：只要测出物体运动的位移和运动时间，利用位移公式就可测得；提出方案（2）的学生认为：测出连续相等时间内的相邻两位移之差，利用匀变速运动的推论就可测出等等。从而使全班学生获得共识：设计时应考虑与重力加速度有关的原理和规律。这样既复习巩固了已有知识，突出教学重点，还培养了学生创造性思维的能力。

教学中有意识的让学生进行多角度设计实验，以训练思维的流畅性、变通性、独特性，从而提高学生发散思维的能力。

4、注重习题的多向求解

多向求解的训练有助于发散思维的培养，主要是因为它要求学生的思维活动要“多向”，不局限于单一角度和方向，不受一种思维的束缚。在习题教学中，注重一题多解，一题多变，一题多问，一题多答的训练。一题多解，就是广开思路，用多个物理规律去处理同一物理问题，这样，脑海中储存的大量信息会充分调动起来，在探求问题的解法方案中，使思维极大地得到发散。一题多变，主要包括题型变换、条件变换两种形式。例如：填空题与选择题的互换，已知与未知的互换等。具体做法就是让学生经过思考，把原题变成保持原知识点不变的题。通过一题多变，培养学生的变化发散思维。一题多问主要有：一题多问型，一带几连带性题组等形式，这是拓宽思路的先导，也是引水入田的渠道。使设问逐渐加深，引导思维逐渐深化，可有效地培养学生思维的深刻性。一题多答主要有：一是对同一问题有不同的表达方式；二是由于条件的不定性，使同一问题有不同的答案。善于运用“一”和“多”的转化，运用同一概念和规律去分析和处理多种物理问题，运用多个不同概念和规律去处理同一物理问题，通过知识的迁移和思维的发散，培养学生思维的交通性、灵活性和敏捷性。在习题的训练中，还应注重物理科学方法的指导，如把理想模型法、等效法和类比法等物理方法渗透到课堂教学和习题训练中，有利于提高学生的思维能力。

在一次高三复习课上我让学生做了如下一道高考题：

在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力甲推此物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙再推此物体，当恒力乙作用时间与恒力甲相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32J，则整个过程中恒力甲和乙做的功各为多少？

当学生做完此题后，我鼓励学生，“能否用其他方法试解？看谁想的方法最多最简便？”学生带着浓厚的兴趣积极探索，结果大多数学生用了两种以上的解法：有用牛顿运动定律和运动学知识解的，有用动量定理和动能定理解的，有用平均速度和动能定理解的，有用图象法解的。解法各异，繁简不一，综合起来有六种之多。通过一个例题，不仅让学生复习巩固了力学的大部分知识，而且激发了学生的学习兴趣，碰撞出发散性思维的火花，其意义远远超过了做题本身。

一般来说，物理现象并不是孤立的，描述物理现象的方法也不是单一的，反映和描述物理现象的规律也有内在的联系。因此，物理问题往往可以通过多种途径，多种方法思考和解答，教学中在学生掌握了基本的解题方法的基础上，进一步启发、引导学生再思考，探讨和寻求更好更简便的解法，既可以使学生复习和进一步掌握知识，形成知识的纵向和横向联系的立体结构，又可以培养和训练学生的发散思维能力，提高分析问题和解决问题的灵活性和创造性。

4 网络教学

随着信息时代的到来，传统的教学方法已不能满足教育的要求和学生的需要，建立以信息教育为核心，以学生为主体的新的教育模式已成为发展趋势，让学生在知识信息的海洋里自由驰骋，对于培养学生的自学能力，处理信息能力和发散思维能力将起很大作用。而随着知识的不断更新，边缘学科的发展和高考综合科的设置，学科的界限将越来越不明显。因此，加强学科间的渗透，努力设置多学科的整合课，让教育资源共享。通过多种知识的学习和发散，培养学生的发散思维能力和综合分析问题的能力将显得更加重要。如在讲重核的裂变时，可以把物理、化学、生物、历史等学科的知识整合在一起，让学生在学习物理知识的同时，也能获得其它学科的知识。

教学实践印证，课堂上学生的思维始终处于积极、主动状态，大部分学生对物理学产生了兴趣，物理学习的积极性高了，学习成绩也有了显著提高。

现代心理学认为：创造能力=知识量×发散思维，个人创造能力的大小和他们的发散思维成正比。可见，对学生进行发散思维的培养，正是造就一批具有创新思维和掌握创新方法的现代新人的重要手段，是当今学校素质教育的必然要求，也是时代赋予我们的光荣使命。