幾年來,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維成為教學(xué)研究的一個熱點課題。創(chuàng)造性思維是指人在問題解決過程中產(chǎn)生出的新的思維成果的思維活動。它有兩個顯著標(biāo)志:其一,思維的產(chǎn)物是新穎的,有價值的;其二,思維的過程也是新穎的。有關(guān)研究表明:任何一個創(chuàng)造的全過程,都要經(jīng)過從發(fā)散思維到收斂思維,再從收斂思維到發(fā)散思維,多次循環(huán),直到問題解決。發(fā)散思維在于提出盡可能多的新設(shè)想,收斂思維在于從中找出好的解決方案。發(fā)散思維是收斂思維的基礎(chǔ)和必要條件,沒有發(fā)散就無從收斂;收斂思維是發(fā)散思維的歸宿,沒有收斂,發(fā)散的目的就無法實現(xiàn)。所以,創(chuàng)造性思維是發(fā)散思維和收斂思維的統(tǒng)一,兩者都是創(chuàng)造性思維的重要組成部分。因此,過分強(qiáng)調(diào)某一思維在創(chuàng)造性思維中的作用是不適宜的。為提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,培養(yǎng)學(xué)生思維的這種“輻射”能力和“聚焦”能力,在教學(xué)中應(yīng)同步進(jìn)行,二者不可缺一。
近年來,在中學(xué)物理教學(xué)實踐中,圍繞著培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力問題,已作出了許多有益的探索?!耙活}多解”、“一題多變”是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的重要手段,“多題歸一”、“一題多用”則是培養(yǎng)學(xué)生收斂思維的有效途徑。系統(tǒng)論指出:整體功能大于部分功能之和。它給我們的啟示是。在平時的物理教學(xué)中,如果能以某一主題為中心,注意把“一題多解”、“一題多變”、“多題歸一”、“一題多用”等方法組成一個互相聯(lián)系互相作用的綜合整體,就有可能實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力和收斂思維能力等諸能力的優(yōu)化組合。這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力是大有種益的?,F(xiàn)結(jié)合一道常見的典型題為例,談?wù)剬崿F(xiàn)上述設(shè)想的一種方法。
題目:一只載著石塊的小船浮在水池中,如果把石塊投入水中,池中水面的高度如何變化?
一、在尋異中求獨特
這是在一題多解的基礎(chǔ)上,提煉思維成果的過程。一道物理習(xí)題,往往有多種解法,要引導(dǎo)學(xué)生沿不同的思維方向,探求多種解題策略,然后通過比較,從中找出獨特的解法。本題用整體法求解,顯得簡捷、獨特。
把船和石塊看作一個整體,作為研究對象。
投石前,系統(tǒng)受到重力和浮力(其大小等于G排)而處于平衡狀態(tài),根據(jù)力的平衡有:G=G排
投石后,系統(tǒng)受到重力G、浮力(其大小等于G排)以及石塊沉底后受到池底向上的支持力N,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),有:G=G排+N
比較(1)(2)得:G排>G排′,池中水面高度下降。
二、在究因中求變通
這是揭示對應(yīng)的物理現(xiàn)象衍變及因果對應(yīng)關(guān)系的過程。任何特殊解法的功能總是有限的,它的更深遠(yuǎn)的意義在于使學(xué)生能深入到問題的本質(zhì)中去,吸收新信息,以展現(xiàn)更多的聯(lián)想。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生能從問題的特殊解法中,概括推廣出同類問題的一般解法,達(dá)到觸類旁通的目的。我們可先通過對N的探究,豐富這個問題的外圍情景:
若N=0,從(2)得G排=G排′=G,水面的高度不變,系統(tǒng)初末狀態(tài)受到的浮力相等。根據(jù)物體的浮沉條件可推知,這對應(yīng)于被投物體在水中處于上浮或懸浮狀態(tài)。
若N<0,有G排<G排′,水面的高度上升。但從(2)可以看出,此時G排′>G,即系統(tǒng)末態(tài)。所受到的浮力大于系統(tǒng)本身的重力,這在投物入水的情況下是不可能發(fā)生的。因此,從船上把具有一定形狀的物體投入水中,水面的高度只有不變或下降兩種可能。
找出整個系統(tǒng)在現(xiàn)象的衍變過程中所遵循的物理規(guī)律,溯因的溝通是必要的,它有助于學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對這一特殊解法的同化,由于系統(tǒng)初態(tài)的排水量即等于系統(tǒng)本身的重力,我們可從系統(tǒng)末態(tài)的浮沉狀況入手,根據(jù)物體的浮沉條件和阿基米德定律,對方程(2)作如下的變通理解:
如果投入水中的物體處于上浮或懸浮狀態(tài),則不難理解,系統(tǒng)末態(tài)所受的浮力仍等于系統(tǒng)的重力,與初態(tài)比較,排水量不變,水面的高度沒有變化(如投入水中的是木頭或密度與水相同的物體)。
如果投入水中的物體沉底,由于池底的作用,系統(tǒng)末態(tài)所受的浮力小于系統(tǒng)的重力,與初態(tài)比較,末態(tài)的排水量減少,水面的高度下降(如投入水中的是石塊、鐵塊等)。
以上的變通,深入到問題的本質(zhì),與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的觀念建立了實質(zhì)性的聯(lián)系。實踐證明,學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)在同化這一特殊解法的同時,也產(chǎn)生了順化的效應(yīng),許多學(xué)生不必通過繁雜的計算,通過定性分析即可回答像“如果從船上向水中投入石塊和木頭,水面的高度如何變化?”這一類較為復(fù)雜的問題。
三、在聯(lián)想中求流暢
這是運(yùn)用特殊解法對不同類的問題進(jìn)行兼容的過程。這里所說的“兼容”,不是方法的生搬硬套、按圖索驍而是一種巧妙的“移植”。從心理學(xué)的觀點看,凡有某一種聯(lián)系的事物或知識,在信息源的刺激下,總有可能引起聯(lián)想,從而架起由此及彼的橋梁。我們很自然地聯(lián)想到,能否用整體法去解答另一類判斷液面漲落的問題,即浮冰化水問題。顯然,由于溶化后的水具有流動特性,無法形成一個具有一定形狀的系統(tǒng),對這類問題,特殊解法中的方程(2)已不能適用。聯(lián)想到課文中推導(dǎo)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式時所采用的替代法,即把浮冰溶成的水想象成具有一定形狀的與浮冰同質(zhì)量的與水密度相同的“替代體”(實際上就是假設(shè)成有一定形狀的水)。先根據(jù)這個“替代體”在液體中的浮沉情況,用整體法判斷出液面的漲落(這只是一個暫態(tài)過程),然后恢復(fù)這個“替代體”的流動特性,則可判斷出末態(tài)液面的升降情況。這種過程的等效,可使思維的通路由阻塞變?yōu)榱鲿常F(xiàn)通過實例加以說明。
例1,盛水的容器中浮著一塊含鐵丸的冰,當(dāng)冰完全溶解后,容器的水位如何變化?
仍把冰和鐵丸整體作為研究系統(tǒng)。先把浮冰溶化的水想象成與冰同重與水同密度的替代體A,由于A與水的密度相同,所以在水中呈懸浮狀態(tài)。鐵丸B沉底,受到容器底部N的作用,系統(tǒng)在這一暫態(tài)所受的浮力小于系統(tǒng)的重力,與系統(tǒng)初態(tài)比,暫態(tài)排水量減少,暫態(tài)水位下降。由于A被假設(shè)成具有一定形狀的水,且在水中呈懸浮狀態(tài),所以恢復(fù)A的流動特性后,末態(tài)水面高度仍與暫態(tài)一樣,因此與初態(tài)比末態(tài)水位下降。
例2,盛鹽水的容器中浮著一塊冰,當(dāng)冰完全溶解后,容器內(nèi)的水位如何變化?
仿例1的假設(shè),由于替代體A的密度(即水的密度)小于鹽水的密度,所以A浮在鹽水面上。因初暫態(tài)系統(tǒng)所受的浮力相等,暫態(tài)排水量不變,因此,初暫態(tài)鹽水的水位不變。然后,恢復(fù)A的流動特性。由于A露出液面部分的流動(如圖2.3中斜線部分所示),與初態(tài)比,末態(tài)水位升高
其他的類似問題,可仿用上述的方法即可得出正確的結(jié)論。
可以看出。以上方法是在“一題多解”的基礎(chǔ)上,通過“一題多變”達(dá)到“多題歸一”“一題多用”的目的?!皩ぎ悺薄ⅰ熬恳颉?、“聯(lián)想”是以發(fā)散思維為主的思維階段,而“求獨特”、“求變通”、“求流暢”明確了思考的方向,是以收斂思維為主的思維階段。整個思維過程是一個發(fā)散思維和收斂思維不斷反復(fù),不斷組合、不斷深化的過程,體現(xiàn)了創(chuàng)造性解決問題過程所具有的獨特性、變通性、流暢性。
上述方法的實施過程,也是將具體的知識和方法,從特殊到一般的序化過程,它有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的形成。正如現(xiàn)代心理學(xué)研究所指出的:創(chuàng)造需要一種在內(nèi)容上由特殊到一般的知識等級,即將專門的具體知識和方法,納入更普遍更廣泛的知識和方法中去,形成以主題為中心的從一般到特殊的等級結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的知識有利于更有效地儲存、提取、修飾,有利于更靈活地應(yīng)用于創(chuàng)造活動。值得一提的是,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的方法不是的,只要我們在平時的教學(xué)中注意鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生敢于發(fā)散,善于收斂,勇于突破,就能有所創(chuàng)新。盡管學(xué)生創(chuàng)新的或許是人們早已熟知的東西,但隨著這種創(chuàng)造性思維量的不斷增加,學(xué)生低層次的創(chuàng)造性思維必將向高層次躍遷。
近年來,在中學(xué)物理教學(xué)實踐中,圍繞著培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力問題,已作出了許多有益的探索?!耙活}多解”、“一題多變”是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的重要手段,“多題歸一”、“一題多用”則是培養(yǎng)學(xué)生收斂思維的有效途徑。系統(tǒng)論指出:整體功能大于部分功能之和。它給我們的啟示是。在平時的物理教學(xué)中,如果能以某一主題為中心,注意把“一題多解”、“一題多變”、“多題歸一”、“一題多用”等方法組成一個互相聯(lián)系互相作用的綜合整體,就有可能實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力和收斂思維能力等諸能力的優(yōu)化組合。這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力是大有種益的?,F(xiàn)結(jié)合一道常見的典型題為例,談?wù)剬崿F(xiàn)上述設(shè)想的一種方法。
題目:一只載著石塊的小船浮在水池中,如果把石塊投入水中,池中水面的高度如何變化?
一、在尋異中求獨特
這是在一題多解的基礎(chǔ)上,提煉思維成果的過程。一道物理習(xí)題,往往有多種解法,要引導(dǎo)學(xué)生沿不同的思維方向,探求多種解題策略,然后通過比較,從中找出獨特的解法。本題用整體法求解,顯得簡捷、獨特。
把船和石塊看作一個整體,作為研究對象。
投石前,系統(tǒng)受到重力和浮力(其大小等于G排)而處于平衡狀態(tài),根據(jù)力的平衡有:G=G排
投石后,系統(tǒng)受到重力G、浮力(其大小等于G排)以及石塊沉底后受到池底向上的支持力N,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),有:G=G排+N
比較(1)(2)得:G排>G排′,池中水面高度下降。
二、在究因中求變通
這是揭示對應(yīng)的物理現(xiàn)象衍變及因果對應(yīng)關(guān)系的過程。任何特殊解法的功能總是有限的,它的更深遠(yuǎn)的意義在于使學(xué)生能深入到問題的本質(zhì)中去,吸收新信息,以展現(xiàn)更多的聯(lián)想。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生能從問題的特殊解法中,概括推廣出同類問題的一般解法,達(dá)到觸類旁通的目的。我們可先通過對N的探究,豐富這個問題的外圍情景:
若N=0,從(2)得G排=G排′=G,水面的高度不變,系統(tǒng)初末狀態(tài)受到的浮力相等。根據(jù)物體的浮沉條件可推知,這對應(yīng)于被投物體在水中處于上浮或懸浮狀態(tài)。
若N<0,有G排<G排′,水面的高度上升。但從(2)可以看出,此時G排′>G,即系統(tǒng)末態(tài)。所受到的浮力大于系統(tǒng)本身的重力,這在投物入水的情況下是不可能發(fā)生的。因此,從船上把具有一定形狀的物體投入水中,水面的高度只有不變或下降兩種可能。
找出整個系統(tǒng)在現(xiàn)象的衍變過程中所遵循的物理規(guī)律,溯因的溝通是必要的,它有助于學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對這一特殊解法的同化,由于系統(tǒng)初態(tài)的排水量即等于系統(tǒng)本身的重力,我們可從系統(tǒng)末態(tài)的浮沉狀況入手,根據(jù)物體的浮沉條件和阿基米德定律,對方程(2)作如下的變通理解:
如果投入水中的物體處于上浮或懸浮狀態(tài),則不難理解,系統(tǒng)末態(tài)所受的浮力仍等于系統(tǒng)的重力,與初態(tài)比較,排水量不變,水面的高度沒有變化(如投入水中的是木頭或密度與水相同的物體)。
如果投入水中的物體沉底,由于池底的作用,系統(tǒng)末態(tài)所受的浮力小于系統(tǒng)的重力,與初態(tài)比較,末態(tài)的排水量減少,水面的高度下降(如投入水中的是石塊、鐵塊等)。
以上的變通,深入到問題的本質(zhì),與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的觀念建立了實質(zhì)性的聯(lián)系。實踐證明,學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)在同化這一特殊解法的同時,也產(chǎn)生了順化的效應(yīng),許多學(xué)生不必通過繁雜的計算,通過定性分析即可回答像“如果從船上向水中投入石塊和木頭,水面的高度如何變化?”這一類較為復(fù)雜的問題。
三、在聯(lián)想中求流暢
這是運(yùn)用特殊解法對不同類的問題進(jìn)行兼容的過程。這里所說的“兼容”,不是方法的生搬硬套、按圖索驍而是一種巧妙的“移植”。從心理學(xué)的觀點看,凡有某一種聯(lián)系的事物或知識,在信息源的刺激下,總有可能引起聯(lián)想,從而架起由此及彼的橋梁。我們很自然地聯(lián)想到,能否用整體法去解答另一類判斷液面漲落的問題,即浮冰化水問題。顯然,由于溶化后的水具有流動特性,無法形成一個具有一定形狀的系統(tǒng),對這類問題,特殊解法中的方程(2)已不能適用。聯(lián)想到課文中推導(dǎo)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式時所采用的替代法,即把浮冰溶成的水想象成具有一定形狀的與浮冰同質(zhì)量的與水密度相同的“替代體”(實際上就是假設(shè)成有一定形狀的水)。先根據(jù)這個“替代體”在液體中的浮沉情況,用整體法判斷出液面的漲落(這只是一個暫態(tài)過程),然后恢復(fù)這個“替代體”的流動特性,則可判斷出末態(tài)液面的升降情況。這種過程的等效,可使思維的通路由阻塞變?yōu)榱鲿常F(xiàn)通過實例加以說明。
例1,盛水的容器中浮著一塊含鐵丸的冰,當(dāng)冰完全溶解后,容器的水位如何變化?
仍把冰和鐵丸整體作為研究系統(tǒng)。先把浮冰溶化的水想象成與冰同重與水同密度的替代體A,由于A與水的密度相同,所以在水中呈懸浮狀態(tài)。鐵丸B沉底,受到容器底部N的作用,系統(tǒng)在這一暫態(tài)所受的浮力小于系統(tǒng)的重力,與系統(tǒng)初態(tài)比,暫態(tài)排水量減少,暫態(tài)水位下降。由于A被假設(shè)成具有一定形狀的水,且在水中呈懸浮狀態(tài),所以恢復(fù)A的流動特性后,末態(tài)水面高度仍與暫態(tài)一樣,因此與初態(tài)比末態(tài)水位下降。
例2,盛鹽水的容器中浮著一塊冰,當(dāng)冰完全溶解后,容器內(nèi)的水位如何變化?
仿例1的假設(shè),由于替代體A的密度(即水的密度)小于鹽水的密度,所以A浮在鹽水面上。因初暫態(tài)系統(tǒng)所受的浮力相等,暫態(tài)排水量不變,因此,初暫態(tài)鹽水的水位不變。然后,恢復(fù)A的流動特性。由于A露出液面部分的流動(如圖2.3中斜線部分所示),與初態(tài)比,末態(tài)水位升高
其他的類似問題,可仿用上述的方法即可得出正確的結(jié)論。
可以看出。以上方法是在“一題多解”的基礎(chǔ)上,通過“一題多變”達(dá)到“多題歸一”“一題多用”的目的?!皩ぎ悺薄ⅰ熬恳颉?、“聯(lián)想”是以發(fā)散思維為主的思維階段,而“求獨特”、“求變通”、“求流暢”明確了思考的方向,是以收斂思維為主的思維階段。整個思維過程是一個發(fā)散思維和收斂思維不斷反復(fù),不斷組合、不斷深化的過程,體現(xiàn)了創(chuàng)造性解決問題過程所具有的獨特性、變通性、流暢性。
上述方法的實施過程,也是將具體的知識和方法,從特殊到一般的序化過程,它有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的形成。正如現(xiàn)代心理學(xué)研究所指出的:創(chuàng)造需要一種在內(nèi)容上由特殊到一般的知識等級,即將專門的具體知識和方法,納入更普遍更廣泛的知識和方法中去,形成以主題為中心的從一般到特殊的等級結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的知識有利于更有效地儲存、提取、修飾,有利于更靈活地應(yīng)用于創(chuàng)造活動。值得一提的是,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的方法不是的,只要我們在平時的教學(xué)中注意鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生敢于發(fā)散,善于收斂,勇于突破,就能有所創(chuàng)新。盡管學(xué)生創(chuàng)新的或許是人們早已熟知的東西,但隨著這種創(chuàng)造性思維量的不斷增加,學(xué)生低層次的創(chuàng)造性思維必將向高層次躍遷。