物理直觉思维能力培养的意义和方法

物理直觉思维能力培养的意义和方法

张胜利

（陕西省眉县中学，陕西　眉县　722300）

【摘要】创造性的思维是比知识更重要的能力，在高中物理教学中教师要在明确直觉思维的重要性基础上使学生形成扎实的物理基础知识，激发学生的探索精神。采取多种方法有意识地培养学生的直觉思维能力。

【关键词】意义　作用　基础　训练途径

一、直觉思维的意义与分类

（一）直觉思维的意义

在西方的创新思维方式中，直觉思维一直是受重视并被高度评价的。在古希腊时期，亚里士多德就对直觉思维方式及其“第一性”的根源地位十分肯定。到了近代，笛卡儿认为，直觉不是对不可靠的感性证据的信念，也不是对混乱的想象的靠不住的判断，而是对智慧的明确和细致的概念。

洛克在《人类理智论》中认为直觉知识是最完整、最高级的一等，因为它只需要凭借心灵和人的洞察能力就可以得出最清楚、最可靠的观念。但是，他也指出：直觉思维方式及其结果尽管重要，并不是所有知识都必须靠直觉思维来获得。莱布尼茨则在洛克的基础上进一步提出直觉思维获取的原始性真理知识可以分为两种，并认为直觉思维在知识获取上迅速、简洁。同时，也指出并不是所有的真理都来自直觉思维，寻求那些没有被发现的真理也需要必要的推论、推证和猜测的思维方式。

（二）直觉思维的分类

“在人们认识的整个过程中，从感性认识到理性认识的不同阶段，都可能产生直觉。所以，可以将直觉按不同层次分为感性直觉和更生直觉两大类。例如，阿基米德在洗澡时悟出浮力原理，可以说是一种感性直觉，而欧几里得根据第一原则而建立几何理论，则是一种理性直觉。但是，这样的划分并不是绝对的，对一种理论或假说的形式，直觉的发生常常是交错的，正如认识的螺旋上升过程一样。”另一类理性直觉方式，包括预感与猜想。猜想大体有两种，一种是合情推理猜想，即通过不完全的归纳类比等提出的猜想。所以，有时细分这种直觉思维为归纳直觉和类比直觉。此外，还有由一般到特殊的直觉和由特殊到一般的直觉，这些与感性或经验直觉是有区别的。另一种是由某些信念出发的猜想。例如：开普勒研究的行星运动，伽利略研究落体运动，爱因斯坦的相对论及现代统一场论，他们不是从经验而是从理念上贯穿的一个信念开始的。

二、直觉思维在物理学发展中的作用

（一）直觉思维是由经验事实到物理理论的重要通道

关于这一点，许多物理科学家和教育家都有过精辟的论述，爱因斯坦说：“没有合乎逻辑的方法能导致这些基本定律的发现，有的只是直觉的方法，辅之以对现象背后的规律有一种爱好。”量子力学之父马克斯·普朗克在其自传中指出，创造性科学家必须具备：“对新观点的一种活跃的直觉想象力，这些新的观点不是演绎得出的，而是通过艺术家一般的创造性想象得出的。”美国著名的教育学家兰本达教授认为：理论物理学家，在他们生活中长达几周甚至几个月时间，确确实实坐在那里冥思苦想。他们要阅读所有与他们有关的资料，要简明扼要地与实验物理学家进行交谈，还要和其他物理学家进行切磋探讨。经过各方面长期的实践检验，在某一瞬间，茅塞顿开，所有疑点都有了归宿。但是，直到那一瞬间，这一切对世人来讲都是不明显的。由此可见，直觉思维在物理理论建立的过程中是不可避免的。

（二）利用直觉思维指导物理实验

波恩说：“物理实验的全部伟大发现都是来源于一些人的直觉”。物理是一门实验学科，它的基础是实验，同时检验物理理论的正确性也要以是否与实验事实相符为标准。实验方法是物理学研究问题的一种重要方法，直觉思维在物理实验中起着非常重要的作用。首先，要用直觉思维来选择适当的实验课题。实验课题除了要具有战略意义，还需要具有丰富的实验知识和实践基础上的直觉思维能力。其次，实验构思和设计也需要直觉思维。物理学中的大部分实验是探究性实验，没有现成的实验仪器、实验步骤、实验方法等，这些都要靠我们动用大脑中的全部知识组块，直接的、迅速的做出判断和选择。最后，还要靠直觉思维去判断实验结果的正确性、过程的可信度、实验的精确性等。

三、物理教学中直觉思维能力的培养

（一）要有物理知识作为基础

直觉思维不是凭空产生的，必须具有对该学科基本知识和该学科研究方法的了解。必须掌握物理学科的基本概念、基本原理、基本方法，以及它们之间的逻辑联系和理论框架。学科的基本结构，是学生记忆、应用物理知识，从而达到举一反三，触类旁通的有力杠杆，也是发现问题、增强兴趣、探索发明的重要基础。物理学科的基本结构，是人类智慧活动的结晶，学生只有掌握了具有一定深度与广度的基本知识及联系之后，才能使思维活动具有丰富的学科内容，才有可能从错综复杂的现象中直接而迅速地“一眼看穿”事物的本质和联系，才能避免无根据的想入非非和胡猜乱想。

（二）了解前人的创造过程及物理学的发展趋势，激发学生的探索精神

发明创造来自探索，探索又发源于直觉思维，而直觉思维又以科学的自信为基础。因此，教师在教学中应当注意激发学生的探索精神和培养学生的自信心。过去我们的课堂教学多是以教材的逻辑展开为线索进行的，这虽然有利于培养学生的分析思维能力，但是，对培养学生的探索精神和自信心，就显得十分不够。因此，教师应当把知识系统和该学科的发展史有机结合起来进行讲授，介绍该学科及其原理究竟是如何产生和演绎的，使学生了解它的来龙去脉。把学生带进科学家的思维情境和发明创造的氛围之中，去感受前人的发明过程和情绪体验，这样可以使学生的思维处于高度“受激”状态，打破科学发明高不可攀的神秘感，并激发学生的创造意识和探索精神。

（三）关于利用直觉思维确定解题的方向和途径问题

物理学中，解题是一种创造性的脑力劳动，它不仅有赖于对物理概念、物理定律、定理的理解和掌握，而且有赖于一定的思维能力。在解题的过程中，直觉思维具有启发思路、确定方向、寻找途径、整体把握的作用。一般解题，首先要从整体上把握问题，明确已知什么、要求什么；然后画示意图，在大脑中形成物理图景，之后再动用大脑中的知识，搜索与问题有关的知识信息，直觉地确定解决该问题的方向和途径，进而采取“尝试”的方式，检验该方向和途径是否有利于问题的解决；最后利用分析和综合的方法，将物理规律和物理问题结合起来，寻找已知量和未知量的关系，将物理问题转化为数学问题，解数学方程，得出结论，再分析结果是否合理。

（四）鼓励大胆猜想，养成善于提出问题、敢于发表见解、能思善论的好习惯

要教会学生提出问题的方法，物理思维大都是从问题开始的。所以，在教学过程中要善于通过分析知识之间的逻辑关系、分析物理理论与实践的矛盾、分析多种假说之间的差异和对立、寻找实验事实之间的联系并做出统一的解释，把有待解决的问题展现在学生面前，激发学生探索真理的兴趣和愿望，培养学生发现问题的能力。在求解问题时，要从多方面鼓励学生大胆猜测。猜测是一种合情推理，是综合程度较高的、带有一定直觉性的高级认识过程，与逻辑推理相辅相成，有助于寻求解决问题的正确途径和思维策略。具体可以从这几方面帮助学生：将思想具体化、形象化，使研究的物理问题、物理现象、物理过程在大脑中形成动态的物理图景，激发学生的想象力，使学生从直觉出发接近正确的猜想；采用类比和联想有效地引导学生猜测；还要提倡学生之间进行争辩，争辩可以锻炼学生思维的敏捷性、灵活性和迅速性，以便提高学生思维能力等等。

总之，培养学生的直觉思维是一项系统工程，教师要长期地、不间断地、多方面地组织训练，有意识地培养学生的直觉思维能力。