让逆向思维在科学教学中升华:逆向思维

　　一、生活引路，认识特点　　在人类历史发展长河中，不乏有运用逆向思维解决实际问题的成功例子。我国北宋时期的史学家司马光儿时曾砸缸救溺水的幼儿，一直为后人所称颂。客观事物总是存在着千丝万缕的内在联系。在遇到问题时，人们常常从原因或条件出发，层层推进，发展到事物的结果，以达到解决之目的。但如能反其道而行之，进行恰当地逆向思维，常常会收到意想不到的效果，实现锋回路转、柳暗花明又一村。如上例中要救出溺水者，一般人认为是让人脱离水而逃生。但是，司马光人小力不足，怎样才能把小孩从缸中救上来？万般无奈，他急中生智，却从反方向思考，让水脱离人——砸缸救小孩，真妙！
　　二、方法启迪，熟悉类型
　　平时，教师可有意识地引导学生做生活的有心人，多多观察，寻找例子，就会发现许多逆向原理。一般情况下，逆向思维有以下几种类型：
　　原理逆向：即从事物原理的相反方向进行思考，求得最佳方案的探索。它带有普遍意义，可以作为其他规律的基础。
　　功能逆向：指从事物的相反功能去进行思考，以解决问题的方法。如电风扇，从正向功能看，是为送风纳凉而设计制造的；从逆向看，用于吸气功能，如抽油烟机、吸尘器等。
　　结构逆向：指从事物的相反结构形式去探求规律，寻找解决问题的途径。
　　程序逆向：按事物过程的先后次序倒过来思考，从后推到前，以达到解决问题。
　　因果逆向：指从事物的因果关系来发现新的现象或规律，引发新的设想和思路。如导体通过电流，其周围会产生磁场。那么，如果设法导体周围产生变化的磁场，是否导体也有电流通过？法拉第就是根据这一原理，从逆向思维探求，从而研究发明了发电机。
　　状态逆向：指人们利用事物的状态和自然现象进行逆向思考来引发创造发明的一种方法。如水总是从高到低流动的，有什么办法能使其由低向高流动呢？由此人们发明了各种类型的抽水泵。
　　属性逆向：利用事物所具有的性质或特点的反向属性特征来进行探索的方法。
　　三、规律运用，训练技能
　　在教学教科版四年级下册《电路出故障了》一课时，我把两根导线、一个小灯泡、一个灯座、一节电池按一定的规律连接起来，小灯泡闪闪发亮，学生们兴奋极了。忽闪转身操作一下，小灯泡灭了，学生脸上晴转阴天，然后引导学生猜测，提出造成小灯泡不亮的原因，有的说是小灯泡坏了，有的说是灯座松动，或是电线断了，某细节接触不良等，待学生有了清晰答案后，我改换了2.5伏发光二极管替代小灯泡，看看怎样，结果在各部分都正常的情况下，小灯泡就是不亮。学生受到思维定式的影响，大都认为是灯泡坏了，或其它部分损坏，该怎么办？我特意再加一节电池，果然亮起来，而且有七彩闪动。孩子觉得很奇怪，好象老师跟玩魔术一样。在一阵惊喜之后，我告诉同学，碰到问题时，不能老是想着一定是什么毛病。这里是在各部分都正常的情况下，电压不足也不会使灯泡发亮。所以只要再加一节，达到它的工作电压，七彩灯就发起光来。
　　四、能力提升，解决问题
　　1、理清问题，深入探究
　　科学是一门综合性的核心课程，不同学科知识之间，科学、技术、社会之间都存在着内在联系和整体综合，形成一个有机、统一的共同体。在生活之余，学生的思维闸门是开放的，随时会有感触发，提出一些有挑战的问题，作为教师应认为，来自儿童问题驱动下的学习是难得的机会，要因势利导，就此发挥，会收到意想不到的效果。如在环保很受人们重视的今天，学生学过语文《假如没有灰尘》这课，知道了“假如自然界真的没有灰尘，整个天空始终都是蔚蓝色的，且地上万物始终都是湿漉漉的，更为惊奇的是没有灰尘，连风雪雨露都难以形成，且强烈的阳光射的人眼睛不能睁开。”多么可怕啊！
　　有的学生类推，“假如没有苍蝇、蟑螂等害虫，大自然又会是怎样的情景呢？”大家的思维又象打开闸门的水一样滚滚向前。这样的问题可不是三言两语能解释清楚，这时教师可引导学生利用课后时间，通过上网查询、文献查找和请教长辈等方式深入探究，再来回答这个问题。到了第二天，答案更是无奇不有。作为老师不能一概而论，要用辨证发展的观点，一分为二地看问题，具体问题具体分析，甚至目前认为都没有好处的害虫，科学发展到了一定阶段，会变得是益虫。如我们的生活垃圾是废物，但从能够利用它作为原料生产其他物质的情况下却是宝物，只不过是放错了的地方而已。
　　2、选择载体，解决问题
　　生活是个大舞台，要让学生插上逆向思维的翅膀，教师就要因势利导，运用这一原理，激发学生试着解决生活中的实际问题，以实现一次次质的飞跃。
　　如我们学习了“温度计”后，同学们对温度计原理有了深入了解，当然也会观察温度计了。学习了“风的观察”时，让学生做个观测天气的风向标和风速计，进而利用压强原理做个喷水实验，领悟了一些关于压强的基本原理。在课外，同学们饶有兴趣，继续攻关，知道了大气压大小与管内水柱高低成逆向这一规律，设计了用塑料管制作水气压计，进一步用来测量大气压的高低。制作时，采用内径为0、57厘米的透明塑料软管1米，在边缘标上刻度尺寸。先往管中注满水，注意管内不得有气泡，在末端用油布扎紧（不得出现漏气），把扎紧的一端挂在0、8米的高处，另一开口端使它浸在小桶的水中，就可以测试大气压了（如图1所示）。为了深入探究气象因子与大气压的关系，同学们进行了多次的细心观察并认真记录，终于发现了其中的奥秘。本地天晴时，水柱高0、72米；阴天时，水柱变低；刮风下雨时，水柱更低了。曾有一次发现水柱的突然降低，学生们预报了可能出现的“热带风暴”即将来临，由此告知临近的部分村民，做好了抗台风的准备。果然风暴袭来时，减少了一些灾难性的损失，被当地村民称之为“管用的红领巾气象站”。
　　总之，逆向思维总是与正向思维相对应而存在，我们在分析训练逆向思维问题时，还要联系两方面的因素，才能加深对逆向思维的理解，不断升华，收到更好的效果。
　　【作者单位：仙游县度尾埔尾小学 福建】