物理教学中直觉思维及其能力培养策略

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1、物理教学中直觉思维及其能力培养策略摘要：探讨直觉思维的特性（整体性、三维性、突发性、随机性）和表现形式（直觉、灵感），结合物理教学实践提出培养直觉思维能力的方法和教学策略：1.重视结构教学，形成合理的认知结构，培养组块思维能力；2.重视整体分析，加强发散思维、优化思维的训练，增强直觉调控能力；3.鼓励大胆猜测，打破思维定势，提高直觉思维的敏锐性和创造性。关键词：直觉思维；灵感；方法场；知识组块；结构教学；直觉调控在物理学研究中，直觉思维是“以物理概念和物理表象结合而成的、具有整体功能的、以知识组块为思维材料而进行的思维，是人脑不借助于逻辑推理而综合运用已有知识、表象和经验知觉，以高度省略

2、、简化、浓缩的方式洞察事物的物理实质，并迅速作出猜测、设想或突然领悟的思维”。[1](104)直觉思维在探索、发现物理规律过程中起着重要作用，有利于确定物理问题解决的方向和途径。安培从电流磁效应现象直觉到磁的成因是电流，提出了分子电流的假说，揭示了磁现象的电本质；法拉第由电能产生磁的现象，根据审美直觉提出了磁也能产生电的假说，然后通过大量的实验，发现了电磁感应现象；德布罗意根据作为波动的光具有位移性的事实，在审美直觉的驱动下大胆地提出了实物粒子也应具有波动性的科学假说，从而建立了物质波的重要概念；爱因斯坦更是一个具有极强直觉能力的科学大师，他在26岁和37岁时分别创立的狭义相对论和广义相

3、对论，并不是在已有的理论体系基础上通过逻辑推理产生的，而是靠自己丰富的想象力、直觉和灵感，他说：“真正最可贵的因素是直觉。”“我相信直觉和灵感。”[2]中国科学院心理研究所有关脑部活动研究结果表明，灵感并不为少数“天才”所独有，它是逻辑思维和非逻辑思维的有机结合。[3]由此看来，直觉是一种重要的创造性思维。为此，笔者运用思维学理论，探讨直觉思维的特性和形式，结合自己的物理教学实践，提出物理教学中直觉思维能力的培养方法和教学策略。一、直觉思维的特性（一）整体性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

4、对外效应上。在对物理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。[1](105)（二）三维性直觉思维是一种直觉式、顿悟式的思维，它既不是物理经验和命题的简单归纳和总结，也不依据形式逻辑的规则进行思维，它没有固定的思维程序与格式，而是跳跃式地考察物理问题。著名科学家钱学森指出：“如果逻辑思维是线性的，形象思维是二维的，那么，灵感思维是三维的。”[4]灵感思维的三维性，可理解为灵感思维比抽象思维和形象思维具有更大的自由度，具有以各种不同的方式加工处理头脑中信息材料的可能

5、性，获得物理抽象思维和形象思维活动所不能得到的思维成果。（三）突发性直觉和灵感的产生往往是突发的，灵感既可以发生在为解决物理问题进行苦思冥想时那种受主体指挥和控制的“现实思维”中，也可以发生在主体当时并不在思考所要想解决的问题，甚至在某种漫无目的、不受主体控制的“潜意识”中。（四）随机性直觉思维的随机性具有两方面的含义，首先，灵感的出现常常是人们预料不到的；其次，直觉思维的结果可能是正确的，也可能是错误的，它是对物理问题的直觉的猜测，其结论的正确性要靠实验来检验。当然，只有在主体积累了丰富的物理知识和经验的基础上，对物理学有浓厚的兴趣和强烈的探究欲，具有较强的物理思维能力和灵活分析、解决

6、问题的方法，并对某一物理问题经过超常规的过量思考，才能产生直觉，显现灵感。“过量思考是促成灵感到来的必经阶段。”[5]苹果落地人人皆知，但只有牛顿才将之与物体间的引力联系起来，发现了万有引力定律；在水中受到浮力作用，人人都有体验，但只有阿基米德发现了浮力定律。二、直觉思维的形式（一）直觉直觉是运用有关知识组块和形象直感对当前问题进行敏锐的分析、推理，并能迅速发现解决问题的方向或途径的思维形式。在物理教学中，直觉有三种表现形式。1.直觉的判断：指人脑对客观存在的物理对象、物理现象、物理过程、物理系统的结构、特征、规律等的一种迅速的识别、直接的理解和整体的判断。2.直觉的启示：当主体沉思于某

7、一物理问题而百思不得其解时，突然某一时刻，由于一个偶然的外部刺激，使他“茅塞顿开”，直觉得出问题的答案或解决问题的方法或途径。3.直觉的想象：当研究某一物理问题时，外界提供的信息不充分，那么，主体充分发挥想象力，把大脑中的所有知识组块和“潜知”调动起来，并进行重新组合、加工，然后与原有的信息结合，从而把一个未曾料到的关系、模型、形象构想出来。[1](109)（二）灵感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