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在物理教学中培养科学美感直觉思维能力

所谓科学美感直觉思维，指的是这样一个思维过程：即科学

家在关于自然科学的审美创造中，大脑对自然界潜在的美的特征

或自然科学理论深层的体现宇宙的美妙及其和谐协调的科学真

理，未经充分逻辑推理的直观。因此，它是一个非逻辑思维的过

程。尽管学生在学习中的科学美感直觉思维能力不能和科学巨匠

比较，但科学美感直觉必须经过培养。作为一位高中物理教师，

觉得在以下几个方面来培养学生的科学美感直觉思维。

一、要善于启发、引导学生进行联想

在物理教学中，要求教师除了教授物理知识之外，还应尽可

能地培养学生的创造潜能。那么，课堂上如果采用自由联想的方

式，让学生自发地由一事物而想到其他事物，紧紧抓住两事物之

间的基本现象和本质的相似之处，从已知推导未知，尽快地想出

许多观念，获得新的知识，就有利于培养学生的创新潜能。

例如，讲“光的双缝干涉”时，由学生自己去进行类比联想，

和以前学过的“两例机械波干涉”时振动加强和减弱的情况进

行比较，找出相识之处，让他们自己寻找得出屏上出现明暗条纹

的条件，这要比老师直接告知答案印象深刻得多。又如，讲“势

能”时，中学阶段学习了重力势能、弹性势能、分子势能和电势

能。由于重力和弹力做功现象较常见，因此重力势能和弹性势能

讲解比较容易，但分子势能和电势能较抽象，教学中可以在讲了

重力势能以后，运用类比的方法将电势能引入；讲解了弹性势能

后，将分子势能引入。这样讲解可达到事半功倍的效果。类比使

学生能较快地在原有重力势能概念的基础上把电势能的概念建

立起来，并进一步指出这些共同之处还反映了存在于保守力场中

所有势能的共同性质，即势能的共同特点。同时在比较相同之处

之外，还指出它们的不同之处，由于电荷有正负之分，所以电荷

受力的方向可以与电场相同，也可以相反。即电荷沿电场方向运

动时，电势能可能增加，也可能减少；而质点受重力方向总是竖

直向下，因此，重力势力总是沿重力方向减小。

再如，讲运动学时有这样一道题，子弹能穿过三块同样厚的

木板，设子弹在木板里运动的加速度是恒定的，求子弹依次穿过

三木板所用的时间之比。这就要求教师引导学生采用逆向思维的

方法进行分析。

当然，在物理教学中，除了类比联想逆向联想的方式，还有

很多，比如，讲合力与分力的等效性，合运动与其分运动的等效

性等，就要引导学生进行等效联想；讲共振现象的时候，可以和

儿童荡秋千凌空摆动联系起来，这是形意联想，也是物理教学中

常用的联想。

如果创设情境，让学生进行广泛地自由联想、效果更佳，由

于这种联想没有预定的目的、方向，不受条件的约束，更有利于

培养学生联想的敏捷性和多样性。

二、要优化课堂思维环境

学生思索是在其大脑中进行的。思维资源的开发主要应在挖

掘学生大脑的潜力上下工夫，一定的课堂情境乃在一定的思维环

境下进行的。因此，鼓励学生苦思冥想，就要创造一个优化的思

维环境。

首先，在物理教学中，教师应当善于发现，刺激和保护学生

们的科学好奇心，不泼冷水，努力启发他们自由灵巧地思考问题。

物理学家的“童心未泯”的好奇心，与善于发现令人惊奇之处的

能力有着最直接的关系。

其次，优化课堂思维环境，是指要有活跃的思维气氛。科学

人才进行交流，自由讨论、百家争鸣的气氛是创造性思维的的激

发剂。所以，物理课上安排一定的时间让学生进行交流讨论，比

起阅读课本，做大量习题，更有利于学生的发展，让中学生参与

科学活动也是一种很明智的做法。

优化课堂思维环境，还离不开丰富的信息环境，信息是思维

的促发剂。有些信息还是思维进行的原料，新的信息对思维的作

用特别大。因此，鼓励学生思索，开发思维资源，注重教学内容

的不断更新和现代化问题。例如，在讲解人造卫星宇宙知识的时

候，利用丰富的网络资源，让学生了解卫星的发射过程，宇宙大

爆炸理论，介绍“红移现象”等一系列内容，补充渗透一些前沿

科学。这样做的结果能使学生的思维得到丰富的养料，进而使他

们的思维活跃起来。

三、要鼓励学生大胆进行“科学猜想”

著名的物理学家福克说：“伟大的，以及不仅是伟大的发现，

都不是逻辑的法则发现的，而都由猜测而来。”福克的话似乎有

些偏颇，但科学活动确实需要猜测。伽利略否定的亚里士多德的

关于“重物自由下落较轻物快。”的观点时，不就是借助了丰富

的想象力，直觉的洞察力和理想的推导猜测而来的吗？高中物理

教材必修1中讲的“牛顿第一定律”的得出不也是