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城镇中学物理教学直觉思维培养的研究 毕业论文(调查类)


城镇中学物理教学直觉思维培养的研究
——邱金元纪念中学物理教学研究

中国物理教学中,直觉思维被忽视是一直存在的现实问题,如中学物理教学大纲 在对学生思维能力培养的要求中就指出:“要通过概念的形成、规律的得出、模型的建 立、知识的运用等,培养学生抽象和概括、分析和综合、推理和判断等思维能力以及科 学的语言文字表达能力和口头交流能力”。[1]可见,我国在物理教学中不对直觉思维重 视。 目前在城镇中学物理教学中存在着教师只重视学生逻辑思维能力的培养而轻视甚 至忽略学生直觉思维能力的培养与发展的问题, 该问题实在让人担忧。 然而学生直觉思 维能力的培养在物理教学中是非常重要, 是物理教学中不可或缺的实践内容, 它与逻辑 思维能力的培养在物理教学中有着同样甚至更重要的地位和作用。 那么对直觉思维培养 的研究将是一项不可忽视的内容。 新世纪时期, 我们提倡教学上创新, 而具有教学价值的创新思维方式却基于直觉思 维。 为了寻求一条能让物理教育随着人们对事物本质认识的深入而逐步发展的道路, 那 么新时代要求我们选择对教学起着重要作用的新思维方式——直觉思维。 随着我国现代化的加快建设, 城镇中学教学也在不断的发展, 特别是物理教学更受 人们所关注。而能力培养的研究过程中,如何提高物理教学的质量和效率,将关系到物 理基础教育的改革,这也是广大物理工作者所追求的目标。 在城镇物理教学中,无论是教师素质,或是教学设施往往优于农村教学,那么为了 更好的利用这个条件,我们应该本着“以学生发展为本” ,以物理知识为载体,以提高 科学素质为基本宗旨, 也应该培养和发展学生直觉思维作为突破口, 逐步提高学生学习 能力和研究能力,促进城镇学生综合素质的发展,达到培养学生创新能力的目的。这是 当前物理教学改革的最基本、 最紧迫任务之一, 也同时是新世纪教师应该承担的历史任 务。 那么肩负如此重要的的艰巨任务, 我们就必须做好挑战, 不断的进行有关的调查分 析, 并深入的探讨该问题出现的根源, 寻找能够把直觉思维嵌入我们物理教学中的途径 与方法。

1、调查访问和初步分析 调查访问和初步分析 访问 、高一(7)班的学生中开展 以问卷形式在邱金元纪念中学高一(1)班、高一(3) 抽样调查,并以询问记录方式了解教师对培养学生直觉思维的教学方式的看法,初步的 总结中学教师教学工作的情况以及中学学生对直觉思维的认识程度。发放 180 份问卷, 回收有效问卷 168 份,统计结果如下表:

占 百 分 比

认为重要(%)
角 内 容 色

认为一般(%)

认为不重要(%)

学生 物理学 直觉思维 结合条件 物理学直觉思 维具备的能力 经验知觉能力 物理学触发 直觉思维 的方法 知识结构的 运用 猜测 设想 突然领悟 整体思维 灵感思维 7.6 8.0 7.4 10.6 3.8 4.2 知识结构掌握 物理概念理解 物理表象掌握 洞察能力 11.8 8.5 6.2 8.5

教师 15.3 18.4 7.3 25.8 26.2 24.0 29.0 21.3 5.0 6.4

学生 41.7 49.8 24.9 38.5 36.1 30.6 31.1 31.9 26.6 18.0

教师 68.2 70.5 28.6 66.3 67.9 32.6 30.0 29.2 29.6 35.3

学生 47.2 41.0 68.4 57.4 61.7 61.0 61.2 58.7 69.0 77.1

教师 15.1 10.3 53.6 7.1 4.9 42.8 40.1 48.3 64.7 58.8

通过对邱金元纪念中学学生与教师的调查,结过显示:无论是学生还是教师,在直 觉思维方面的理解和运用都存在着不足,与此同时我们还发现了几个严重的教学问题。 那么针对现实中的这种情况,我们应该如何处理,以下就做一下简单的分析与探讨: 1.1 物理学直觉思维结合条件分析 1.1.1 物理知识结构掌握不足 我们可以从列表中知识结构的栏目中看到 41.7%的学生认为对知识结构的掌握一 般,而认为不重要的占 47.2%,认为重要却只占 11.8%。因此我们发现:对于高中物理 学习,学生对知识结构的掌握往往不够理想,正如高中新课标物理教材,有些学生只是 关注运动描述、匀变速直线运动的研究、相互作用和牛顿运动定律题目的解法,却忽略
[2](104) 了它们之间的联系。 实质上, 直觉思维是 “以知识组块为思维材料而进行的思维” 。

因此,作为学者在学习知识时对知识结构的掌握是必须具备的。从教师角色角度来看, 对物理教学中知识结构掌握认为一般的有 68.2%,认为重要的也只有 15.1%,可见在城 镇中学的教学中对直觉思维材料的认识还是很缺乏的。 物理知识结构把整个物理学的知 识点有效的连接在一起,它给学生一个广泛的联想空间。对于教学工作,我们应该竭力 并且及时的让学生掌握物理知识结构,使中学生通过对知识结构的分析来处理问题。 1.1.2 物理概念理解不透彻 由上表数据显示: 学生中认为物理概念知识需普通理解的占 49.8%, 而且还有 41.0% 认为根本不重要,多数学生表示物理概念没必要深入理解,只需识记,觉得深入理解是 一个浪费时间的过程。 这说明了城镇中学生绝大多数陷入题海战场中, 而忽略了一个重

要的学习方法——概念的深入理解。 在访问物理教师中, 大多数认为对物理概念的理解 还是有必要的, 物理概念的理解是否透切关系到学生对物理题目的理解和解题方式。 由 此可见, 中学教学还是在逐渐的脱离填鸭式教学。 但不理想的是还有少部分教师觉得物 理概念没必要深入理解,这充分体现物理教学存在着局限性。作为一名合格的教师,必 须跟着时代走,不能脱离现实,必须完成国家新课标新方案的任务,而学生能否对物理 概念理解的透彻是该任务之一。 1.1.3 物理表象掌握缺乏 纵观我国物理学史,不难发现,对学生逻辑思维能力培养的重视是传统教育方式, 但往往忽略了另一个重要的思维方式——非逻辑思维。 而物理表象掌握恰恰是非逻辑思 维的重要材料, 它是运用直觉思维观察事物的必备条件。 著名物理学家爱因斯坦高屋建 瓴地道出了直觉思维的创造价值:物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律, “ 要通向这些定律, 并没有逻辑的道路, 只有通过那种以对经验共鸣的理解为依据的直觉, 才能得到这些定律。”[3](102“人们普遍认为直觉是一种非逻辑性加工。其实所谓的非逻 辑性加工, 不过是由于组块内的推理经反复练习而熟练, 并浓缩成了一个整体 (组块) 。 这个知识是个人心目中的‘定律’,运用这个定律进行推理似乎是一种非逻辑性加工, 展开这个非逻辑性推理的过程,即是严密的一步步推理。”[4]可见,要真正的掌握直觉 思维就必须对非逻辑思维的材料掌握。 统计数据显示:大多学生还是不能很好的掌握表象,44.1%的学生认为表象掌握层 次太过简单, 基本上没对该方面的多大的兴趣, 也有过半的教师认为掌握表象无非只是 一个低层次的学习方式,所以不给予重视,也不把它列为教学培养计划的内容了。这表 明了城镇中学物理教学对新鲜的思维方式存在的不适, 从而导致学生缺乏重要的直觉思 维材料。 因此, 在教学中教师应该让学生发挥主观能动性, 集中弥补中学生对表象掌握的不 足,慢慢地培养他们对非逻辑思维的适应。 1.2 物理学直觉思维必须具备的能力分析 经过调查,结果显示,只有 9.0%左右的中学生认为对直觉思维必须具备的能力培 养重要,而有 68%的学生认为培养洞察力与经验知觉的能力视为普通技能;少数部分同 学认为该能力培养不重要内容, 因此需要在教学上加以强调该方面能力的培养。 直觉思 维作为新的教学方式, 那么有必要培养中学生的各种具备的能力, 对洞察能力以及经验 知觉能力的培养需要广大物理工作的共同努力, 能否真的的培养学生的该方面能力直接 关系到物理教学工作进度以及物理事业的发展。 面向未来, 青少年要具备新时期的各方 面能力,不断的弥补自身的不足,才能立足于新生的教育当中。 1.2.1 中学生洞察能力的情况分析 从数据中显示: 已有近 26%的教师认为培养洞察能力非常重要, 但绝大多认为一般。 还有 57.4%的中学生认为洞察力不重要。 所谓洞察力是指能够深入观察事物或问题的 能力,其实更多的是参杂了分析和判断的能力,可以说洞察力是一种综合能力。

学习物理如果缺乏必备的洞察力显然就像失去灯火的黑夜。 根据这方面调查的数据, 说 明了我国城镇物理教学培养学生综合能力项目上还很贫乏。 新时代的教师必须抛开“学 而优则仕” 旧思想束缚,树立新思想,着重培养学生的洞察能力,让学生拥有较强的 观察能力,实现新课标的任务。 1.2.2 经验知觉能力分析 数据显示,学生对经验知觉不予重视,其占有率为 61.7%,且有 67.9%教师阐述了 在教学中利用经验直觉是一个巧合, 而不是培养的计划, 所以视为普通的能力培养项目。 顾名思义, 经验知觉能力就是凭借平时经验直接对事物进行判断辨别的能力, 它不需要 通过逻辑思维。显然,中学生缺乏重要的非逻辑思维能力已成了一个现实问题了 那么针对我国城镇中教学现状, 我们更应该多给学生一个训练的空间, 例如平时放 学可以开设一些活动,出题目让学生思考,要求他们不要用逻辑思维,而是完全凭借自 己拥有的经验和感觉来判断,然后不急于答案的对否,主要考察的是学生如何判断。经 过这样长期的训练,学生会慢慢的形成了知识组块结构,也可能诱发新的思想方法,从 而能达到预期的结果。 1.3 物理学直觉思维方法分析 早在 1959 年,美国著名教育心理学家布鲁纳就提出了这样的观点:“直觉思维、 预感的训练, 是正式的学术学科和日常生活中创造性思维的很受忽视而重要的特征。 机 灵的预测、 丰富的假说和大胆迅速地作出的试验性结论, 这些是从事任何一种工作的思 想家极其珍贵的财富。”[5](33)这充分说明,无论是物理学家还是教育心理学家,尽管 他们的专业各不相同, 研究视角各异, 但他们却都不约而同地对直觉思维给予高度的评 价。但对于我国中学各学校对该思维方式的接受度不够,据数据显示,有近 60%的学生 对猜测、设想和突然醒悟的学习方式不予接纳。在教师角色上也如此,大部分教师对于 该方法也是持有反对意见。 1.3.1 猜测方法分析 根据栏中的数据可以看出有 61.0%学生和 42.8%的教师认为猜测在教学以及在学生 平学习时起不了很大的作用,这说明了城镇中学猜测教学上的欠缺。实质上,猜测是在 对研究的物理对象进行观察、 实验和分析的基础上, 依据已有的材料和知识作出符合一 定经验与事实的推测性的联想、 想象、 顿悟等思维方法, 它是直觉思维的高级认知过程。 教师必须经常运用直觉思维对问题进行猜测,给学生做示范,引导学生模仿。美国著名 心理学家布鲁纳认为,如果学生从来没见过他们的长辈有效地利用直觉思维去解决问
[5] 题,那么,他们就未必会相信和应用直觉思维。 古代的一些说法也很有道理,如古人

曰:学起于疑,这无非是表明了猜测在教学中起了很大的作用。 因此, 新时代教师必须加强猜测学习方法在教学中渗透。 实时的通过各种方法对学 生进行训练,培养学生的良好学习方法。 1.3.2 设想方法分析 事实上, 在生活中大部分学生对设想方法感到很陌生, 他们觉得设想只不过是一种

偶尔出现的技巧罢了。访问了多数教师,有 40.1%的教师否定了设想这个思维方式,他 们也一直认为大多数物理问题都要靠逻辑思维来解决,而设想只会引导学生走入歧途。 我们知道, 设想是创造思维的一个必备思维方式, 缺乏大胆的设想就没有很大的创 新意识了。 故我们不能否认设想思维方式的存在, 无论是教师还是学生都必须把它当做 自己学习或者工作的一种必备的武器。 对于 61.2%认为不重要的学生必须加强训练,开设一些课题研究,鼓励他们大胆提 问,提高学生的自主创造研究能力,让他们在实验中大胆设想,大胆发挥自己的主观能 动性。 1.3.3 突然领悟方法分析 统计表明, 10.3%的中学生觉得突然领悟方法重要, 58.7%学生和 48.3%教师表示 但 该方法是一种偶尔性的方法, 因此想触发直觉思维简直是一件不容易的事, 所以他们都 选择了放弃。突然领悟,是根据客观物质,没经过大脑逻辑思维而突然间获得的宝贵信 息和规律。 现代化的城镇中学教学设备齐全, 那么通过提高学生突然领悟的学习方法来 触发学生的直觉思维将是势在必行。 现实当中, 我们可以在课堂多讲些关于历史人物如 何通过突然领悟来触发直觉思维的实例来引导学生,正如美国《PSSC 物理》在“万有 引力”一章中,介绍了牛顿在伽利略和开普勒等人研究成果的基础上,通过苹果落地受 到启发,而直觉地提出“地球作用于苹果的力可能也作用于月球”的推测,而后牛顿又 提出“引力平方反比定律不仅适用于太阳与行星、地球与月亮,而且也适用于任何两个 物体”的假设。后来,经过理论研究和数学论证,终于发现了“万有引力定律”。从教 学角度上美国《PSSC 物理》在引导学生思维确实高出一筹,它使学生从客观上认识了 突然领悟的重要性,因此我国城镇中学教学就必须引以鉴之。 1.4 直觉思维材料运用的分析 直觉思维材料的运用, 即是对知识结构的运用, 他通常分为: 整体思维、 灵感思维。 1.4.1 整体思维的分析 当今天我们面对“实现什么样的发展, 怎样发展”的重大问题时, 以解放思想破解 科学发展难题,越来越需要诉诸一种整体思维模式。那么对于现今物理教育,同样都需 要一种新的思维模式, 整体思维是对知识结构的整合过程, 是直觉思维的一个重要体现。 直觉思维是综合运用已有知识、表象、经验感觉,从整体上研究物理问题,从整体上把 在对物理 握物理对象和物理过程, 把注意力和着力点放在物理问题的整体对外效应上。 问题作总体分析的基础上,进行一种简约、紧缩、有选择和急速的推理思维,然后,以 一种敏锐的观察力、有根据的想象力和判断力,以单刀直入的方式,一次从整体上揭示 物理事物的本质。[2](105 根据调查数据显示,26.6%学生和 29.6%教师认为整体思维在教学或学习中需占有 一定地位,但严重的是有 64.7%的教师在物理教学上不提倡整体教学,他们觉得如果把 整体思维嵌入教学中, 会改变中学生原先思维的方式, 从而影响了他们的解题的习惯与 速度。实质上,局部的思维方式是一种存在极限的思维方式,它严重的束缚了学生的开

放思想。新世纪我们提倡创新思维,创造性思维离不开直觉思维,而整体思维恰好是直 觉思维的一个方式,因此教师必须引导学生发展整体思维。 1.4.2 灵感思维方式分析 据调查数据来看, 不难发现中学生对灵感方面的认识不够透彻, 也没实际上去应用 它,有 77.1%的学生与 58.8%教师认为灵感是不可能实现的,凭借灵感只会浪费学习时 间。 历史证实灵感思维是一种新的思维, 无数学者认为灵感的存在让他们认识了很多生 活中难以看见的东西和规律 笔者认为, 灵感是以已有的知识经验为基础, 在意识高度集中之后产生的一种极为 活跃的精神状态, 这时人的思维会对百思不得其解的问题, 产生突发性飞跃和敏锐的顿 悟,从而解决问题。灵感是直觉思维的一个重要的思维方式,在微妙的一瞬间闪烁着耀 眼的火花。 英国著名病理学家贝弗里奇认为: “灵感是指对情况的一种突如其来的顿悟 或理解。”钱学森认为,灵感是潜意识,当酝酿成熟时突然沟通涌现于意识成为灵感。
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那么针对大多数学生教师对灵感思维的排斥,学校在教学工作上应该要有新的方 案,可以调集全校教师开关于灵感思维在教学上运用的会议,努力提高教师的意识,让 教师把该思维方式渗透他们各个领域的教学当中。 那么在物理教学上, 我们应该实现一 下计划: 第一是外界偶然的刺激, 包括得到大自然或生活经验的启示, 得到其他物理学工作 者的启示,得到相邻学科的启示,受到某种情景的触发。物理作为一门以实验为基础的 学科,就必须注重一些来自外界的启示。实验前,教师应该引导学生的动手能力,而不 是让他们照书本做实验, 这样学生会根据他们自己的思维去做实验, 或许发现很多书本 上没有的东西。 第二灵感是物理概念、物理表象、物理方法等在大脑内的相互作用,使得潜意识获 得足够的“能量”,跃迁到显意识。[2](110)因此应该让学生的潜意识跃迁到显意识。 可见, 直觉是在多次反复的抽象思维和形象直感的基础上产生的, 而灵感则是多次 直觉的升华和结晶。直觉是创造的先导,灵感是创造活动的顿悟。 2、直觉思维的认知机制 直觉思维,是人脑对于突然出现在面前的新事物、新现象、新问题及其关系的一 种迅速识别、敏锐而深入的洞察、直接的本质理解和综合的整体判断,它是直接领悟的 思维。对于直觉思维的认知机制,国内外物理教育学家有着不同的理解。在物理科学上 有存在种种观点, 有种观点认为, “直觉思维的实质是运用有关知识组块对当前问题进 行分析及推理, 以便迅速发现解决问题的方向或途径的思维方式。 在某种程度上说直觉 是一种逻辑性推理。从组块的产生来看,它是通过一步步推理而得到的,因此直觉的结 果往往可以通过逻辑推理来验证。从直觉的产生来看,人们以组块作为推理的根据(组 块起着大前提的作用),推理才一蹴而就,迅速完成。”[4] 另外一个观点就是:“人

们普遍认为直觉是一种非逻辑性加工。 其实所谓的非逻辑性加工, 不过是由于组块内的 推理经反复练习而熟练,并浓缩成了一个整体(组块)。这个知识是个人心目中的‘定 律’, 运用这个定律进行推理似乎是一种非逻辑性加工, 展开这个非逻辑性推理的过程, 即是严密的一步步推理。”[7]著名物理诺贝尔奖获得者杨振宁,在总结自己的研究体会 后一直认为直觉思维在本质上是非逻辑的。 费米发现慢中子作用的过程说明了对于直觉 思维认知机制的认识还有待深入。 关于这个问题, 美国教育心理学家布鲁纳的智力发展 过程理论可以为我们提供一个较好的解释模型。 布鲁纳认为, 儿童的认知发展不是刺激 与反应结合的渐次复杂化的量的连续过程, 而是由结构上迥异的三个阶段组成的阶段性 的质的过程。这三个阶段是:行为把握,图像把握,符号把握。 依据智力发展过程理论,布鲁纳建构了关于直觉思维的认知解释。那么把这种认 知渗透到我们的中学教学上会是如何的呢,以下做一些解释。 2.1.直觉思维多数采取图像的认知方式 在直觉思维多数采取图像的认知方式上爱因斯坦认为“在我的思维结构中, 书面的 或口头的文字似乎不起任何作用。 作为思想元素的心理的东西, 是一些记号和有一定明 晰程度的意象,它们可以由我‘随意地’再生和组合。……在进行可以传达给别人的、 由文字或别的记号建立起来的任何逻辑之前, 上述的这些元素就我来说是视觉的, 有时 也是动觉的。 通用的文字或其他记号只有在第二阶段才能很费劲地找出来, 此时上述的 联想活动已经充分建立,而且可以随意地再生出来。”[3](416)可以发现爱恩斯坦的观点 跟布鲁纳观点基本一致。 实际上,逻辑思维相当于符号把握,而直觉思维则相当于图像把握。在图像把握 中,可以同时浮现事物的所有因素,所以是同时把握的。正如中学生学生受学习时间的 限制,而对题目思考也受到逻辑思维的限制,而图像把握既不受时间的束缚,也不受逻 辑思维的束缚,能把握事物的各个因素。城镇中学教学设备齐全,教学环境也好,那么 要求学生把握图像的认知方式有利于中学生的创新意识。 2.2 直觉思维的过程是非语言的认知过程。 直觉思维是多数采取图像认识的过程, 在图像认识过程中的突如其来地使中断的思 路突然沟通,从而导致认识活动的飞跃和突破。然而图像通常具有非语言的性质,是难 以用语言来表达的。 正如有些学生在做物理实验时候常常会发现一些问题是实验设备难以解决的, 但通 过一些非逻辑的巧合却能够解决, 这个突然间的认识飞跃是非语言的, 无法用语言来阐 述的。因此,直觉思维的过程是非语言的认知过程。 2.3 直觉思维是对不确凿情境的感知。 事实验证直觉思维是在所研究的客观事物细节尚未分明的情形下对整个事物的内 隐的感知。它具有跨越时间和空间的性质,因此,这种内隐的感知不同于我们通常所说 的感知。 通常所说的感知, 一般是指人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性和整体

属性的反应, 这种属性通常是对事物表面的认知。 而直觉思维虽然在具有生动的图像这 一点上与通常所说的感知相类似, 但在掌握事物本质结构这一点上却有根本不同。 正如 有这么一道题目,质量为 m 的金属棒 ab 在 h 高处,从静止开始沿着光滑弧形的平行金 属轨道下滑,并进入光滑的水平轨道。水平轨道足够长,处在竖直向下的匀强磁场中, 磁感应强度为 B,在水平轨道足够长,处静止的金属棒 cd,质量为 0.5m。若 ab 和 cd 棒始终没有相碰,摩擦不计,则它们的速度可达到多大? 那么根据一般逻辑思维,中学生会有这样的解题思路:ab 棒进入磁场发生电磁感 应,产生感应电流,出现安倍力,ab 棒减速,cd 棒加速,最后两者速度趋于相等。显 然, 这个定性分析是正确的。 但是学生会在定量计算时陷入困境, E1=E2=BLv, I=E/R=0, F=BIL=0,始终无法求得。 在这个时候有些学生会跨越一些限制, 对该问题有新的内隐感 知,他们运用了动量守恒定律,使难解的题目突然间变得思路清晰,ab 棒和 cd 棒之间 的安倍力大小相等、方向相反,是一对作用力呵反作用力。若把 ab、cd 与磁场看成一 个系统。这个安倍力就是内力。那么系统只有内力的作用,动量一定是守恒了。 按照布鲁纳的见解,直觉思维是在所研究的客观事物细节尚未分明的情形下对整 个事物的内隐的感知, 它具有跨越时间和空间而直达事物本质的性质, 爱因斯坦提出狭 义相对论的过程也生动地说明了这一点。 布鲁纳直觉思维理论的关键在于,他提出了图像把握既不受“时间顺序”的束缚, 也不受“逻辑顺序”的束缚,可以一览无余地把握构成事物的各种要素的观点。可见, 图像把握的同时性特点与直觉思维的整体性特点非常吻合。通过上述理论与经验的分 析,布鲁纳的直觉思维认知机制解释模型值得在中学物理教育中推崇。 3、直觉思维的认知功能 直觉思维的跳跃性、整体性和猜测性的特点,使其在物理学研究和物理教育中具 有以下认知功能。 3.1 直觉思维具有联想功能 直觉思维具有联想的功能。当学生或者教师在解决有关物理物理问题时候,常常 没发觉问题中是存在着很多漏洞和空白的, 如果他们运用逻辑思维方式进行思考, 那么 就会处于一个极限性的空间里。 若他们用直觉思维, 就会有广泛的联想空间, 包括哲学, 来自自然界的信息,整个宇宙空间,甚至是难以捉摸的时间。爱因斯坦曾高度评价物理 直觉思维联系事物的重要意义, 他指出: “在法拉第—麦克斯韦这一对和伽利略—牛顿 这一对之间有非常值得注意的内在相似性──每一对中的第一位都直觉地抓住了事物 的直接联系,而第二位则严格地用公式把这些联系表述了出来,并且定量地应用了它 们。”[3](102)这个确切的说明了直觉思维具有联想功能。 3.2 直觉思维具有猜测功能 物理学家在科学创造过程中,当逻辑思维还不能起作用的时候,首先要对研究对 象做出判断,提出自己独立的见解,做出科学的猜测。在新的领域内,由于研究对象的

复杂和深奥,人们已不能随意构造实验去发现或建立方程、规律,也不能随时随意用实 验验证理论的正确性, 而必须借助于越来越复杂的数学, 尤其是借助于科学家的直觉去 推进科学的发展。 当中学生或者教师也遇到现实难以解决问题的时候, 首先都是通过判 断、合理的猜测来解决,等设备优化了,再进行验证。猜测是直觉思维所具有的一项功 能。 3.3 直觉思维具有创新性功能 著名物理学家爱因斯坦重视直觉,他曾说:“从特殊到一般的道路是直觉性的,
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而从一般到特殊的道路则是逻辑性的”。

直觉思维研究在中学教学是应该被视为

重点的因素,它不同于其他思维方式,它是一种重既有创新性的思维方式。在城镇中学 中开展直觉思维研究将会带来很大创造力。 由此, 爱因斯坦提出了科学形成和发展的两 条途径:一是无意识方面,即通过非逻辑的直觉和想象;二是有意识方面,即通过逻辑 思维,必须是先运用直觉思维,然后逻辑思维考虑问题。 比如,20 世纪的杰出物理学家狄拉克,就是在没有任何实验证据的情况下,仅仅 基于他对物理美的直觉欣赏,进而天才地在 1928 年写出了具有里程碑意义的狄拉克方 程。在当时“负能”不为人们所重视,甚至是排斥,但他不顾玻尔、海森堡、泡利等著 名物理学家的冷嘲热讽, 1931 年又大胆地凭直觉提出了“反粒子”来解释负能现象。 于 直到 1932 年安德森发现了电子的反粒子,人们才领悟到狄拉克直觉思维的威力。 由此可见, 若能把直觉思维引入到我们的物理教学当中, 那么将会在物理界中产生 巨大的创造力,这个也是广大工作者不谋而合的一个期盼。 4、培养学生直觉思维能力的教学途径 培养学生直觉思维能力的教学途径 直觉思维的突发性表现在顿悟是不期而至的, 并且稍纵即逝。 因此我们必须牢牢的 抓住它,及时的、迅速地予以记摘下来,否则,是很容易遗忘的。中学生的思维正处于 迅速发展的时期,形象思维有所增强,逻辑思维大为提高,我们要不失时机地注意培养 他们的直觉思维能力。 那么针对城镇中学物理教学当中, 要怎样培养学生的直觉思维能 力呢?总结了一些经验,主要有以下的一些途径。 4.1,重视结构教学,形成合理的认知结构,培养组块思维能力。 培养学生成物理直觉思维能力,很重要的一点就是要帮助学生理解物理概念和物 理规律的内涵、外延以及它们之间的联系,将新知识纳入原有的认知结构,关于认知结 构可以使用多媒体, 用连接方式把大致内容合理的连接起来, 让学生大脑中有着知识组 块的结构图。 布鲁纳提出: “结构的理解, 能使学生从中提高他直觉处理问题的效果。 [5] ”
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无结构的零乱的信息是难以形成直觉思维的,当有秩序、有结构的信息从提供的信 息中忽隐忽现时, 就会活跃直觉思维。 正如学过动能定理后可引导学生建构的知识方法 结构形成动能定理的组块材料, 中学生可以根据自己的理解建立动能定理的来源、 特征、 联系和意义。

定义式:在直线恒力作 用 下 , 可 由 F=ma 及 v2*v2-v1*v1=2as 导出

定理的特征:空间位 移运动学以及电学上 应用

动能定理 W=E2-E1

概念理解:合外力物 理所做的功等于物体 动能变化

适应范围:在相对惯性 参照系中,无论受力和 轨迹情况如何都成立

建立好的知识结构图后,教师可以鼓励学生运用直觉思维来作出推测。这样,学生 就可以从教材赋予的信息的狭隘性中解放出来, 向着同这种信息相关的直觉思维的境界 展翅飞翔。 4.2 重视物理学史教育,激励直觉思维的动因 城镇中的学生有很好的学习条件,就应该积极发展非智力因素,培养他们对科学 的兴趣,增强对学业的情感,磨练顽强的拼搏的意志,树立无私奉献的优良品格,是培 养直觉思维的条件。 有时在中学生学习的过程当中,我们不必只是做题训练,而是要以一种新的教学 方式来触发学生的直觉思维, 让学生有创新的意识, 而这种方式离不开有关物理学历史。 在物理教学中结合知识传授的过程, 进行物理学史的教育, 以古中外的物理学家事迹感 染学生,有利于发展学生的非智力因素,从而促进直觉思维能力的发展。[8](52) 例如我们可以通过一些科学家的艰苦经历的实例来引导学生,我国著名科学家钱 学森,得知新中国成立的喜讯后,为了报效祖国,与阻挠他回国的美国当局坚持斗争五 年, 冒着生命危险, 终于回到了祖国, 为祖国的国防建设呵科学事业做出了卓越的贡献。 再如德国物理学家伦琴在研究阴极射线放电现象时,偶然看到管子附近的荧光。 伦琴以强烈的好奇心、顽强的毅力和寻根究底的精神,独自在实验里一连七个星期,不 分昼夜地进行观察,终于发现了新射线(X 射线)。这一发现,是打开微观世界大门的 三大发现之一,伦琴成为第一个诺贝尔物理学奖的获得者。 又如被人们赞誉为“镭的母亲”居里夫人在简陋的工棚里奋斗了 45 个月,从几吨 沥青矿渣中练出了镭

类似这样的实例只要我们在教学过程中,予以重视,恰当引用,科学巨子的光辉 业绩呵崇高榜样,就能化为巨大的精神力量,鼓舞和激励年轻一代茁壮成长。 4.3 倡导学生进行科学猜测 在深化物理教学改革中,我们必须在设备齐全的城镇中学中推广探索性教学方法, 大胆提倡和引导学生进行科学猜想, 是学生感受前人的发现全过程, 体验科学探索的艰 难和乐趣,激发中学生的创新意识和直觉思维活动。 正如,在学习高中教材中“万有定律”时,教师就按得照牛顿研究、总结万有引力 定律的探索过程来进行教学。 从牛顿实例引入, 牛顿观察与思考地球与月球运动的事实, 然后大胆的猜测:地球对苹果的引力也作用于月球,是个同性质的力。然后运用开普勒 定律和力学知识证明得出:F∞mM/r2.那么牛顿也立即大胆的假设了地球与太阳,行星 与太阳等等是同性质的力。 牛顿就是从一个苹果坠地的情况得到了灵感, 并且触发了非 逻辑性的猜测,最后得出了万有引力。 教学上可以多通过这样教学来引发学生大胆的科学猜测, 这样不仅使学生掌握了知 识,还领会到了科学探索的步骤和方法,难怪牛顿自己深有体会地说: “没有大胆的猜
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想就做出伟大的发现。 ” 4.4 开展多种多样课余创新活动 在课堂接近尾声的时候,教师可以根据学生的实际情况和学习的教材,发表一些 看法或者论述一些课题,然后由学生来发现问题,让学生进行探讨与分析,正确与否不 是最重要, 重要的是学生是怎么分析这个问题, 通过这样的方式来提高学生的直觉思维 能力。在课外活动中可以布置一些小制作小实验、小论文、物理游戏、参观工厂和科技 馆等,一来丰富了学生的课余生活,二又很好的培养了学生的物理直觉思维能力。正所 谓“近水楼台先得月”,城镇地处市区比较发达,各种实验器件比较齐全,那么开展课 余创新活动已成一项重要教学工作。 学校可以通过改革物理课堂教学方法, 拓展劳技教 育创新途径,指导学生搞创造发明,大的层度上培养引发学生的直觉思维能力,对于创 新项目可以通过各种方式拟定,可以实验的,可以观察,也可以是采集收集分析。而且 必须对具有创见性的想法和创新成果给予大力表彰, 只有这样才可能不断激励和提高学 生的直觉思维能力。 结 语: 面对我国传统的逻辑思维教学方式,培养城镇中学生的直觉思维能力是一项艰巨的 物理教学任务,但在物理教学中教师可以通过知识结构教学、物理学史教学、倡导学生 大胆猜测的教学和课余创新教学来提高学生的直觉思维能力, 让直觉思维体系在教学中 快速形成。 培养中学生物理直觉思维能力不是短时间的事情, 而是需要广大物理教师的 不懈探索而慢慢实现的。

参考文献
[1]中华人民共和国教育部.全日制普通高级中学物理教学大纲[S].北京:人民教育出 版社,2002. [2]阎金铎,等.物理思维论[M]. .南宁:广西教育出版社,1996. [3]爱因斯坦.爱因斯坦文集[M].许良英,李保恒,赵中立,译.北京:商务印书馆, 1977. [4]刘电芝,张庆林.试论直觉的心理机制[J].教育研究.1988,(1):48-51 [5]布鲁纳.教育过程[M].邵瑞珍,译.北京:文化教育出版社,1982. [6]陈新夏,等.思维学引论[M].长沙:湖南人民出版社,1988.328. [7]钟启泉,黄志成.美国教学论流派[M].西安:陕西人民出版社,1993. [8]朱龙祥著.物理教学思维方式[M].北京-首都师范大学出版社,2000.12

致 谢
本人得以及时完成此论文, 首先要感谢冯胜奇老师。 他在撰写论文的过程中给予了 悉心的指导,并提供了很多参考资料和参考题材,这些都是我能按时完成论文的关键。

周泽伟 2009 年 4 月于韩师


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