所謂定勢,是指人的心理活動的一種準(zhǔn)備狀態(tài),這種準(zhǔn)備狀態(tài)影響著解決問題的傾向性。定勢思維是指人用某種固定的思維模式去分析問題和解決問題,這種固定的模式是已知的,事先有所準(zhǔn)備的。
對定勢思維,人們在認(rèn)識上往往帶有某種片面性。不少人只看到其消極的一面,而忽視其積極的一面。關(guān)干學(xué)生思維能力的培養(yǎng),人們大凡推崇發(fā)散思維,而否定定勢思維。這既不能正確地反映定勢思維的真實(shí)面貌和客觀功能,也易使我們在教學(xué)中對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)造成偏差。因此,重新認(rèn)識、正確評價(jià)定勢思維,就顯得尤為重要。
一、定勢思維的積極作用
思維的定勢是一種客觀存在的現(xiàn)象。心理學(xué)的研究表明,人在學(xué)習(xí)過程中使用某一認(rèn)知方式進(jìn)行思維,重復(fù)的次數(shù)越多,越有效,那么,在新的相似情境中就會優(yōu)先運(yùn)用這一方式。這是一種不甚自覺發(fā)生的行為。它是思維的“慣性”現(xiàn)象,是人的一種特別本能和內(nèi)驅(qū)力的表現(xiàn)。
定勢思維對于問題解決具有極其重要的意義。在問題解決活動中,定勢思維的作用是:根據(jù)面臨的問題聯(lián)想起已經(jīng)解決的類似的問題,將新問題的特征與舊問題的特征進(jìn)行比較,抓住新舊問題的共同特征,將已有的知識和經(jīng)驗(yàn)與當(dāng)前問題情境建立聯(lián)系,利用處理過類似的舊問題的知識和經(jīng)驗(yàn)處理新問題,或把新問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)已解決的熟悉的問題,從而為新問題的解決做好積極的心理準(zhǔn)備。具體地說,在問題解決中,思維定勢主要包括以下三方面內(nèi)容:
(一)定向解決問題總要有一個(gè)明確的方向和清晰的目標(biāo),否則,解題將會陷入盲目性。定向是成功解題的前提。如:
例1 如圖1裝置中,已知AB桿重為P,兩圓柱以相等的角速度高速反向旋轉(zhuǎn)。兩圓柱軸心間距為2a,桿與圓柱的摩擦系數(shù)均為P。試證明:若使AB桿重心C偏離中線OO′,則AB桿將會發(fā)生簡諧振動,求振動周期。
對本題,首先要確定解題方向,即要證明AB桿做簡諧振動及求振動周期,只要證明AB桿相對于平衡位置位移為X時(shí),受到的回復(fù)力F與X正比反向,即F=-kX(在為比例常數(shù))。而振動周期即為。
(二)定法方法是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的手段,廣義的方法泛指一切用來解決問題的工具,也包括解題所用的知識。不同類型的問題總有相應(yīng)的常規(guī)的或特殊的解決方法。定法能使我們對癥下藥,它是解題思維的核心。如:
例2 如圖2,一水龍頭以0.7千克/秒的流量將水注入杯中,已知杯的質(zhì)量為500克,注至10秒末時(shí),盤秤的示數(shù)為83.3牛。求此刻水流至杯中水面時(shí)的速度。
杯對臺秤的壓力有靜壓力和動壓力,靜壓力是由杯與杯中的水重引起,其大小等于兩者的總重;而動壓力則是由水流的沖擊引起,其大小與水流的速度、流量等因素有關(guān)。因?yàn)檫@是一個(gè)連續(xù)介質(zhì)的沖擊問題,也是一個(gè)變質(zhì)量的問題,用常規(guī)方法較難處理,可用微元方法求解。所謂微元方法,就是從對事物的極小部分入手,達(dá)到解決事物整體問題的方法,它往往用于事物(包括過程)整體比較復(fù)雜的問題。用它解題常可化變?yōu)槌?,化曲為直,化動為靜。它可以使事物暫時(shí)化動為靜,于是我們才有能力去描述和建立方程。確定了解題方法,我們也就獲得攻克問題難關(guān)的武器。本題的求解過程如下:
分析和解杯對臺秤的靜壓力為
為了求出動壓力,取的極短時(shí)間內(nèi)流入杯中的水為研究對象,在此時(shí)間內(nèi)流入杯中的水的質(zhì)量為,在這段時(shí)間內(nèi),這些水的速度由V變?yōu)榱?。運(yùn)用動量定理,有考慮到故有
又由此可解得V=11.8米/秒
(三)定序解題是一個(gè)有目的、有計(jì)劃的活動,必須有步驟地進(jìn)行,并遵守規(guī)范化的要求。定序是解題成功的保證,合理的序能使我們的解題進(jìn)程步步深入,少走彎路。解題有一般的序,也有特殊的序?!皩忣}一求解一回顧”是求解各類物理習(xí)題通用的程序。對于一些具體物理知識的運(yùn)用,以及某些特殊類型問題的解決,又有一些操作性較強(qiáng)的具體的程序。例如,運(yùn)用氣態(tài)方程這P1V1/T1=P2V2/T2(含氣體三條實(shí)驗(yàn)定律)解題的基本程序是:
1.明確對象即首先要確定所研究的是哪一部分氣體。如果對象不止一個(gè),則應(yīng)對不同的對象編號加以區(qū)別,以防混雜。
2.具體分析包括狀態(tài)分析、過程分析,等等。要分別對各研究對象的各狀態(tài)逐一分析,要分析各部分氣體的變化特點(diǎn),弄清各部分氣體的質(zhì)量有無增減,有無不變的參量,等等,還要分析不同對象的參量的關(guān)系。
3.列解方程即根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方程求解。若問題涉及的氣體的三個(gè)狀態(tài)參量都發(fā)生變化,應(yīng)選用方程P1V1/T1=P2V2/T2若只有兩個(gè)狀態(tài)參量發(fā)生變化,應(yīng)選擇氣體三條實(shí)驗(yàn)定律之一。此外,還要根據(jù)問題的需要,列出其他有關(guān)方程。
4.細(xì)心驗(yàn)證即對方程求解的結(jié)果的合理性進(jìn)行檢驗(yàn)。
例3 容積為V1、V2的兩容器A、B,用一根不導(dǎo)熱的細(xì)管(體積可忽略不計(jì))連通,如圖3所示,容器內(nèi)充滿空氣。初兩容器都浸在溫度為T1的水中,后來相容器B用溫度為T2的水蒸氣包圍,但容器A仍保持原來的溫度。如果兩個(gè)容器內(nèi)空氣的初壓強(qiáng)為p1,求后兩容器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)p2。設(shè)容器的熱膨脹忽略不計(jì)。
分析和解
(1)明確對象分別取后來在A、B兩容器中的空氣為研究對象。
(2)具體分析設(shè)由容器B進(jìn)入容器人中的那部分氣體在原來狀態(tài)時(shí)的體積(見圖4),則對象A的初態(tài)為,末態(tài)為(p1,V1,T1);對象B的初態(tài)為(),末態(tài)為(P2,V2,T2)
(3)列解方程對氣體A,據(jù)玻一馬定律,可列出對氣體B,據(jù)氣態(tài)方程,可列出由①②兩方程,可解得。
(4)細(xì)心驗(yàn)證對p2的表示式,從量綱角度看,是合理的;若T2=T1,則由③式可得p2=p1;,這也是合理的。所以,題解可信。上述解答過程敘述得比較刻板,雖然我們在實(shí)際解題中不會寫出每一步的名稱,但解題的基本程序還是如此的。
由此可見,定勢思維是解題思維的主要形式。在許多情況下,思維的定勢表現(xiàn)為思維的趨向性和專注性。定勢不足,或定勢不良,都將有礙于解題的進(jìn)行。從另一角度看,學(xué)生認(rèn)識問題和解決問題的過程總是在已有的定勢的基礎(chǔ)上發(fā)生的,利用已有的經(jīng)驗(yàn),按照一定的模式(定向、定法、定序)去解決問題,是教學(xué)中完成“雙基”任務(wù)的需要。
關(guān)于解題的研究表明,專家解題在很大的程度上依賴于頓悟。所謂頓悟是對問題及其關(guān)系的突然的領(lǐng)悟,這是一種極為簡短的思維方式。專家對于一般的專業(yè)問題具有的這種能力是由于他們能迅速抓住問題的關(guān)鍵要素,識別問題的模式,并以此模式為索引,從長時(shí)記憶中提取出現(xiàn)成的解決問題的知識和方法。他們在認(rèn)知過程中,多半是進(jìn)行識別和反應(yīng),而搜尋活動較少。但是,當(dāng)專家在解決全新的問題時(shí),頓悟則較難發(fā)生,他也會像新手一樣進(jìn)行試探和搜尋。由此可見,在解題中,頓悟的發(fā)生是與解題者已有的經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)的,它以思維的定勢為基礎(chǔ),是思維定勢的潛在表現(xiàn)。正確、穩(wěn)定的思維定勢,可使人們在解決類似問題時(shí)表現(xiàn)出習(xí)慣化、自動化,從而大大地縮短解題途徑的探索過程。
學(xué)習(xí)的遷移理論告訴我們,已有的知識和經(jīng)驗(yàn)對于新問題的解決總會產(chǎn)生各種影響。新舊問題之間總存在著一定的聯(lián)系。從某種意義上說,問題解決的成敗與否和效率高低,在相當(dāng)程度上取決于在解題中能夠發(fā)生遷移作用的知識、經(jīng)驗(yàn)的數(shù)量多少和質(zhì)量高低。良好的思維定勢能有效地促進(jìn)知識和經(jīng)驗(yàn)的正遷移,它使解決問題者將若干問題求解的成果推廣到眾多的同類問題上。
二、定勢思維的消極作用
定勢思維對問題解決既有積極的一面,也有消極的一面,它容易使我們產(chǎn)生思想上的防性,養(yǎng)成一種呆板、機(jī)械、千篇一律的解題習(xí)慣。當(dāng)新舊問題形似質(zhì)異時(shí),思維的定勢往往會使解題者步入誤區(qū)。例如,我們曾經(jīng)在教學(xué)中,向?qū)W生介紹過如下問題及其解法。
例4 如圖5,單擺的擺長為l,擺球質(zhì)量為m,帶有電荷q(q>0),在勻強(qiáng)電場中做微振動。已知場強(qiáng)大小為E,方向豎直向下,試求單擺振動的周期。
分析和解在電場中,單擺的振動周期為
式中g(shù)′為等效重力加速度。為了求出g′,使單擺下垂處于靜止,求出此時(shí)擺線的拉力。F′=mg+qE則
于是得到后來我們讓學(xué)生求解如下問題:
例5 如圖6,單擺擺長為l,擺球質(zhì)量為m,帶電量為q2(q2>0)。若在懸點(diǎn)再放置一個(gè)帶電量為q1(q1>0)的電荷,試求單擺微振動的周期。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有的學(xué)生都采用了類似的做法,即:先使單擺下垂并處于靜止,求出擺線拉力
則于是得到。
顯然,造成后一問題求解錯(cuò)誤的根本原因是,學(xué)生在求解前一問題時(shí)形成了思維的不良定勢,于是無視問題條件的變化,機(jī)械搬用前一問題的求解模式。
大量事例表明,思維定勢確實(shí)對問題解決具有較大的負(fù)面影響。當(dāng)一個(gè)問題的條件發(fā)生質(zhì)的變化時(shí),思維定勢會使解題者墨守成規(guī),難以涌出新思維,作出新決策,造成知識和經(jīng)驗(yàn)的負(fù)遷移。教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),學(xué)生解題中的許多失誤,都是由不良的思維定勢造成的。
根據(jù)唯物辯證法觀點(diǎn),不同的事物之間既有相似性,又有差異性。定勢思維所強(qiáng)調(diào)的是事物間的相似性和不變性。在問題解決中,它是一種“以不變應(yīng)萬變”的思維策略。所以,當(dāng)新問題相對于舊問題,是其相似性的主導(dǎo)作用時(shí),由舊問題的求解所形成的思維定勢往往有助于新問題的解決。而當(dāng)新問題相對于舊問題,是其差異性起主導(dǎo)作用時(shí),由舊問題的求解所形成的思維定勢則往往有礙于新問題的解決。
從思維過程的大腦皮層活動情況看,定勢的影響是一種習(xí)慣性的神經(jīng)聯(lián)系,即前次的思維活動對后次的思維活動有指引性的影響。所以,當(dāng)兩次思維活動屬于同類性質(zhì)時(shí),前次思維活動會對后次思維活動起正確的引導(dǎo)作用;當(dāng)兩次思維活動屬于異類性質(zhì)時(shí),前次思維活動會對后次思維活動起錯(cuò)誤的引導(dǎo)作用。
三、發(fā)散思維與定勢思維的辯證關(guān)系
談到定勢思維,人們往往相對應(yīng)地會聯(lián)系到發(fā)散思維。發(fā)散思維又稱求異思維,它是一種不受常規(guī)束縛,尋求變異,尋找多種解題途徑的思維方式。與定勢思維不同,發(fā)散思維具有思路廣闊、流暢、新穎等特點(diǎn)。它不滿足于現(xiàn)成的模式,既得的答案,它用“以變應(yīng)變”的策略來處理不同的問題。因?yàn)榘l(fā)散思維無論從思維過程,還是從思維產(chǎn)物方面都積極追求新穎,所以,人們在論述創(chuàng)造性思維時(shí),往往更多地提到發(fā)散思維。但是,我們認(rèn)為,發(fā)散思維與定勢思維既是對立的,又是統(tǒng)一的,是一個(gè)辯證的統(tǒng)一體。它們的聯(lián)系主要表現(xiàn)在:
(一)定勢是發(fā)散的基礎(chǔ)沒有對基礎(chǔ)知識和基本技能的牢固掌握,要想靈活多變地解決面臨的問題,是不可能的。例如,當(dāng)學(xué)生尚未熟練掌握牛頓運(yùn)動定律、動量定理、動能定理等知識的運(yùn)用模式時(shí),若要求學(xué)生同時(shí)運(yùn)用這些知識多途徑地求解某一動力學(xué)問題,往往是難以成功的。
(二)定勢與發(fā)散可以相互轉(zhuǎn)化定勢思維與發(fā)散思維是相輔相成的,它們相互依賴,相互促進(jìn),并會在一定的條件下相互轉(zhuǎn)化。每完成轉(zhuǎn)化,都使兩者進(jìn)入一個(gè)更高水平的層次,由此繼續(xù)下去,人們的思維能力才得以提高、發(fā)展;再提高,再發(fā)展……人的認(rèn)識的這種發(fā)展模式可用下面的圖7表示。
例如求勻變速運(yùn)動物體的加速度,可以用牛頓第二定律,或用運(yùn)動學(xué)公式,這是我們已有的定勢。但要求圖8中的M的加速度,(m的初速度為零,受到恒力F的作用,摩擦不計(jì)),運(yùn)用這兩種方法都較為困難。如果我們發(fā)揮發(fā)散思維的力量,利用功能關(guān)系及M、m的速度關(guān)系與位移關(guān)系,建立方程
由上述方程,求出再與式v2=2as相對照,便可得到此時(shí),我們的頭腦中將會獲得這樣一個(gè)認(rèn)識,即一切可以與加速度溝通聯(lián)系的知識和方法,都可以用來求物體運(yùn)動的加速度。這就是由于發(fā)散而形成的一個(gè)新的高水平的定勢。
四、我們的對策
針對定勢思維的兩重性,以及定勢思維與發(fā)散思維的關(guān)系,我們在教學(xué)中應(yīng)采用如下對策:
(一)要重視培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)知識和基本技能的定勢?;A(chǔ)知識和基本技能具有較普遍的意義,因此,也就具有較大的適用范圍?!半p基”的定勢是一種較高水平的定勢。
(二)要重視培養(yǎng)解決問題的一般思維策略的定勢。例如簡單化的策略、熟悉化的策略、特殊化和一般化的策略、局部和整體的策略,等等,都是我們解決問題的一般性指導(dǎo)方針。
(三)在講授知識和方法時(shí),要注意闡明知識和方法的適用條件,以防止學(xué)生將相對真理和局部經(jīng)驗(yàn)絕對化。
(四)注意培養(yǎng)學(xué)生的分析、比較能力,要教育學(xué)生對不同的事物要重在比同,對相似事物要重在比異,以促進(jìn)知識和經(jīng)驗(yàn)的正遷移,防止負(fù)遷移。
(五)在新課教學(xué)中,要側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的定勢思維。在充分重視培養(yǎng)定勢思維的基礎(chǔ)上,要注意培養(yǎng)發(fā)散思維。要引導(dǎo)學(xué)生在解決問題時(shí),從正向、側(cè)向、反向去思維,善于發(fā)現(xiàn)問題中新的因素、新的關(guān)系,采用新的方式,獲得新的成果。
對定勢思維,人們在認(rèn)識上往往帶有某種片面性。不少人只看到其消極的一面,而忽視其積極的一面。關(guān)干學(xué)生思維能力的培養(yǎng),人們大凡推崇發(fā)散思維,而否定定勢思維。這既不能正確地反映定勢思維的真實(shí)面貌和客觀功能,也易使我們在教學(xué)中對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)造成偏差。因此,重新認(rèn)識、正確評價(jià)定勢思維,就顯得尤為重要。
一、定勢思維的積極作用
思維的定勢是一種客觀存在的現(xiàn)象。心理學(xué)的研究表明,人在學(xué)習(xí)過程中使用某一認(rèn)知方式進(jìn)行思維,重復(fù)的次數(shù)越多,越有效,那么,在新的相似情境中就會優(yōu)先運(yùn)用這一方式。這是一種不甚自覺發(fā)生的行為。它是思維的“慣性”現(xiàn)象,是人的一種特別本能和內(nèi)驅(qū)力的表現(xiàn)。
定勢思維對于問題解決具有極其重要的意義。在問題解決活動中,定勢思維的作用是:根據(jù)面臨的問題聯(lián)想起已經(jīng)解決的類似的問題,將新問題的特征與舊問題的特征進(jìn)行比較,抓住新舊問題的共同特征,將已有的知識和經(jīng)驗(yàn)與當(dāng)前問題情境建立聯(lián)系,利用處理過類似的舊問題的知識和經(jīng)驗(yàn)處理新問題,或把新問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)已解決的熟悉的問題,從而為新問題的解決做好積極的心理準(zhǔn)備。具體地說,在問題解決中,思維定勢主要包括以下三方面內(nèi)容:
(一)定向解決問題總要有一個(gè)明確的方向和清晰的目標(biāo),否則,解題將會陷入盲目性。定向是成功解題的前提。如:
例1 如圖1裝置中,已知AB桿重為P,兩圓柱以相等的角速度高速反向旋轉(zhuǎn)。兩圓柱軸心間距為2a,桿與圓柱的摩擦系數(shù)均為P。試證明:若使AB桿重心C偏離中線OO′,則AB桿將會發(fā)生簡諧振動,求振動周期。
對本題,首先要確定解題方向,即要證明AB桿做簡諧振動及求振動周期,只要證明AB桿相對于平衡位置位移為X時(shí),受到的回復(fù)力F與X正比反向,即F=-kX(在為比例常數(shù))。而振動周期即為。
(二)定法方法是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的手段,廣義的方法泛指一切用來解決問題的工具,也包括解題所用的知識。不同類型的問題總有相應(yīng)的常規(guī)的或特殊的解決方法。定法能使我們對癥下藥,它是解題思維的核心。如:
例2 如圖2,一水龍頭以0.7千克/秒的流量將水注入杯中,已知杯的質(zhì)量為500克,注至10秒末時(shí),盤秤的示數(shù)為83.3牛。求此刻水流至杯中水面時(shí)的速度。
杯對臺秤的壓力有靜壓力和動壓力,靜壓力是由杯與杯中的水重引起,其大小等于兩者的總重;而動壓力則是由水流的沖擊引起,其大小與水流的速度、流量等因素有關(guān)。因?yàn)檫@是一個(gè)連續(xù)介質(zhì)的沖擊問題,也是一個(gè)變質(zhì)量的問題,用常規(guī)方法較難處理,可用微元方法求解。所謂微元方法,就是從對事物的極小部分入手,達(dá)到解決事物整體問題的方法,它往往用于事物(包括過程)整體比較復(fù)雜的問題。用它解題常可化變?yōu)槌?,化曲為直,化動為靜。它可以使事物暫時(shí)化動為靜,于是我們才有能力去描述和建立方程。確定了解題方法,我們也就獲得攻克問題難關(guān)的武器。本題的求解過程如下:
分析和解杯對臺秤的靜壓力為
為了求出動壓力,取的極短時(shí)間內(nèi)流入杯中的水為研究對象,在此時(shí)間內(nèi)流入杯中的水的質(zhì)量為,在這段時(shí)間內(nèi),這些水的速度由V變?yōu)榱?。運(yùn)用動量定理,有考慮到故有
又由此可解得V=11.8米/秒
(三)定序解題是一個(gè)有目的、有計(jì)劃的活動,必須有步驟地進(jìn)行,并遵守規(guī)范化的要求。定序是解題成功的保證,合理的序能使我們的解題進(jìn)程步步深入,少走彎路。解題有一般的序,也有特殊的序?!皩忣}一求解一回顧”是求解各類物理習(xí)題通用的程序。對于一些具體物理知識的運(yùn)用,以及某些特殊類型問題的解決,又有一些操作性較強(qiáng)的具體的程序。例如,運(yùn)用氣態(tài)方程這P1V1/T1=P2V2/T2(含氣體三條實(shí)驗(yàn)定律)解題的基本程序是:
1.明確對象即首先要確定所研究的是哪一部分氣體。如果對象不止一個(gè),則應(yīng)對不同的對象編號加以區(qū)別,以防混雜。
2.具體分析包括狀態(tài)分析、過程分析,等等。要分別對各研究對象的各狀態(tài)逐一分析,要分析各部分氣體的變化特點(diǎn),弄清各部分氣體的質(zhì)量有無增減,有無不變的參量,等等,還要分析不同對象的參量的關(guān)系。
3.列解方程即根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方程求解。若問題涉及的氣體的三個(gè)狀態(tài)參量都發(fā)生變化,應(yīng)選用方程P1V1/T1=P2V2/T2若只有兩個(gè)狀態(tài)參量發(fā)生變化,應(yīng)選擇氣體三條實(shí)驗(yàn)定律之一。此外,還要根據(jù)問題的需要,列出其他有關(guān)方程。
4.細(xì)心驗(yàn)證即對方程求解的結(jié)果的合理性進(jìn)行檢驗(yàn)。
例3 容積為V1、V2的兩容器A、B,用一根不導(dǎo)熱的細(xì)管(體積可忽略不計(jì))連通,如圖3所示,容器內(nèi)充滿空氣。初兩容器都浸在溫度為T1的水中,后來相容器B用溫度為T2的水蒸氣包圍,但容器A仍保持原來的溫度。如果兩個(gè)容器內(nèi)空氣的初壓強(qiáng)為p1,求后兩容器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)p2。設(shè)容器的熱膨脹忽略不計(jì)。
分析和解
(1)明確對象分別取后來在A、B兩容器中的空氣為研究對象。
(2)具體分析設(shè)由容器B進(jìn)入容器人中的那部分氣體在原來狀態(tài)時(shí)的體積(見圖4),則對象A的初態(tài)為,末態(tài)為(p1,V1,T1);對象B的初態(tài)為(),末態(tài)為(P2,V2,T2)
(3)列解方程對氣體A,據(jù)玻一馬定律,可列出對氣體B,據(jù)氣態(tài)方程,可列出由①②兩方程,可解得。
(4)細(xì)心驗(yàn)證對p2的表示式,從量綱角度看,是合理的;若T2=T1,則由③式可得p2=p1;,這也是合理的。所以,題解可信。上述解答過程敘述得比較刻板,雖然我們在實(shí)際解題中不會寫出每一步的名稱,但解題的基本程序還是如此的。
由此可見,定勢思維是解題思維的主要形式。在許多情況下,思維的定勢表現(xiàn)為思維的趨向性和專注性。定勢不足,或定勢不良,都將有礙于解題的進(jìn)行。從另一角度看,學(xué)生認(rèn)識問題和解決問題的過程總是在已有的定勢的基礎(chǔ)上發(fā)生的,利用已有的經(jīng)驗(yàn),按照一定的模式(定向、定法、定序)去解決問題,是教學(xué)中完成“雙基”任務(wù)的需要。
關(guān)于解題的研究表明,專家解題在很大的程度上依賴于頓悟。所謂頓悟是對問題及其關(guān)系的突然的領(lǐng)悟,這是一種極為簡短的思維方式。專家對于一般的專業(yè)問題具有的這種能力是由于他們能迅速抓住問題的關(guān)鍵要素,識別問題的模式,并以此模式為索引,從長時(shí)記憶中提取出現(xiàn)成的解決問題的知識和方法。他們在認(rèn)知過程中,多半是進(jìn)行識別和反應(yīng),而搜尋活動較少。但是,當(dāng)專家在解決全新的問題時(shí),頓悟則較難發(fā)生,他也會像新手一樣進(jìn)行試探和搜尋。由此可見,在解題中,頓悟的發(fā)生是與解題者已有的經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)的,它以思維的定勢為基礎(chǔ),是思維定勢的潛在表現(xiàn)。正確、穩(wěn)定的思維定勢,可使人們在解決類似問題時(shí)表現(xiàn)出習(xí)慣化、自動化,從而大大地縮短解題途徑的探索過程。
學(xué)習(xí)的遷移理論告訴我們,已有的知識和經(jīng)驗(yàn)對于新問題的解決總會產(chǎn)生各種影響。新舊問題之間總存在著一定的聯(lián)系。從某種意義上說,問題解決的成敗與否和效率高低,在相當(dāng)程度上取決于在解題中能夠發(fā)生遷移作用的知識、經(jīng)驗(yàn)的數(shù)量多少和質(zhì)量高低。良好的思維定勢能有效地促進(jìn)知識和經(jīng)驗(yàn)的正遷移,它使解決問題者將若干問題求解的成果推廣到眾多的同類問題上。
二、定勢思維的消極作用
定勢思維對問題解決既有積極的一面,也有消極的一面,它容易使我們產(chǎn)生思想上的防性,養(yǎng)成一種呆板、機(jī)械、千篇一律的解題習(xí)慣。當(dāng)新舊問題形似質(zhì)異時(shí),思維的定勢往往會使解題者步入誤區(qū)。例如,我們曾經(jīng)在教學(xué)中,向?qū)W生介紹過如下問題及其解法。
例4 如圖5,單擺的擺長為l,擺球質(zhì)量為m,帶有電荷q(q>0),在勻強(qiáng)電場中做微振動。已知場強(qiáng)大小為E,方向豎直向下,試求單擺振動的周期。
分析和解在電場中,單擺的振動周期為
式中g(shù)′為等效重力加速度。為了求出g′,使單擺下垂處于靜止,求出此時(shí)擺線的拉力。F′=mg+qE則
于是得到后來我們讓學(xué)生求解如下問題:
例5 如圖6,單擺擺長為l,擺球質(zhì)量為m,帶電量為q2(q2>0)。若在懸點(diǎn)再放置一個(gè)帶電量為q1(q1>0)的電荷,試求單擺微振動的周期。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有的學(xué)生都采用了類似的做法,即:先使單擺下垂并處于靜止,求出擺線拉力
則于是得到。
顯然,造成后一問題求解錯(cuò)誤的根本原因是,學(xué)生在求解前一問題時(shí)形成了思維的不良定勢,于是無視問題條件的變化,機(jī)械搬用前一問題的求解模式。
大量事例表明,思維定勢確實(shí)對問題解決具有較大的負(fù)面影響。當(dāng)一個(gè)問題的條件發(fā)生質(zhì)的變化時(shí),思維定勢會使解題者墨守成規(guī),難以涌出新思維,作出新決策,造成知識和經(jīng)驗(yàn)的負(fù)遷移。教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),學(xué)生解題中的許多失誤,都是由不良的思維定勢造成的。
根據(jù)唯物辯證法觀點(diǎn),不同的事物之間既有相似性,又有差異性。定勢思維所強(qiáng)調(diào)的是事物間的相似性和不變性。在問題解決中,它是一種“以不變應(yīng)萬變”的思維策略。所以,當(dāng)新問題相對于舊問題,是其相似性的主導(dǎo)作用時(shí),由舊問題的求解所形成的思維定勢往往有助于新問題的解決。而當(dāng)新問題相對于舊問題,是其差異性起主導(dǎo)作用時(shí),由舊問題的求解所形成的思維定勢則往往有礙于新問題的解決。
從思維過程的大腦皮層活動情況看,定勢的影響是一種習(xí)慣性的神經(jīng)聯(lián)系,即前次的思維活動對后次的思維活動有指引性的影響。所以,當(dāng)兩次思維活動屬于同類性質(zhì)時(shí),前次思維活動會對后次思維活動起正確的引導(dǎo)作用;當(dāng)兩次思維活動屬于異類性質(zhì)時(shí),前次思維活動會對后次思維活動起錯(cuò)誤的引導(dǎo)作用。
三、發(fā)散思維與定勢思維的辯證關(guān)系
談到定勢思維,人們往往相對應(yīng)地會聯(lián)系到發(fā)散思維。發(fā)散思維又稱求異思維,它是一種不受常規(guī)束縛,尋求變異,尋找多種解題途徑的思維方式。與定勢思維不同,發(fā)散思維具有思路廣闊、流暢、新穎等特點(diǎn)。它不滿足于現(xiàn)成的模式,既得的答案,它用“以變應(yīng)變”的策略來處理不同的問題。因?yàn)榘l(fā)散思維無論從思維過程,還是從思維產(chǎn)物方面都積極追求新穎,所以,人們在論述創(chuàng)造性思維時(shí),往往更多地提到發(fā)散思維。但是,我們認(rèn)為,發(fā)散思維與定勢思維既是對立的,又是統(tǒng)一的,是一個(gè)辯證的統(tǒng)一體。它們的聯(lián)系主要表現(xiàn)在:
(一)定勢是發(fā)散的基礎(chǔ)沒有對基礎(chǔ)知識和基本技能的牢固掌握,要想靈活多變地解決面臨的問題,是不可能的。例如,當(dāng)學(xué)生尚未熟練掌握牛頓運(yùn)動定律、動量定理、動能定理等知識的運(yùn)用模式時(shí),若要求學(xué)生同時(shí)運(yùn)用這些知識多途徑地求解某一動力學(xué)問題,往往是難以成功的。
(二)定勢與發(fā)散可以相互轉(zhuǎn)化定勢思維與發(fā)散思維是相輔相成的,它們相互依賴,相互促進(jìn),并會在一定的條件下相互轉(zhuǎn)化。每完成轉(zhuǎn)化,都使兩者進(jìn)入一個(gè)更高水平的層次,由此繼續(xù)下去,人們的思維能力才得以提高、發(fā)展;再提高,再發(fā)展……人的認(rèn)識的這種發(fā)展模式可用下面的圖7表示。
例如求勻變速運(yùn)動物體的加速度,可以用牛頓第二定律,或用運(yùn)動學(xué)公式,這是我們已有的定勢。但要求圖8中的M的加速度,(m的初速度為零,受到恒力F的作用,摩擦不計(jì)),運(yùn)用這兩種方法都較為困難。如果我們發(fā)揮發(fā)散思維的力量,利用功能關(guān)系及M、m的速度關(guān)系與位移關(guān)系,建立方程
由上述方程,求出再與式v2=2as相對照,便可得到此時(shí),我們的頭腦中將會獲得這樣一個(gè)認(rèn)識,即一切可以與加速度溝通聯(lián)系的知識和方法,都可以用來求物體運(yùn)動的加速度。這就是由于發(fā)散而形成的一個(gè)新的高水平的定勢。
四、我們的對策
針對定勢思維的兩重性,以及定勢思維與發(fā)散思維的關(guān)系,我們在教學(xué)中應(yīng)采用如下對策:
(一)要重視培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)知識和基本技能的定勢?;A(chǔ)知識和基本技能具有較普遍的意義,因此,也就具有較大的適用范圍?!半p基”的定勢是一種較高水平的定勢。
(二)要重視培養(yǎng)解決問題的一般思維策略的定勢。例如簡單化的策略、熟悉化的策略、特殊化和一般化的策略、局部和整體的策略,等等,都是我們解決問題的一般性指導(dǎo)方針。
(三)在講授知識和方法時(shí),要注意闡明知識和方法的適用條件,以防止學(xué)生將相對真理和局部經(jīng)驗(yàn)絕對化。
(四)注意培養(yǎng)學(xué)生的分析、比較能力,要教育學(xué)生對不同的事物要重在比同,對相似事物要重在比異,以促進(jìn)知識和經(jīng)驗(yàn)的正遷移,防止負(fù)遷移。
(五)在新課教學(xué)中,要側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的定勢思維。在充分重視培養(yǎng)定勢思維的基礎(chǔ)上,要注意培養(yǎng)發(fā)散思維。要引導(dǎo)學(xué)生在解決問題時(shí),從正向、側(cè)向、反向去思維,善于發(fā)現(xiàn)問題中新的因素、新的關(guān)系,采用新的方式,獲得新的成果。

