【逆向思维，物理小实验教学中的闪光点】逆向思维的人特征

　　古人说：“学贵知疑，小疑则小进，大疑则大进，疑者觉悟之机也，一反番觉悟，一番长进。”哥白尼正是通过对天文现象的观察而对地球静止不动在宇宙的中心，日月星辰都围绕地球旋转的观念产生了怀疑，才创立了“日心说”；司马光为救掉入水缸的小伙伴，在按照常规想法使人离水不能实现的情况下，采用逆向思维使水离人的主意，用砸破水缸的办法救出了自己的伙伴，成为千古佳话。这些都是逆向思维在现实生活中运用的闪光之处。因此要重视逆向思维在中学物理实践教学中的作用。
　　小实验促进逆向思维的实现。中学物理课程的特点是不仅教学内容包含极其丰富的科学知识，而且还具有丰富实验内容，实验不仅可以培养学生观察、操作等动手能力，还可以激发学生学习物理的兴趣，发展学生的思维，提高学生的创新能力。按照实验的目的和内容，中学物理实验可分为验证性实验和探索性实验。验证性实验是先提出假说、猜想或理论，然后运用实验进行检验，或者证实，或者否定，如验证力的平行四边形法则实验就是验证性实验。探索性实验是通过实验观察、测量，取得有关数据再经过分析、研究，总结出物理规律，如研究匀变速直线运动，研究电磁感应现象就是探索性实验。这两种实验的思维方向刚好是相反的，验证性实验为正向思维，探索性实验为逆向思维。验证性实验一般是按照实验书的步骤一步步按部就班地进行，来验证所得的结论与我们所知的是否相同，在一定程度上验证性实验不能激起实验者的兴趣；探索性实验学生有一定的思维空间与对未知结论的好奇心，这对于培养学生的思维能力与创新能力有着很大的作用。中学物理的课堂演示实验中，尽量避免枯燥的模仿演示，在教科书所提的实验中，在不改变实验结论的基础上尽可能加入自己的创新，最大程度上提高学生的思维能力，让学生“多思维、勤思维”。如在讲授“摩擦起电”时，倡导学生从多角度自制教具，帮助教师演示“摩擦起电”，效果会较好。若再增加一些探究性试验，例如，提出问题:“摩擦既然能生电”，那么“摩擦能否生磁，’?让学生自行探究，这样来激发学生的学习兴趣。再如，在讲授“小孔成像”时，教师再提出一个探究性试验:“小孔既然能成像”，那么“小点能否成像呢”?此时学生的讨论很激烈，求知欲望越来越强烈，对物理的学习和实验的探究产生浓厚的兴趣。2使用对称性教学理解物理概念利用对称性，根据匀变速直线运动具有的规律，将匀减速运动看成是方向相反、加速度大小相等的匀加速直线运动，往往可帮助学生理解物理概念。例1:一个物体以某一初速度在粗糙平面上做匀减速直线运动，最后停下来，若此物体在最初5秒钟经过的路程与最后5秒钟经过的路程之比为11:5，则此物体一共经历了多少时间?
　　例如建立欧姆定律的演示实验，导出牛顿第一定律的演示实验等等，我们可以在课堂上一边演示、一边讨论的方法，充分调动生的主动性，引导学生建立物理概念和规律，在掌握探索物理规律的的过程中，发展逆向思维的能力。又例如自由落体演示实验中，可在演示前设下疑问：显示生活中是重的物体下落快，那么在真空中的情形会是什么样子的呢?带着这个疑问，学生在自己的脑海中会设想在真空中的情形，之后学生就会加深对所学的知识的印象，达到提高教学效果的目的。在学生实验中，可以将一些验证性实验改成探索性实验，强化学生的探索精神和逆向思维能力的培养，例如：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中：首先可以提出问题，让学生猜测随着小灯泡发光，灯丝温度升高，它的实际伏安特性曲线还会是一条直线吗?假如是一条直线，我们所得到的就是小灯泡的实际阻值吗?学生通过所学的知识会提出自己的想法，然后让学生带着问题去做实验，从而使学生加深温度对导体阻值的影响认识，认识到伏安法测的阻值由于仪器本身的内阻的存在而不是实际的阻值。
　　在学生课余生活中，鼓励学生根据自己的兴趣和爱好进行小制作和小发明。小制作和小发明是学生思维的结晶，不仅可以使学生巩固所学的物理知识，而且还可以提高学生的动手能力和创新能力。逆向思维在小制作和小发明中的作用实现途径有：功能反转：从已有事物的相反功能去设想或寻求解决问题的新途径、新方法。比如热水瓶原来是为了保持高温液体不变冷而设计制造的，而它对于低温物体也有保温作用，也能用于冷藏。结构反转：从已有事物的相反结构形成去探求规律，寻找解决问题的途径。如厨房里切菜时刀动菜不动，而车床切削是工件而刀具不动。因果反转：改变已有事物的因果关系，来发现新的现象和规律，引发新的设想和思路。奥利特在1820年发现了电流的周围有磁作用，法拉第就从反面探求，使磁产生电，发明了世界上第一台发电机。
　　状态反转：把人们以往关于事物和现象的动静观念进行了反转来引发创造发明的一种方法。比如自动扶梯的发明就是动静倒置的结果，将原来的“人走路”反过来成了“路在走而人不走”。逆向思维在中学物理实验教学中的应用，其实就是在中学物理教学中打破思维定势，不断培养学生的自主思考、创新能力能力，使得学生的创造性能量得到释放，心智得到突破。
　　（责任编辑：王雪玲）
　　来稿日期：2012-06-13