物理创新思维能力的类型及培养

摘 要:物理学的发展过程，就是人类社会的发展史，而我们学习物理的过程又是在前人对知识理解的基础上的又一次创新，因此创新思维的培养是对物理学习的能力培养的一个重要措施。本文从发散创新思维、想象创新思维、联想创新思维等方面作了简单分。

关键词:物理教学 创新思维 类型 培养

创新能力的核心是创新思维能力。创新思维能力是现代创造活动的高度的探索性和创新性的基本要求，也是创新人才从事现代创造活动的基本前提条件之一。在高中物理教学中如何培养学生的物理创新思维能力，本人根据多年的教学经验和实践，现列举总结如下：

一、发散创新思维能力

（一）横向发散

将对象从横的方面，依照其各相关的特点或性质进行展开的思考。

（1）材料展开。以某个事物为“材料”作展开点，设想它的多种用途。如弹簧称除了测重力外，还有哪些用途？尽可能多地写出矿泉水瓶和医用注射器在物理实验上的用途。

（2）目的展开。以某种目的为展开点，设想出达到该目的各种可能性。如说出多种降温或取暧的方法。说出多种省电的方法。说出多种安全用电的方法。说出多种测电阻的方法。

（3）方法展开。以人们解决问题的某种方法为展开点，设想出利用该种方法的各种可能性。如尽可能多的写出用“摩擦”的方法做成哪些事或解决哪些问题。尽可能多的写出应用“光的直线传播”的实例。

（二）纵向发散

将对象从纵的方向思考，设想、推断出下一步发展趋向。讲热机时，让学生了解从“蒸汽机内燃机火箭”等的纵向发展过程，使学生能纵观历史，立足现在，展望事物的末来。能导致一些新的设想或发明。如了解汽车的发展历史，设想一下汽车的发展前景，能否设计出一种用水做燃料的汽车？也可由此写一些小论文，做一些小实验、小制作、小发明。

（三）逆向发散

即从对立的、完全相反的角度去思考问题的方法。如法拉弟由“电生磁”做逆向思考而发现了“磁生电”。绝缘体能变成导体，导体能否变成绝缘体？物体温度升高时内能增大，内能增大时温度是否一定升高？噪声是有害的，但能否利用噪声为人类服务？反向认识物理现象、概念或规律，对它们会有更深刻的理解。

（四）侧向发散

从侧面某个角度，采用易被人忽视的方法来思考问题。如图1，要用一细绳和刻度尺测一装了一部分水的薄壁酒瓶的容积，按常规的方法只能测出有水的下面一部分瓶的容积，上半部分由于形状不规则而不能直接测量。如把瓶倒过来时，再测出上半部分空的地方的容积后，求出空的和有水的两部分容积之和即可。

（五）分合发散

将对象的有关部分，从思想上把它们分离或合并，从而找到一种新的方法。如何用天平测一张邮票的质量？必须先测出100或者200张的质量，然后才计算出一张的质量。弹簧称可分解为弹簧和刻度尺两部分，用刻度尺和烧杯可组成什么仪器？量筒。

（六）颠倒发散

将对象的整体、部分或有关性能颠倒过来思考。有上下、左右、前后、大小、动静、是否、内外、长短等颠倒。

二、想象创新思维能力

（一）原型想象

利用某种熟悉的、类似的事物作原型，经启发而找到解决问题的方法。牛顿由萍果落地而想到万有引力。瓦特从水蒸汽冲开壶盖中受到启发而发明了蒸汽机。假如有个同学从他学校的操场上往上跳，由于地球在他脚下飞速转动，而他为什么没有落到美国去？教师讲解之后，有的同学还不理解，此时可假设地球是静止的，做匀速直线运动的物体和静止的物体都有惯性，人往上跳后就会落回原地。利用原型启发容易把新知识纳入学生原有的知识结构中，使对某些问题的领悟变得容易。

（二）类比想象

根据两个对象某些属性的相同或相似，从而推出它们在另外某些属性上也相同或相似。

（1）直接类比。将对象直接比较相类似的事物。“电压”是高中生感到最抽象最难理解的概念，讲解时，可用水流类比电流，用水压类比电压，用水流做功类比电流做功……，这样就比较容易接受。用轻质弹簧连接两个小球的实物模型去类比分子间的相互作用模型，使学生感到既形象又易于理解。

（2）拟人类比。使自己与思考对象的某种要素认同、一致，自我进

入问题的角色并体验，产生共鸣，从而找到解决问题的方法。如阿基米德正是从自已跳到澡盆中冼澡时悟出了测王冠真假的方法，从而发现了阿基米德定律。

（3）象征类比。借助于事物形象和象征符号来比喻问题，从而间接反映事物本质的方法。如对密度、比热、燃烧值、电阻的公式：ρ=m/V、C=Q/mΔt、q=Q/m、R=U/I进行类比分析，能加深对这些易错概念的理解。

用类比法教学能开拓学生思维，使知识融会贯通，培养知识的迁移能力。

（三）虚拟想象了

就是虚设一个与真实情况相反的条件，由此想象出一系列荒谬的结果，从而反面证实并强化真实的事实或结论。如向学生提出假如生活中没有摩擦和惯性会怎样？如果空气是导体会怎样？使学生对这些概念有更深的理解，而且印象深刻。

三、联想创新思维能力

（一）相似联想

指在性质上或形式上相似的事物之间所形成的联想。物理学家从质量守恒联想到能量守恒，再联想到质能守恒，正是相似联想法的应用。功率的概念和物理意义学生不易理解，可联想速度的概念和物理意义来比较。

（二）接近联想

指在时间上和空间上相互接近的事物之间形成的联想。把相近的概念放在一起进行联想、分析、比较，能区别它们的异同，弄清它们的本质。

（三）对比联想（相反联想）

指具有相反特征的事物或相互对立的事物之间形成的联想。如列表比较凸透镜和凹透镜的符号、对光的作用、光路作图和成像应用等，就会形成鲜明的对比，能加深理解和记忆。

（四）因果联想

从某一事物出现某种现象，从而联想到它们之间的因果关系。如尽可能多的写出造成保险丝熔断的原因。尽可能多的写出电学实验时随便接线产生的结果。

（五）强制联想

把乍看起来无关联的事物强制地揉合在一起，可能会有新的发现。如用平面镜、凸透镜、灯、水、烧杯、电路可有哪些组合？如灯和电路可组成照明电路，凸透镜和灯可组成有闪光灯的照相机等。

（六）希望点联想

就是把对某个事物的美好要求通过联想列举出来，然后加以设计和论证，就会有所发明和创新。

总之，创新思维是新课程标准对现在教学中的一项要求，是教师在引导学生分析问题中发现新思路的好途径，是开拓学生思维的好方法。当然，创新思维也是止是上述几种，在教学过程中根据情境及时总结归纳中挖掘和培养创新思维的一个基本原则。