培養(yǎng)直覺思維 整合創(chuàng)新能力

1、培養(yǎng)直覺思維 整合創(chuàng)新能力 重慶市豐都中學(xué)付紅周摘要：直覺思維是一種非邏輯思維，有三種表現(xiàn)形式：直覺的判斷、直覺的想象、直覺的啟發(fā)。直覺思維是一種創(chuàng)新思維，在創(chuàng)新過程中起著關(guān)鍵作用。創(chuàng)新思維的基本過程包括：準(zhǔn)備階段，沉思階段，啟迪階段，求證階段。在中學(xué)物理教學(xué)中與其它的創(chuàng)新思維整合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在中學(xué)物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生直覺思維的方法和途徑。 關(guān)鍵詞：培養(yǎng)直覺整合創(chuàng)新 素質(zhì)教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。“創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力”?！敖逃涂萍际聵I(yè)要走改革創(chuàng)新之路，全面提高全民族的素質(zhì)和創(chuàng)新能力”。教育要體現(xiàn)以人為本，全面提高提

2、高學(xué)生的素質(zhì)。直覺思維作為一種創(chuàng)新思維，在教學(xué)中培養(yǎng)直覺思維，可以整合學(xué)生的創(chuàng)新能力。下面從直覺思維和創(chuàng)新思維的關(guān)系，談在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維，以整合學(xué)生的創(chuàng)新能力。 1直覺思維的含義及其表現(xiàn)形式 11、直覺的含義 直覺思維是人腦對客觀世界及其關(guān)系的一種非常迅速的識別和猜想。它不是分析性的、按部就班的邏輯推理，而是從整體上作出的直接把握。在直覺思維過程中，跳過了許多中間步驟，作出了許多省略，是從總體上進(jìn)行的識別和猜想。美國現(xiàn)代心理學(xué)家布魯納在其名著教育過程中說：“直覺思維與邏輯思維迥然不同，它不是仔細(xì)的，按照規(guī)定好的步驟為其特征。是人們在認(rèn)識活動過程中，在

3、分析問題和解決問題時，頭腦中的某些知識、經(jīng)驗和能力在下意識的狀態(tài)下經(jīng)過加工而突然溝通時產(chǎn)生的認(rèn)識上的飛躍。表現(xiàn)為人們對某一問題的突然領(lǐng)悟。 12、直覺的表現(xiàn)形式 121、直覺的判斷 直覺的判斷是人腦對客觀存在的實體，現(xiàn)象，過程，語言符號及其他相互關(guān)系的一種迅速的識別、直接的理解、綜合的判斷。這種直覺的判斷和識別，也常常在學(xué)習(xí)過程或科學(xué)家的日常工作中表現(xiàn)出來的。在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，表現(xiàn)為對某一概念、命題、問題直接的理解、領(lǐng)會。常常有這種情況，教師還沒有解釋完畢，或者題目剛剛出來，學(xué)生就懂了，會了，因為結(jié)論、結(jié)果或答案已經(jīng)被直覺地判斷出來，顯示出來了。如平行板電容器充

4、電后斷開電源，將兩板之間的距離錯開一半或增大一倍，電場強(qiáng)度如何變化？學(xué)生直接回答出增加一倍和不變的結(jié)論，實際上就是在電荷不變，電場線條數(shù)不變條件下的一種直覺的判別。1904年湯姆生提出“電子浸浮在均勻正電球中”的模型后，盧瑟福與蓋革一起做了粒子散射實驗，對實驗中大多數(shù)粒子散射角很小，只有少數(shù)偏角很大，甚至有個別粒子被反彈回去的現(xiàn)象，蓋革總試圖以湯姆生模型加以牽強(qiáng)附會的解釋，盧瑟福則果然決斷，只有承認(rèn)原子有核，才能解釋粒子散射。就這樣，嶄新的原子核式結(jié)構(gòu)模型便誕生了。 122、直覺的想象 當(dāng)人們已知的信息不夠充分的情況下，不能根據(jù)實物、符號及圖像做出上述直覺的判斷時，就要求助

5、想象、猜測，才能形成一個大致的判斷，然后再尋找證據(jù)以肯定或否定自己的初步的判斷，就是直覺的想象。直覺的想象力可以把人腦中的“潛知”充分調(diào)動起來，進(jìn)行嶄新的組合，從而把一個未曾料到的關(guān)系、模型構(gòu)想起來，物理學(xué)中很多模型及理想實驗都是由直覺的想象構(gòu)造起來的。如愛因斯坦的升降機(jī)實驗、追光實驗等。牛頓發(fā)明微積分，曾經(jīng)得力于他的幾何與運(yùn)動的直覺想象，愛因斯坦在創(chuàng)建狹義相對論的過程中也想象過人以光速運(yùn)動，在建立廣義相對論的過程中，也想象過光線彎曲，他的理想實驗就是想象的產(chǎn)物。威爾遜云室的制造也是直覺想象的產(chǎn)物。 123、直覺的啟發(fā) 當(dāng)研究者沉思于某一問題而許久不得其解時，突然在某一時刻

6、，由于某種偶然的突發(fā)事件的出現(xiàn)，在他思考的問題之外猛然傳來一個信息，有時竟會茅塞頓開，于是思路通了，這就是直覺的啟發(fā)，這種“突然點破”心理學(xué)叫原型啟發(fā)。歷史上，阿基米德為了檢驗希洛王的金冠中是否摻假，在浴缸中悟出了排水法，并進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了浮力的規(guī)律，在科學(xué)史上有許多類似的例子，牛頓看到蘋果總是落地發(fā)現(xiàn)了萬有引力、凱庫勒夢見蛇咬住自己的尾巴，從而發(fā)現(xiàn)苯環(huán)的結(jié)構(gòu)等，都是從直覺中得到的啟發(fā)。 直覺思維在物理科學(xué)的發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮著重要的作用，有了直覺思維過程的結(jié)論，然后再通過邏輯論證，才能導(dǎo)致科學(xué)的發(fā)現(xiàn)。物理學(xué)家玻恩認(rèn)為：實驗物理的全部偉大發(fā)現(xiàn)都是來源于一些人的直覺。德布羅意說：想象力和直覺都是智慧

7、本質(zhì)上所固有的能力，它們在科學(xué)的創(chuàng)造中起著而且經(jīng)常起著重要的作用。凱德沙夫有更鮮明的語言表示：直覺是創(chuàng)造思維的一個重要組成部分，沒有任何一個創(chuàng)造性行為能離開直覺活動。愛因斯坦則宣稱：我信任直覺，我相信直覺和靈感。物理學(xué)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展與進(jìn)步過程中都伴隨著人類的物理直覺思維活動。直覺思維對科學(xué)發(fā)展和創(chuàng)新起著不可磨滅的作用。 2、物理直覺思維與創(chuàng)新能力的整合 21物理直覺思維與創(chuàng)新思維的基本過程 對于創(chuàng)新思維的基本過程，許多科學(xué)家和創(chuàng)造學(xué)家提出了不同的模式，其中比較有影響的和有代表性的是約瑟夫·沃拉斯提出的四階段理論： 1、準(zhǔn)備階段：就是創(chuàng)造者做好一切

8、準(zhǔn)備工作。用比較自由的方式去思考，收集材料，進(jìn)行探索，聽取建議，讓思想漫游。 2、沉思階段：指在準(zhǔn)備階段與啟迪階段之間所經(jīng)歷的一段時期；在此階段，原來所收集的資料按照一種我們所不知道，或者很少意識到，或意識不到的方式進(jìn)行著一種內(nèi)在的加工和組織。 3、啟迪階段：這一階段發(fā)生在創(chuàng)造者抓住解決問題的契機(jī)這一時刻，絕大多數(shù)時候它是一種突然產(chǎn)生的直覺、頓悟；也就是說，這一階段是直覺思維起主要作用的階段。 4、求證階段：這一階段是對啟迪階段所得結(jié)果的檢驗，以便通過創(chuàng)造者的評價而得到確認(rèn)。 許多著名物理學(xué)家的創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)，都跟這一四階段理論是相符的。如愛因斯坦創(chuàng)立狹義相

9、對論的準(zhǔn)備階段可追溯到他對16歲在瑞士阿勞上中學(xué)時無意想到的一個光速問題：如果我以真空中光速追一條光線運(yùn)動將是什么樣子？他在這以后的十年中，也始終未放棄對這個問題的思考，沉思了不起10年之久，直到現(xiàn)在1905年，當(dāng)他考慮到時間概念時，忽然覺得縈回在頭腦中十年的這個問題可能解決了，這時他只用五年的時間就完成了狹義相對論的奠基工作。這一過程中，時間概念帶給愛因斯坦的直覺啟發(fā)是創(chuàng)立狹義相對論的關(guān)鍵。 22學(xué)生學(xué)習(xí)物理過程中的直覺思維與創(chuàng)新思維的整合 221學(xué)生學(xué)習(xí)物理過程中的創(chuàng)新思維 盡管學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的過程和科學(xué)家研究物理問題的過程是相似的，但我們不可能也沒有必要要

10、求學(xué)生在學(xué)習(xí)階段就作出類似量子理論和狹義相對論的偉大創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)，著名教育家劉佛年先生曾提出：學(xué)生只要在學(xué)習(xí)過程中，有點新思想、新意思、新觀念、新設(shè)計、新意圖、新做法、新方法等，都可以稱得上創(chuàng)造。 對每一個學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)過程中的創(chuàng)新思維也只能是初級階段的，是一種虛擬創(chuàng)新，即對學(xué)生本人來說是前所未有的，是創(chuàng)新過程，但不一定是涉及社會和科學(xué)價值的創(chuàng)造思維。如學(xué)生通過學(xué)習(xí)形成某一概念，建立某一規(guī)律，或在解決實際物理問題中，運(yùn)用了某種新的方法都可以稱為創(chuàng)新。 222學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)新思維與直覺思維的整合 按照前面約瑟夫·沃拉斯提出的創(chuàng)新思維的基本過程，對學(xué)生學(xué)習(xí)物理

11、過程中創(chuàng)新思維基本過程作如下的嘗試： 預(yù)備過程：指學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、聽課或練習(xí)的過程，在這一過程中，學(xué)生有意識地收集信息，挑選資料，積累有關(guān)物理概念或規(guī)律的感性材料；經(jīng)過探索發(fā)現(xiàn)問題或確立目標(biāo)，也經(jīng)過了一定的邏輯思維過程，但不一定能得出結(jié)果。 醞釀過程：這一過程主要以無意識或潛意識的方式對收集到的資料進(jìn)行加工和組織。 直覺整合過程：經(jīng)過直覺的判斷、直覺的想象和直覺的啟發(fā)得出結(jié)論、構(gòu)思或假說； 驗證過程：直覺過程所得的假設(shè)、結(jié)論等，通過邏輯推理進(jìn)行理論論證或?qū)嶒烌炞C。若結(jié)果錯誤，則返回前述過程，若結(jié)果正確，則形成正確的物理概念，建立正確的物理理論

12、，得出了創(chuàng)新成果。 所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)中，物理直覺思維是創(chuàng)新思維基本過程的重要組成部分，只有把直覺思維和創(chuàng)新思維結(jié)合起來，培養(yǎng)直覺思維，整合創(chuàng)新能力。 3、在中學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生直覺思維的方法和途徑 31營造一種和諧民主的課堂教學(xué)氣氛 這是教學(xué)過程中培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生直覺思維中最重要的一點。只有這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的得出的直覺判斷、直覺想象和猜測才能表達(dá)出來。才能對學(xué)生的直覺思維進(jìn)行訓(xùn)練，教師自由施教，學(xué)生自由學(xué)習(xí)，使學(xué)生的潛在創(chuàng)造力充分的挖掘出來。愛因斯坦多次說過：教學(xué)的自由及書報上的言論自由是任何民族健全的自然界發(fā)展的基礎(chǔ)，他曾在一次關(guān)于教育的演說中呼吁

13、學(xué)校的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是培養(yǎng)獨立行動和獨立思考的人，不應(yīng)該把獲得專業(yè)知識放在首位上?？梢娭挥性谧杂蓪捤傻沫h(huán)境中，才能真正培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維。 32在教學(xué)中安排一定的直覺階段 在物理教學(xué)中安排一定的直覺思維階段，讓學(xué)生順著知識發(fā)生的過程去想象、猜想，從中感悟到創(chuàng)新過程，使學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣，情緒高漲，享受創(chuàng)新的快樂。如在進(jìn)行密度的教學(xué)中，在學(xué)生測量鐵塊1和鐵塊2后安排一個直覺階段，讓學(xué)生提出初步的實驗結(jié)論，并提出“是不是所有物質(zhì)的質(zhì)量與體積成正比？再讓學(xué)生自己設(shè)計后續(xù)實驗，測量木塊的質(zhì)量和體積，學(xué)生帶著強(qiáng)烈的求知欲，發(fā)揮邏輯思維和直覺思維去嘗試創(chuàng)新，體現(xiàn)知識的形成過程，獲得成功的

14、喜悅。 33及時引導(dǎo)學(xué)生猜想 布魯納說：在自然科學(xué)和普遍生活中，我們常常被迫根據(jù)不完全的知識去行動，我們不得不去猜想。牛頓說：沒有大膽的猜想，就不可能做出偉大的發(fā)現(xiàn)。在物理學(xué)教學(xué)中，要對學(xué)生進(jìn)行思維的非形式邏輯的訓(xùn)練，鼓勵學(xué)生不受形式邏輯的約束而自由地進(jìn)行思考，包括進(jìn)行機(jī)靈的猜測。直覺的猜想是合理的、必要的其原因有兩個：一是當(dāng)學(xué)生找不到答案時，與其閉口不言，不如讓他猜想，二是知識條件不充分時，只有采用猜想的辦法，否則無法進(jìn)行解題活動。比如在“阿基米德原理”的一節(jié)中，原理的得出并不是靠邏輯的推理，而是依靠直覺發(fā)現(xiàn)的。因此在教學(xué)中，在做了幾次測量木塊、石塊的重力、浮力和排開水的

15、重力之后，引導(dǎo)學(xué)生及時猜想：這些量之間有什么關(guān)系？浮力等于什么？然后對學(xué)生的猜想再用實驗驗證，最后從理論上用壓力差證明，培養(yǎng)學(xué)生直覺思維。 34加強(qiáng)物理教學(xué)的直觀性 物理學(xué)家楊振寧教授說：“物理本身就是現(xiàn)象”，物理教學(xué)就是讓學(xué)生識物樹理、悟物窮理，沒有物就沒有識與悟。法國著名的教育家·紹蓋曾說“一堆沒有實驗和直觀所支持的定義，不能開發(fā)智力，只能關(guān)閉思路”。在物理教學(xué)中，通過觀察實驗，對物理現(xiàn)象物理事實有清晰而明確的印象，積累大量的感性認(rèn)識和數(shù)據(jù)，發(fā)掘出有待探討的問題才能為直覺思維提供思考的線索和依據(jù)，在“阿基米德原理”教學(xué)中，如果沒有實驗的直觀性作為認(rèn)識的基點，學(xué)

16、生很難提出浮力等于排開的水的重力這一大膽的猜想的。在物理教學(xué)中，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的直觀性，即加強(qiáng)語言直觀，、實驗、模型、掛圖、板書和板畫、計算機(jī)輔助教學(xué)，為學(xué)生提供豐富的直觀內(nèi)容，從而激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維。 35加強(qiáng)物理學(xué)史教學(xué) 在物理教學(xué)中，改進(jìn)教學(xué)方法，加強(qiáng)物理知識的產(chǎn)生和形成過程的教學(xué)，讓學(xué)生體會到過程和方法的教學(xué)，通過物理學(xué)史的教學(xué)，讓學(xué)生了解物理學(xué)家發(fā)明、發(fā)現(xiàn)的真相知道他們成功的經(jīng)驗和失敗的教訓(xùn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)到科學(xué)家的科學(xué)作風(fēng)、持之以恒的精神和自然科學(xué)的研究方法，并使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)創(chuàng)造過程中的直覺思維的普遍存在，為主動養(yǎng)成直覺思維的習(xí)慣奠定心理基礎(chǔ)。科學(xué)創(chuàng)造不是一蹴

17、而就的，直覺思維的產(chǎn)生也不是呼之即出的。在現(xiàn)代物理學(xué)中，玻爾從設(shè)身處地研究金屬的電子論，到悟出原子結(jié)構(gòu)的量子化模型，思索了近四年的時間，德布羅意從開始思考光的波粒二象性，到悟出物質(zhì)波的波粒二象性，花了十年的心血加強(qiáng)物理學(xué)史的教育，以科學(xué)家堅忍不拔、奮力拼搏的創(chuàng)造精神熏陶學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生持之以恒的優(yōu)良品質(zhì)，這是發(fā)展學(xué)生直覺思維能力的必要步驟。 36向?qū)W生灌輸科學(xué)美思想，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)美感 在物理新理論的建立和選擇中，科學(xué)家對美的考慮，往往決定著理論的取舍，這就是人們所說的以真取美。我們知道，德布羅意關(guān)于物質(zhì)波的理論，因為缺乏實驗驗證，開始并沒有受到物理界的重視。但當(dāng)其導(dǎo)師將他的論文交給