培养直觉思维 整合创新能力 重庆市丰都中学付红周摘要：直觉思维是一种非逻辑思维，有三种表现形式：直觉的判断、直觉的想象、直觉的启发。直觉思维是一种创新思维，在创新过程中起着关键作用。创新思维的基本过程包括：准备阶段，沉思阶段，启迪阶段，求证阶段。在中学物理教学中与其它的创新思维整合，培养学生的创新能力。在中学物理教学中，培养学生直觉思维的方法和途径。关键词：培养直觉整合创新素质教育的核心是培养学生的创新精神和创新能力。“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”。“教育和科技事业要走改革创新之路，全面提高全民族的素质和创新能力”。教育要体现以人为本，全面提高提高学生的素质。直觉思维作为一种创新思维，在教学中培养直觉思维，可以整合学生的创新能力。下面从直觉思维和创新思维的关系，谈在物理教学中培养学生的直觉思维，以整合学生的创新能力。1直觉思维的含义及其表现形式11、直觉的含义直觉思维是人脑对客观世界及其关系的一种非常迅速的识别和猜想。它不是分析性的、按部就班的逻辑推理，而是从整体上作出的直接把握。在直觉思维过程中，跳过了许多中间步骤，作出了许多省略，是从总体上进行的识别和猜想。美国现代心理学家布鲁纳在其名著教育过程中说：“直觉思维与逻辑思维迥然不同，它不是仔细的，按照规定好的步骤为其特征。是人们在认识活动过程中，在分析问题和解决问题时，头脑中的某些知识、经验和能力在下意识的状态下经过加工而突然沟通时产生的认识上的飞跃。表现为人们对某一问题的突然领悟。12、直觉的表现形式121、直觉的判断直觉的判断是人脑对客观存在的实体，现象，过程，语言符号及其他相互关系的一种迅速的识别、直接的理解、综合的判断。这种直觉的判断和识别，也常常在学习过程或科学家的日常工作中表现出来的。在学生的学习过程中，表现为对某一概念、命题、问题直接的理解、领会。常常有这种情况，教师还没有解释完毕，或者题目刚刚出来，学生就懂了，会了，因为结论、结果或答案已经被直觉地判断出来，显示出来了。如平行板电容器充电后断开电源，将两板之间的距离错开一半或增大一倍，电场强度如何变化？学生直接回答出增加一倍和不变的结论，实际上就是在电荷不变，电场线条数不变条件下的一种直觉的判别。1904年汤姆生提出“电子浸浮在均匀正电球中”的模型后，卢瑟福与盖革一起做了粒子散射实验，对实验中大多数粒子散射角很小，只有少数偏角很大，甚至有个别粒子被反弹回去的现象，盖革总试图以汤姆生模型加以牵强附会的解释，卢瑟福则果然决断，只有承认原子有核，才能解释粒子散射。就这样，崭新的原子核式结构模型便诞生了。122、直觉的想象当人们已知的信息不够充分的情况下，不能根据实物、符号及图像做出上述直觉的判断时，就要求助想象、猜测，才能形成一个大致的判断，然后再寻找证据以肯定或否定自己的初步的判断，就是直觉的想象。直觉的想象力可以把人脑中的“潜知”充分调动起来，进行崭新的组合，从而把一个未曾料到的关系、模型构想起来，物理学中很多模型及理想实验都是由直觉的想象构造起来的。如爱因斯坦的升降机实验、追光实验等。牛顿发明微积分，曾经得力于他的几何与运动的直觉想象，爱因斯坦在创建狭义相对论的过程中也想象过人以光速运动，在建立广义相对论的过程中，也想象过光线弯曲，他的理想实验就是想象的产物。威尔逊云室的制造也是直觉想象的产物。123、直觉的启发当研究者沉思于某一问题而许久不得其解时，突然在某一时刻，由于某种偶然的突发事件的出现，在他思考的问题之外猛然传来一个信息，有时竟会茅塞顿开，于是思路通了，这就是直觉的启发，这种“突然点破”心理学叫原型启发。历史上，阿基米德为了检验希洛王的金冠中是否掺假，在浴缸中悟出了排水法，并进而发现了浮力的规律，在科学史上有许多类似的例子，牛顿看到苹果总是落地发现了万有引力、凯库勒梦见蛇咬住自己的尾巴，从而发现苯环的结构等，都是从直觉中得到的启发。直觉思维在物理科学的发现中发挥着重要的作用，有了直觉思维过程的结论，然后再通过逻辑论证，才能导致科学的发现。物理学家玻恩认为：实验物理的全部伟大发现都是来源于一些人的直觉。德布罗意说：想象力和直觉都是智慧本质上所固有的能力，它们在科学的创造中起着而且经常起着重要的作用。凯德沙夫有更鲜明的语言表示：直觉是创造思维的一个重要组成部分，没有任何一个创造性行为能离开直觉活动。爱因斯坦则宣称：我信任直觉，我相信直觉和灵感。物理学的发现、发展与进步过程中都伴随着人类的物理直觉思维活动。直觉思维对科学发展和创新起着不可磨灭的作用。2、物理直觉思维与创新能力的整合21物理直觉思维与创新思维的基本过程对于创新思维的基本过程，许多科学家和创造学家提出了不同的模式，其中比较有影响的和有代表性的是约瑟夫沃拉斯提出的四阶段理论：1、准备阶段：就是创造者做好一切准备工作。用比较自由的方式去思考，收集材料，进行探索，听取建议，让思想漫游。2、沉思阶段：指在准备阶段与启迪阶段之间所经历的一段时期；在此阶段，原来所收集的资料按照一种我们所不知道，或者很少意识到，或意识不到的方式进行着一种内在的加工和组织。3、启迪阶段：这一阶段发生在创造者抓住解决问题的契机这一时刻，绝大多数时候它是一种突然产生的直觉、顿悟；也就是说，这一阶段是直觉思维起主要作用的阶段。4、求证阶段：这一阶段是对启迪阶段所得结果的检验，以便通过创造者的评价而得到确认。许多著名物理学家的创新和发现，都跟这一四阶段理论是相符的。如爱因斯坦创立狭义相对论的准备阶段可追溯到他对16岁在瑞士阿劳上中学时无意想到的一个光速问题：如果我以真空中光速追一条光线运动将是什么样子？他在这以后的十年中，也始终未放弃对这个问题的思考，沉思了不起10年之久，直到现在1905年，当他考虑到时间概念时，忽然觉得萦回在头脑中十年的这个问题可能解决了，这时他只用五年的时间就完成了狭义相对论的奠基工作。这一过程中，时间概念带给爱因斯坦的直觉启发是创立狭义相对论的关键。22学生学习物理过程中的直觉思维与创新思维的整合221学生学习物理过程中的创新思维尽管学生学习物理知识的过程和科学家研究物理问题的过程是相似的，但我们不可能也没有必要要求学生在学习阶段就作出类似量子理论和狭义相对论的伟大创造和发现，著名教育家刘佛年先生曾提出：学生只要在学习过程中，有点新思想、新意思、新观念、新设计、新意图、新做法、新方法等，都可以称得上创造。对每一个学生而言，在学习过程中的创新思维也只能是初级阶段的，是一种虚拟创新，即对学生本人来说是前所未有的，是创新过程，但不一定是涉及社会和科学价值的创造思维。如学生通过学习形成某一概念，建立某一规律，或在解决实际物理问题中，运用了某种新的方法都可以称为创新。222学习过程中创新思维与直觉思维的整合按照前面约瑟夫沃拉斯提出的创新思维的基本过程，对学生学习物理过程中创新思维基本过程作如下的尝试：预备过程：指学生学习过程中的预习、复习、听课或练习的过程，在这一过程中，学生有意识地收集信息，挑选资料，积累有关物理概念或规律的感性材料；经过探索发现问题或确立目标，也经过了一定的逻辑思维过程，但不一定能得出结果。酝酿过程：这一过程主要以无意识或潜意识的方式对收集到的资料进行加工和组织。直觉整合过程：经过直觉的判断、直觉的想象和直觉的启发得出结论、构思或假说；验证过程：直觉过程所得的假设、结论等，通过逻辑推理进行理论论证或实验验证。若结果错误，则返回前述过程，若结果正确，则形成正确的物理概念，建立正确的物理理论，得出了创新成果。所以，学生在学习中，物理直觉思维是创新思维基本过程的重要组成部分，只有把直觉思维和创新思维结合起来，培养直觉思维，整合创新能力。3、在中学物理教学中培养学生直觉思维的方法和途径31营造一种和谐民主的课堂教学气氛这是教学过程中培养和训练学生直觉思维中最重要的一点。只有这样学生在学习过程中的得出的直觉判断、直觉想象和猜测才能表达出来。才能对学生的直觉思维进行训练，教师自由施教，学生自由学习，使学生的潜在创造力充分的挖掘出来。爱因斯坦多次说过：教学的自由及书报上的言论自由是任何民族健全的自然界发展的基础，他曾在一次关于教育的演说中呼吁学校的目标应当是培养独立行动和独立思考的人，不应该把获得专业知识放在首位上。可见只有在自由宽松的环境中，才能真正培养学生的直觉思维。32在教学中安排一定的直觉阶段在物理教学中安排一定的直觉思维阶段，让学生顺着知识发生的过程去想象、猜想，从中感悟到创新过程，使学生对学习产生浓厚兴趣，情绪高涨，享受创新的快乐。如在进行密度的教学中，在学生测量铁块1和铁块2后安排一个直觉阶段，让学生提出初步的实验结论，并提出“是不是所有物质的质量与体积成正比？再让学生自己设计后续实验，测量木块的质量和体积，学生带着强烈的求知欲，发挥逻辑思维和直觉思维去尝试创新，体现知识的形成过程，获得成功的喜悦。33及时引导学生猜想布鲁纳说：在自然科学和普遍生活中，我们常常被迫根据不完全的知识去行动，我们不得不去猜想。牛顿说：没有大胆的猜想，就不可能做出伟大的发现。在物理学教学中，要对学生进行思维的非形式逻辑的训练，鼓励学生不受形式逻辑的约束而自由地进行思考，包括进行机灵的猜测。直觉的猜想是合理的、必要的其原因有两个：一是当学生找不到答案时，与其闭口不言，不如让他猜想，二是知识条件不充分时，只有采用猜想的办法，否则无法进行解题活动。比如在“阿基米德原理”的一节中，原理的得出并不是靠逻辑的推理，而是依靠直觉发现的。因此在教学中，在做了几次测量木块、石块的重力、浮力和排开水的重力之后，引导学生及时猜想：这些量之间有什么关系？浮力等于什么？然后对学生的猜想再用实验验证，最后从理论上用压力差证明，培养学生直觉思维。34加强物理教学的直观性物理学家杨振宁教授说：“物理本身就是现象”，物理教学就是让学生识物树理、悟物穷理，没有物就没有识与悟。法国著名的教育家绍盖曾说“一堆没有实验和直观所支持的定义，不能开发智力，只能关闭思路”。在物理教学中，通过观察实验，对物理现象物理事实有清晰而明确的印象，积累大量的感性认识和数据，发掘出有待探讨的问题才能为直觉思维提供思考的线索和依据，在“阿基米德原理”教学中，如果没有实验的直观性作为认识的基点，学生很难提出浮力等于排开的水的重力这一大胆的猜想的。在物理教学中，加强教学内容的直观性，即加强语言直观，、实验、模型、挂图、板书和板画、计算机辅助教学，为学生提供丰富的直观内容，从而激发和培养学生的直觉思维。35加强物理学史教学在物理教学中，改进教学方法，加强物理知识的产生和形成过程的教学，让学生体会到过程和方法的教学，通过物理学史的教学，让学生了解物理学家发明、发现的真相知道他们成功的经验和失败的教训，使学生学习到科学家的科学作风、持之以恒的精神和自然科学的研究方法，并使学生认识到科学创造过程中的直觉思维的普遍存在，为主动养成直觉思维的习惯奠定心理基础。科学创造不是一蹴而就的，直觉思维的产生也不是呼之即出的。在现代物理学中，玻尔从设身处地研究金属的电子论，到悟出原子结构的量子化模型，思索了近四年的时间，德布罗意从开始思考光的波粒二象性，到悟出物质波的波粒二象性，花了十年的心血加强物理学史的教