關鍵詞：物理教學創新思維聯想

一、問題的提出

學生創造性思維的能力通常包括各種基本能力：例如，敏銳的觀察力即深刻性、思維的流暢性、遇到問題時隨機應變的能力、對待問題具有獨特新穎的理解能力和創造能力等。創新思維是人腦最高層次的心理機能，是多種能動思維方式的優化組合、綜合運用和辯證統一，而聯想正是這種心理機能的重要體現。因此在中學物理課堂教學中對學生有策略的進行創新思維能力的培養是十分重要的。同時，更需要教師在教學中對如何引導學生進行多方位聯想做大膽的探索與實踐。

二、策略與實踐

1．從發散思維到輻合（聚合）思維聯想的策略

美國心理學家吉爾福特認為：發散思維是從給定的信息中產生信息，其著重點是從同一的來源中產生各種各樣的為數不同的輸出，很可能會發生轉換作用；輻合思維則在于對一個問題提出一個“正確”答案。在中學物理教學中，為了充分拓展學生的思路，讓學生利用已有知識，在解決問題之前先進行發散思維，從創設的問題情景出發產生聯想，并使聯想多元化、多角度地延伸、拓展，然后提出多種解決問題的方法，且力求新穎脫俗，在此基礎上再做認真仔細挑選，去偽存真，去粗取精，從中尋求正確的解答辦法，最佳的新方案，最新的結論等，在定向思維中“聚焦”，實現從發散思維到輻合（聚合）思維聯想的策略。

例如，在研究物體熱脹冷縮現象及物體熱膨脹受阻時會產生很大的力的教學中，就著意培養學生從發散思維到輻合（聚合）思維的聯想能力。茲摘錄部分教學案例如下：

案例一：

教學步驟 教師活動 學生活動 教學目標 之一 創設問題情景：燒瓶中氣體有熱脹冷縮現象發生 觀察與探究：加熱或冷卻燒瓶，探究氣體溫度變化與體積變化的關系 知道氣體溫度變化與體積變化的關系 之二 創設問題情景：演示液體的熱脹冷縮現象 學生將課間食用的袋裝牛奶浸入冷、熱水中探究液體溫度變化與體積變化的關系 知道液體溫度變化與體積變化的關系 之三 創設問題情景：演示固體的熱脹冷縮現象 先于教師演示實驗之前作猜想：固體有沒有熱脹冷縮現象 知道固體溫度變化與體積變化的關系 之四 教師點撥 學生由發散思維聯想到輻合（聚合）思維，尋找物體熱脹冷縮的一般規律及銅、鐵的熱膨脹大小不相同 知道一般物體熱脹冷縮的規律及氣體、液體、固體熱膨脹大小的區別

教學步驟

教師活動

學生活動

教學目標

之一

創設問題情景：燒瓶中氣體有熱脹冷縮現象發生

觀察與探究：加熱或冷卻燒瓶，探究氣體溫度變化與體積變化的關系

知道氣體溫度變化與體積變化的關系

之二

創設問題情景：演示液體的熱脹冷縮現象

學生將課間食用的袋裝牛奶浸入冷、熱水中探究液體溫度變化與體積變化的關系

知道液體溫度變化與體積變化的關系

之三

創設問題情景：演示固體的熱脹冷縮現象

先于教師演示實驗之前作猜想：固體有沒有熱脹冷縮現象

知道固體溫度變化與體積變化的關系

之四

教師點撥

學生由發散思維聯想到輻合（聚合）思維，尋找物體熱脹冷縮的一般規律及銅、鐵的熱膨脹大小不相同

知道一般物體熱脹冷縮的規律及氣體、液體、固體熱膨脹大小的區別

案例二：

教學步驟 教師活動 學生活動 教學目標 之一 創設問題情景：裝滿開水的熱水瓶塞子不會跳出來，倒掉一部分熱水后把瓶塞蓋上過一會兒瓶塞跳出來 分析、探究：瓶塞為什么跳出來 聯想：氣球在高溫下脹破、夏天自行車輪胎脹破等現象 知道氣體熱膨脹受阻產生很大的力 之二 引導學生討論 發散思維猜想：液體熱膨脹受阻會不會產生很大的力？ 學生小組討論并舉例說明 知道液體熱膨脹受阻會產生很大的力 之三 創設問題情景，驗證學生猜想：固體熱膨脹受阻會產生很大的力 先于教師演示實驗之前思考：固體熱膨脹受阻會不會產生很大的力并大膽猜想 知道固體熱膨脹受阻會產生很大的力 之四 引導學生作輻合（聚合）思維 學生由發散思維聯想到輻合（聚合）思維得出結論 知道氣體、液體、固體熱膨脹受阻都會產生很大的力

教學步驟

教師活動

學生活動

教學目標

之一

創設問題情景：裝滿開水的熱水瓶塞子不會跳出來，倒掉一部分熱水后把瓶塞蓋上過一會兒瓶塞跳出來

分析、探究：瓶塞為什么跳出來

聯想：氣球在高溫下脹破、夏天自行車輪胎脹破等現象

知道氣體熱膨脹受阻產生很大的力

之二

引導學生討論

發散思維猜想：液體熱膨脹受阻會不會產生很大的力？

學生小組討論并舉例說明

知道液體熱膨脹受阻會產生很大的力

之三

創設問題情景，驗證學生猜想：固體熱膨脹受阻會產生很大的力

先于教師演示實驗之前思考：固體熱膨脹受阻會不會產生很大的力并大膽猜想

知道固體熱膨脹受阻會產生很大的力

之四

引導學生作輻合（聚合）思維

學生由發散思維聯想到輻合（聚合）思維得出結論

知道氣體、液體、固體熱膨脹受阻都會產生很大的力

在研究物體熱脹冷縮現象時，發散思維：氣體有熱脹冷縮現象，液體有熱脹冷縮現象，固體也有熱脹冷縮現象；聚合思維：一般物體均有熱脹冷縮的現象。又如發散思維：氣體熱膨脹受阻時會產生很大的力（如氣球脹破、自行車輪胎脹破等），液體熱膨脹受阻時會不會產生很大的力？固體熱膨脹受阻時會不會產生很大的力？聚合思維：氣體、液體、固體熱膨脹受阻時都會產生很大的力。

因此在研究物理問題過程中，運用問題轉換策略時，由面臨的問題甲而聯想到跟它相類似的問題乙、丙等，屬于發散思維；而如果將問題甲和問題乙、丙等溝通聯系，歸納為一類問題，將它們納入統一的“框架”之中，則屬于聚合思維。很顯然教師在教學過程中注重從發散思維到輻合（聚合）思維聯想的策略時，課堂教學以學生為中心，學生的主體性得到充分的體現，學生在探究中觀察能力、分析能力、推理能力、發現問題的能力等都得到良好的培養。

2．由順向思維到逆向思維聯想的策略

從探究物理現象本質過程中思維的方向來看，人的思維其實具有順向思維和逆向思維兩種方式。順向思維是按照物質的轉化關系、變化關系、聯系網絡，運用順推法，層層剝落，逐層推理探究，順序漸進，找出事物的本質或內在聯系，它是一種人們普遍使用的習慣性思維方式，缺點易使人形成思維定勢，束縛思維。逆向思維是從總結開始層層逆推，由果究因。在中學物理教學中應運用由順向思維到逆向思維聯想的策略引導學生由順向思維聯想到逆向思維，跳出思維定勢，在逆向思索中提高思維的層次。

例如：1820年丹麥物理學家奧斯特發現電流產生磁場的結論，利用逆向思維的方法就應該提出磁場能否產生電流的問題。眾所周知，發現問題比解決問題更重要，以后英國物理學家法拉第發現了電磁感應現象，為現代社會電能的大規模生產與應用奠定了扎實的基礎。又如應用牛頓第二定律研究解決有關力和運動的問題時，概括起來主要可以分為兩種基本類型：

顯然這兩種基本類型的問題是可以互為逆向思維的。

順向思維和逆向思維都是邏輯思維的兩種形式，而且逆向思維比順向思維的層次更高，在教學實踐中應常?？桃馀囵B學生由順向思維到逆向思維聯想能力以提高學生的創新思維能力。請看以下課堂教學實踐中經常被采用的部分案例：

問題情景 學生思維活動 順向思維 逆向思維 1．物體做勻加速直線運動 物體做勻加速直線運動時在相鄰相等的時間內位移增量相等 物體在相鄰相等的時間內位移增量相等則作勻加速直線運動 2．物體受到外力作用與所處狀態的關系 物體受到合外力為零(F合=0)時物體一定處于平衡狀態(a=0) 處于平衡狀態(a=0)時物體受到的合外力一定為零(F合=0) 3．物體的機械能守恒問題 物體只受重力做功時物體的高度降低，則物體的動能增大 物體只受重力做功時物體的動能增大則物體的高度降低 4．人乘電梯運動 如果電梯做加速上升或減速下降運動，則發生超重現象 如果發生超重現象則電梯做加速上升或減速下降運動 5．小磁針在直導線或螺線管周圍發生偏轉問題 放在通電直導線或螺線管周圍的小磁針發生偏轉 小磁針在直導線或螺線管周圍發生偏轉則直導線或螺線管中一定有電流通過 6．電荷在電場中運動問題 正電荷受到電場力做功電勢能減少，電荷由電勢高點向電勢低點運動 電荷由電勢高點向電勢低點運動，正電荷一定受到電場力做功電勢能減少

問題情景

學生思維活動

順向思維

逆向思維

1．物體做勻加速直線運動

物體做勻加速直線運動時在相鄰相等的時間內位移增量相等

物體在相鄰相等的時間內位移增量相等則作勻加速直線運動

2．物體受到外力作用與所處狀態的關系

物體受到合外力為零(F合=0)時物體一定處于平衡狀態(a=0)

處于平衡狀態(a=0)時物體受到的合外力一定為零(F合=0)

3．物體的機械能守恒問題

物體只受重力做功時物體的高度降低，則物體的動能增大

物體只受重力做功時物體的動能增大則物體的高度降低

4．人乘電梯運動

如果電梯做加速上升或減速下降運動，則發生超重現象

如果發生超重現象則電梯做加速上升或減速下降運動

5．小磁針在直導線或螺線管周圍發生偏轉問題

放在通電直導線或螺線管周圍的小磁針發生偏轉

小磁針在直導線或螺線管周圍發生偏轉則直導線或螺線管中一定有電流通過

6．電荷在電場中運動問題

正電荷受到電場力做功電勢能減少，電荷由電勢高點向電勢低點運動

電荷由電勢高點向電勢低點運動，正電荷一定受到電場力做功電勢能減少

可見學生在具備了扎實的基礎知識和基本能力以后，都能順利地進行由順向思維到逆向思維兩者間的聯想切換；而且，善于順向思維和逆向思維切換并經常進行這種雙向切換思維的學生，對基礎知識理解就會更加透徹，解決實際問題會更靈活、自如，處理問題能力也會獲得較快的提高，其思維層次的提高是不言而喻的。

3．從橫向思維向縱向思維聯想的策略

心理學研究揭示：人的思維品質包括思維的深刻性、思維的靈活性、思維的流暢性、思維的獨立性和思維的創造性等。中學物理教學中要著意提高學生思維的品質，從而培養學生創造性思維的能力。依據思維的角度不同，思維又可以劃分為橫向思維和縱向思維，它們均屬于比較思維。橫向思維是一種同時性比較形式，它以擴散的方式尋求解決問題的思路；而縱向思維是一種歷時性的比較思維形式，它運用已知條件，通過比較換元，層層遞進，由表及里，深入事物內在本質?？梢哉f橫向思維是“廣”度的，而縱向思維是“深”度的。中學物理教學中應該充分運用由橫向思維到縱向思維聯想的策略。

例如：對于物體做勻加速直線運動問題的研究，可以由、及a<0、a＝0、a>0等來橫向思維，然后再對自由落體運動及物體豎直上拋運動的各過程等做縱向思維進行深入思考研究；又如，橫向思維：勻速圓周運動、彈簧振子、單擺等都是周期運動，而縱向思維：勻速圓周運動、彈簧振子、單擺的運動各有不同的產生原因和運動特點等。顯然，物理教學中經常引導學生由橫向思維聯想到縱向思維，可以在開拓學生思維空間的同時，促進思維向深刻性、靈活性、獨立性、創造性等方向發展，進而有效地提高學生的思維品質。

4．類比聯想的策略

類比聯想是根據兩個（或兩類）不同對象之間在某些屬性上的相同或相似，將其中一個（或類）對象的特殊屬性遷移到另一個（或類）對象上去，從而作出可能判斷的邏輯推理方法。其中的相同性或相似性可能是表面的、次要的、偶然的，也可能是主要的、本質的、必然的。例如：牛頓把月亮與蘋果類比，發現了萬有引力；法拉第用拉長的橡皮類比聯想兩個磁極間的吸引力創立了場的概念等。

在中學物理教學類比聯想策略中常用的類比聯想有等效類比、因果類比等。例如：重力場中質點的重力勢能和靜電場中電荷的電勢能的類比聯想、帶電體周圍電場線分布與磁體周圍磁感線分布的類比聯想、電壓與水壓的類比聯想、與和的類比聯想以及與和的類比聯想、和的聯想、電梯加速上升和神舟六號發射升空時的類比聯想等。通過類比聯想，學生可以運用所學知識中具有類比的特點，把握知識的內在聯系，促進思維的正遷移的發生、發展。所以，類比聯想不僅是學生深入理解知識、建立新概念、探究未知領域的重要思維方法，也是教師深入淺出講授教學內容的重要教學技巧、手段，教師應善于運用類比聯想，引導學生從已知過渡到解決未知、從淺顯過渡到解決深奧的、從明顯的過渡到解決隱晦的，甚至能將完全孤立的兩類事物聯系起來，實現信息轉移，從而發現新的知識。

三、反思

聯想是回憶舊知識、發現新知識的重要途徑，是學生探究問題、解決問題過程中不可缺少的重要心理活動，通過聯想新知識得到內化。在物理教學實踐中各種聯想思維活動有時候往往是交織在一起發生、相互滲透、互為補充的。研究表明：凡是經過長期聯想能力培養的學生，其思維品質都比較高，創新思維能力也比較強，因此聯想是創造型人才必須具備的重要因素。近年來課程改革倡導以學生的發展為本，課堂教學以學生為中心，注重學生對問題的探究過程和對學習的體驗，聯想能力培養的教學策略正符合課程改革的理念。高中物理新教材的編寫已將學生聯想能力的培養放在十分重要的位置，這必將引導廣大教師在中學物理教學中注重實施聯想能力培養的教學策略，從而整體提高學生的創新思維能力，為國家培養高水平創新人才作出應有的貢獻。

參考資料：

[1]《堅持走中國特色自主創新道路，為建設創新型國家而努力奮斗》 胡錦濤

[2]《創造性思維與教學》陳龍安著

[3]《創造心理學入門》楊仲明著

[4]《研究性學習的理論與實踐》王升主編

[5]《物理教育心理學》喬際平 邢紅軍著