高中物理教学中培养学生直觉思维和逻辑思维的尝试

张梅

摘要：培养学生的创新思维能力是物理新课标的重要理念之一，也是当今教育改革的重中之重。直觉思维、逻辑思维是科学创新能力的重要组成部分，也是学生思维能力的重要部分，是学生学习物理时所必须的两种能力技巧。因此，在物理课堂教学中，培养和训练学生的直觉思维和逻辑思维能力，是培养具有创新意识、勇攀科学高峰的有效途径。

关键词：直觉思维；逻辑思维；能力

中图分类号：G633.7

文献标识码：A

文章编号：1003-6148(2012)5(S)-0016-3

1问题的提出

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出“高中阶段教育是学生个性形成、自主发展的关键时期，对提高国民素质和培养创新人才具有特殊意义”。创新人才是社会发展的需要，是国家富强和民族兴旺的需要。而创新人才的培养又来自于学校的素质教育，素质教育质量的提高关键又在于各学科对学生创造性思维能力的培养程度。高中物理教学要适应时代发展的要求，采取恰当的教学模式、教学方法和手段，多角度、多方面、多层次地培养学生的创造性思维。直觉思维和逻辑思维是创造性思维的重要组成部分，笔者从物理概念、规律和实验教学等方面，在物理教学实践中对学生尝试进行了这两种思维的培养。

2两种思维的概述

2.1两种思维的定义

直觉思维是指不受某种固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质的一种思维形式。广义上的直觉是指包括直接的认知、情感和意志活动在内的一种心理现象，即它不仅是一个认知过程、认知方式，还是一种情感和意志的活动。而狭义上的直觉是指人类的一种基本的思维方式，当把直觉作为一种认知过程和思维方式时，便称之为直觉思维。狭义上的直觉或直觉思维，就是人脑对于突然出现在面前的事物、新现象、新问题及其关系的一种迅速识别、敏锐而深入洞察，直接的本质理解和综合的整体判断。

逻辑思维是人脑的一种理性活动，是人脑对客观事物间接概括的反映，是人们在认识过程中借助于概念、判断、推理反映现实的过程，并凭借科学的抽象揭示事物的本质。思维主体把感性认识阶段获得的对于事物认识的信息材料抽象成概念，运用概念进行判断，并按一定逻辑关系进行推理，从而产生新的认识。

2.2两种思维的关系

直觉思维和逻辑思维存在区别：(1)思维形式的区别：直觉思维最基本的表现形式是直觉的判断、直觉的想象和直觉的启发。它们常常结合于一个统一的思维过程之中，最终也要以判断的形式出现；逻辑思维的表现形式，是从物理概念、规律出发，通过分析、比较、判断、推理等形式而得出合乎逻辑的结论。(2)思维方法的区别：直觉思维的方法，以高度省略、简化、浓缩的方式洞察事物的物理实质，并迅速作出的一种猜测、想象或突然的顿悟；逻辑思维的方法，主要是逻辑中的比较和分类、分析和综合、抽象和概括、归纳和演绎。(3)思维基础的区别：直觉思维是从猜测、想象出发，没有固定的思维方式，虽然也需要知识和经验作为基础，但不完全依赖知识和经验：逻辑思维是建立在现成的知识和经验基础上的，离开已有的知识和经验，逻辑思维便无法进行。(4)思维特点的区别：直觉思维具有直接性、突发性、或然性、非逻辑性等特点；逻辑思维具有自觉性、过程性、问接性和必然性的特点。

直觉思维与逻辑思维相比虽然有着明显的区别和不同，但直觉思维与逻辑思维的发生和形成并不矛盾：其一，相互渗透。直觉思维以知识经验为基础，而许多知识经验又是人们逻辑思维活动的结果。直觉是人脑在知识经验的基础上，对客观现象直接的整体性反应，人们以往的知识经验，直接影响其直觉思维水平的高低。其二，相互补充。在一个问题的解决过程中，当逻辑思维方式难以奏效时，直觉思维的作用便会凸现。而在直觉思维的探索取得初步成果之后，则需要借助逻辑思维去验证。所以说，直觉思维和逻辑思维是科学进步的“两翼”。

3高中物理教学中培养学生直觉思维和逻辑思维的尝试

3.1利用概念教学培养学生的两种思维

概念不仅是学科结构的最基本的要素，是“框架”的“交结点”，而且是思维的“细胞”。什么是物理概念呢?物理概念是对物理现象的概括，是从个别的物理现象、具体的过程和状态中抽象出的具有相同本质的物理实体。物理概念是物理知识的基础，是物理现象的本质抽象，它是在感知大量材料的基础上，经过分析、综合、抽象、概括等思维活动，把感性认识升华到理性认识，这是认识的飞跃，是使学生形成概念的关键一步。因此，在物理教学中，概念的引入、概念的形成是培养与训练学生的直觉思维和逻辑思维的有效途径。

在物理概念教学过程中，从生活中常见的现象出发，点燃学生思维的兴奋点，让学生积极参与到物理概念的形成过程中来，在理解概念的基础上，再利用概念去解决实际问题。例如，加速度的概念，它既是教学的重点也是难点。在引入加速度这个概念时，列举生活中的现象，公路上的红绿灯，当红灯转变成绿灯时，我们看到各种车辆启动的过程，小轿车很快地“冲”出斑马线，而货车则“慢吞吞”地离开斑马线。提问：这个司空见惯的现象，说明小轿车运动得快，货车运动得慢吗?学生利用直觉的判断：这不是说明它们运动得快还是运动得慢，运动得快、慢是表示速度。提问：这个过程反映了什么样的物理现象呢?学生通过比较分析，得知此过程中反映的是速度的变化，小轿车速度变化快，货车速度变化慢。让学生回忆上一节速度的物理意义，速度是表示运动快慢的物理量，是位移与发生这段位移所用时间的比值。学生体会到物理学中凡是描述快慢的物理量都与时间有关系。在此基础上，学生通过自己的逻辑推理，通过自己的“劳动”获得加速度的概念。加速度是表示速度变化快慢的物理量，是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。根据对速度定义的理解，让学生体会加速度与速度的变化量、时间之间的关系。在这个过程中，不仅培养和训练了学生的直觉思维和逻辑思维，也培养了学生科学的学习方法。同时也为后面学习用比值定义的物理量的打下基础。

直觉的启发与联想、类比有着密切的联系。它实际上是对两种事物相似点的寻求。在教学过程中，让学生直觉地联想生活，通过在生活中寻找原形的办法就可以使学生很容易的接受新知识，对培养学生的直觉思维与逻辑思维能力有很大帮助。所以，教师在抽象的概念教学中，可以引导学生找到抽象概念的“原形”，突破教学难点。例如，电场中的“电势能”与“电势”是高中物理概念教学的两个难点，在探究好电场力做功的特点之后。启发学生思考：以前所学内容中，什么力做功的特点与电场力相似?学生就会突然想到重力，这样就自然而然将电场与重力场联系到一起进行类比，分析它们相应的物理量：电势能与重力势能、电势与高度等，学生的内在潜能被激发出来，学习的兴趣被调动起来，尝到了思维的真正乐趣，这样两个教学难点就轻而易举地被突破了。同样，电容器的电容是一个比较抽象的概念，若把电容器跟盛水的直筒容器比较，水量相当于电荷量，水深相当于电势差。水量与水深的比值就是容器的横截面积，这个比值会随水量、水深的变化而变化吗?这个答案是显而易见的。电容器的电荷量与电势差的比值就表示电容器的电容，那么，电容器的电容与电荷量、电势差有关吗?不同的直筒容器使它们的水面升高1厘米所需的水量相同吗?不同的电容器电势差增加1伏所需的电荷量呢?在此基础上，学生通过逻辑思维得出电容的物理意义。

3.2利用规律教学培养学生的两种思维

解物理习题是学生体会和实践物理知识的过程，是学生感悟所学物理概念、物理规律的应用过程，学生掌握了解决问题的科学方法，比简单地接受知识更为重要。在中学阶段，学习物理知识固然很重要，但更重要的是通过学习掌握物理规律，获得科学的思维方法，发展自己的能力，并受益终身，使他们将来在从事科研工作中缩短摸索方法的时间。

常听学生反映，物理课一听就懂，一做就错。究其主要原因有两个：一是对知识本身理解不够，二是思维方法的问题。学生常常将所学内容机械地往题目中套，并没有真正理解所学的概念和规律，也没有理解概念和规律与题目中设计的物理情景之间的联系，这样，必然会一做就错。解物理题，首先是认真“读题、审题”，此阶段是培养学生敏锐地洞察能力，利用直觉的判断与想象能力，确定问题解决的方向和途径；接着，抓住题中给出的已知条件和设置的物理情景与所学概念、规律之间的联系，判断依据情景建立相应的物理模型，再将与该物理模型有关的知识、规律有条理的组织起来，形成完整地解题过程，从而培养学生逻辑推理、综合分析解决问题的能力。因此，利用物理规律解决物理问题的过程。是将直觉思维与逻辑思维有机结合、相互协同的结果。

例如，万有引力定律教学中的“双星问题”，由于两个天体绕连线某点做匀速圆周运动，很多同学都能够快速直觉地猜测出两个天体始终在同一直线上，从而得出角速度相等的正确结论。但并不是所有直觉思维的结果均正确，必须通过逻辑思维，借助于物理规律进行验证。再如，同一圆轨道上后面的飞船要与前面的空间站进行交会对接，大多数同学根据直线运动中的追及情景，猜测飞船直接加速即可，这个直觉的判断是错误的。根据卫星发射和运行的规律，再通过逻辑的分析、推理，飞船要与空间站对接，最好的办法是先降到低轨道，然后加速升至高轨道与空间站对接。

3.3利用实验教学培养学生的两种思维

实验是物理教学必不可少的一部分，实验可以使学生对知识、规律有更深刻的认识。在实验过程中，要注意引导学生观察实验现象，学生通过观察获得大量具体的、形象直观的感性材料，对这些材料经过思维、抽象和概括，再由现象揭示事物的本质。这样，在实验的过程中培养了学生的直觉思维和逻辑思维能力，并将两者有机地结合起来。

例如，在“探究电磁感应的产生条件”教学中，让学生先回忆初中已经学过的知识，“当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。”再做一次这个演示实验，实验时，请同学们注意观察：当闭合电路的一部分导体在磁场中左右运动、上下运动时的现象(磁场方向由上而下)。现象是：左右运动时电流计指针发生偏转，产生了感应电流；上下运动时电流计指针不发生偏转，没有产生感应电流。为什么会出现这种现象?引发学生去思考这个现象的本质。同时，可以提议他们画出实验的示意图，最关健的是画出磁感线，这样有了视觉的直观性，再分析对比两次运动情景，学生头脑中对现象的本质就有了灵感，他们的思维就处于愤悱状态，顿悟出：切割运动能产生感应电流的实质是磁场发生了变化。启发和鼓励学生大胆猜想：怎样利用磁场产生感应电流?学生凭自己的直觉，提出各种猜想：与磁场强弱有关、与磁场的方向有关、与电路是否闭合有关、与闭合电路在磁场中面积大小有关等等。在判断猜想正确与否的途径上，学生提出通过实验来检验。学生根据提供的实验仪器，设计相应的实验方案，做完实验后，学生通过分析推理得出电磁感应的产生条件。在这个教学活动中，是学生一瞬间的思维火花，调动自己的全部知识经验，通过丰富的想象作出地敏锐而迅速的猜想或判断，并通过实验过程，由现象揭示事物的本质，学生通过直觉思维与逻辑思维相结合，获得产生感应电流的条件。

4结束语

在高中物理课堂教学中，教师可以从概念、规律、实验等多方面、多层次地将培养学生的直觉思维和逻辑思维有机地结合起来，这对培养学生的创造性思维会起到相得益彰的效果，为培养创新人才奠定基础，从而培养出国家迫切需要的高层次人才。

(栏目编辑赵保钢)