直觉思维与物理解题
2014-09-02徐后鑫
徐后鑫
摘 要: 直觉思维是一种跳跃式的思维形式,在物理解题中能直觉结果和直觉方法的作用,但直觉的结果必须以严密的逻辑思维加以验证。为培养学生的直觉思维,教师可通过让学生猜想、讨论等形式培养学生的直觉思维。
关键词: 直觉思维 物理解題 猜想
一、什么是直觉思维
直觉思维是指一种从整体上把握,能够迅速而抽象地接近事物现象本质的一种特殊的思维方式。直觉思维是一种跳跃的思维形式,它根据对事物的生动知觉印象,跳过循序渐进的思维进程,直接把握事物的本质与规律,因此它是一种浓缩和省略的思维形式。
二、直觉思维在解题中的运用
(一)直觉结果
例1:一辆列车,各节车厢的长度一样,一个人站在列车头旁的地面上,列车从静止开始启动,已知第一节车厢经过时用了t秒时间,求第5节车厢经过时用了多少时间?
(二)直觉方法
例2:湖湾成顶角为α的楔形,岸上住有一个渔人;他的房子在A点,如图1所示,从A点到他离湖最近的C点之距离为h,而到湖湾的一头,即到D点之距离为l。湖对岸B点处有渔人好友的房子,点B位置与A点相对湖湾对称。渔人拥有一只小船,他可以以速度v沿岸步行或以速度v/2乘船在湖中划行,他从自己的家里出发要到好友家里,求他需要的最短时间t。
分析:本题类似于光学中研究光波在棱镜中的折射问题。因为光的传波总是沿最少时间进行的,所以有基础的学生会直觉按照几何光学规律解题,光线从A点传到B点的光路同所有其他途径相比需时最少。渔人应该沿着“光路”行走,即以角r走向湖湾E点;乘船沿垂直于角α平分线的方向航行,渡过湖湾,再沿岸朝B点方向步行。这样学生就在以前经验的基础上凭直觉找到了正确的解题方法。
三 、直觉思维解题的本质
利用直觉思维解题的本质是一种迁移,是一种极其熟练的自动化迁移,中间思考的过程所需时间极其地短,以致让人们自己也感觉不到是一种思考过程而认为是一种灵感。
四、 如何提高学生运用直觉解题的能力
(一)必须建立在扎实的基本功之上,要求学生必须对那一种结果、方法的运用如行云流水,无丝毫阻滞感,还得对这结果和方法的特点烂熟于心,只要新问题有特征的触发和引导就能联系旧问题。
(二)如何从模糊到清晰。许多问题在产生了直觉之后往往还只是一种模糊的念头而不是一下子就清晰地找到方法,心中觉得在这地方可做文章而不知该从何下手做文章。这就得学会分析,具体分析新旧问题的相似与不同之处,然后寻找什么地方可以借鉴,什么地方得加以修正,并通过不断尝试找到正确的解题方法。
(三)直觉不是无中生有的,是建立在聚精会神的思考的基础上的。如阿基米德在澡堂中发现人浸入水中水溢出来时,从而找到判别皇冠真假的方法,并发现了浮力定律。我们不能消极地坐等灵感的到来,而要积极思考探索问题的解决方法,一个人只有在尽力思考,在他周围的空间和时间上都布满了一种思考的“场”时,这“场”才能对进入的事物产生作用。“机遇总是偏爱有准备的头脑”,说的就是这个道理。所以我们要鼓励学生多思考。
(四)在平时新课教学中注意鼓励学生多猜想、讨论,养成直觉的思维习惯。直觉的基础是扎实的基本功,直觉的清晰以分析能力为基础,直觉触发的条件是积极地思考,但这一切都必须建立在一个基础上,即学生要有猜想和凭直觉解题的习惯,否则一切都将成为无源之水。这就要求我们在平时教学中鼓励学生大胆猜想,对一些物理现象充分发表自己的见解,哪怕是一种不成熟的想法,注意多讨论,在讨论中体会别人的不成熟直觉思维,这对学生养成良好的直觉习惯很有帮助。
(五)培养学生的审美意识,让美的思想引导学生产生直觉。整个自然界是和谐的、美的,因此物理规律也表现出特有的简洁和和谐之美。凭着对物理规律美的追求,许多物理学家产生了许多美妙的直觉,并为他们的伟大发现开启了成功之门。例如,麦克斯韦就根据他原来电磁场方程中的对称的破缺,产生了“位移电流”的直觉,从而使麦克斯韦方程组出现那种完美的对称美,并建立了统一的电磁场理论。事实说明,他的直觉是正确的。这种情况不仅在科学家的发现物理定律中,在学生解题中也经常出现。
五、运用直觉思维必须最后以可靠的逻辑思维为后盾
数学家彭加勒说:“逻辑是证明的工具,而直觉是发现的工具。”同样在物理解题过程中,解题以直觉开始而以逻辑结束。如在例1中,学生尽管凭着那种做初速为零的匀加速直线运动的物体通过相同位移之比这个结果直觉出了结果,但这仅仅是一种直觉,单凭直觉的结果是不可靠的,那也跟我们研究的物理方法相违背,所以必须在直觉的基础上,依靠逻辑思维为结果找到充分的证据,如例1,学生在直觉的基础上,运用所学的相对运动的知识把例1的问题转化为初速为零匀加速物体通过相同位移时的时间之比问题,到此这问题才能算是画上了一个完美的句号,所以我们运用直觉解题过程时不管是对结果的直觉,还是对方法的直觉,最后在具体的解题过程中都必须以逻辑为基础,为直觉找到可靠的依据。
参考文献:
[1]郑青岳.物理解题理论.
[2]郑青岳.物理解题思维研究.
[3]彭聃龄.普通心理学.