直觉思维与物理解题

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  一、直觉思维概述
  直觉在科学发现中具有极为重要的作用,普朗克说。“每一种假说都是想象力发挥作用的产物,而想象力又是通过直觉发挥作用的。”德布罗意根据作为波动的光具有位移性的事实,在审美直觉的驱动下,大胆地提出了实物粒子也应当具有波动性的科学假说,从而建立了物质波的重要概念;爱因斯坦更是一个具有极强直觉能力的科学大师,他在26岁和37岁时分别创立的狭义相对论和广义相对论,并不是在已有的理论体系基础上通过逻辑推理产生的,而是在很大程度上*他自己的丰富的想象力、直觉和灵感。从上述论述中,我们可以概括出直觉思维的几个基本特点。
  (一)非逻辑性
  非逻辑性是直觉思维的本质特征。首先,直觉思维的形式并不是概念和严谨的逻辑推理,而是联想、猜测和洞察力;其次,直觉思维并不按部就班地遵循逻辑规则,首尾衔接地进行,而往往突破逻辑规则的束缚,跳跃地进行。
  (二)突发性
  直觉思维是一种十分简略的思维形式,是人的思维过程的高度浓缩,其产物往往突如其来,思维的过程难以被主体以“慢镜头”重现。正如前苏联生理学家巴甫洛夫所说的“我正确地理解并回答了结果,但是所有早些的思维途径本身全忘记了。这就是为什么说这是直觉的原故。我发觉所有直觉都需要这样来理解:人明白了最终的东西,但是人所经过的准备过的全部过程,则不可能被作为某个因素而考虑。”
  二、直觉思维与物理解题
  物理解题,尤其是求解探索性的物理问题是一个创造性的智力活动,在进行过程中,直觉思维总是起着重要的作用。在解题中解题者不存在有无直觉思维参与的差别,只有直觉思维参与的数量多少与质量高低的差别。
  物理问题的解决可分为三个思维层次,即:
  1.战略性解决层次这个层次主要是为解题确定方向或制定策略,以及对解题作出总的提示。这种对问题的解决只是一种抽象意义的解决(或猜测性的解决),而不是具体意义的解决。
  2.战术性解决层次即从具体确定与问题相关的各事物之间的关系,列出有关方程,作出有关图形等。
  3.战果性解决层次即具体地解决问题,并获得问题的答案。
  在问题的战略性解决层次,解题者只是概略地“解决”问题,他也许只是闪现出一个念头、一条思路、一个猜想、一种尝试的方案等,而不是真正地解决了问题。这“念头”、“思路”、“猜想”,“方案”主要是根据物理规律,经过分析而得出的。
  因为任何探索性问题的解决一般都要经过以上三个层次,所以,从这个意义上说,任何探索性问题的解决都多少有直觉思维的参与。
  在物理解题中,直觉思维所起的作用主要有两点。
  (一)启动作用
  对问题的直觉判断,对问题结果及中间状态的猜测,能够给解题活动以动力。解题的思维主要是逻辑的,但是逻辑思维需要用非逻辑的直觉思维来启动。
  (二)导向作用
  问题的解决通常需要经历先定性后定量两个阶段,定性分析可以为定量分析提供导向作用。如果定性的分析与直觉思维相联系,分析的过程往往跳跃式地进行,分析的结果往往表现为一种“猜测”,并不“十分”令人使用,有待于进一步的逻辑证明和检验。
  三、审美情感与直觉思维
  一般认为,直觉往往是受思维主体的审美情感所支配的。爱因斯坦认为理论前提的简单性应当是评价理论价值的重要标准。数学家阿达玛认为,科学美感这种特殊的美感,是我们必须信任的向导。英国著名病理学家贝弗里奇也认为,有相当部分的科学思维并无足够可*的知识作为有效推理的依据,而势必只能凭借鉴赏力的作用来作出判断。可以说,由美感产生的直觉是最高层次的直觉。
  科学奖的表现形式是简单性、和谐性、对称性和奇异性。对学生来说,科学美的因素对他们思维活动的影响是潜在的、不被觉察的,但这种审美情感却是驱动学生直觉思维的一股强大的力量。
  四、如何法并学生的直宽思维能力
  直觉是一种富有意义的思维方式,但不同的人,直觉思维的习惯和品质存在着很大的差异。对同一个事物或同一个问题,不同的人可能会作出完全不同的直觉判断。那么,在物理教学中,我们究竟应当怎样培养学生直觉思维能力呢?
  (一)重视经验的积累和对知识的彻悟
  直觉是主体先前积累和储备的经验、知识与当前问题相碰撞而进发出的思维火花,虽然有时我们说不清究竟是哪些经验、知识在起作用,但是,主体已有的经验知识的数量和质量实实在在是产生直觉思维的基础。另一方面,直觉离不开对面临问题的感知,它是对问题信息迅速加工的产物。但是,主体能从问题中感知到什么信息是与他已有的“潜意识知识”直接相关的。布鲁纳将这种潜意识知识称为“内在模式”。
  (二)完善认知结构,培养组块思维
  物理直觉是主体将物理知识组块与当前问题相互作用的产物。知识组块是知识数量的单位。它可以是一个知识单元,或是一个问题类型或问题模式。组块是知识和经验的浓缩,它作为一个整体被储存、提取和应用。组块思维是直觉思维整体性的逻辑基础,人们在解决问题产生直觉时,为什么常常感到有些思维加工的过程十分简略,其中许多细节没有明确地被意识到,原因就在于主体的直觉思维是一种组块式的思维。
  因此,在物理教学中,应当重视基本问题的教学,要使学生熟悉基本问题的情境、解法和结论。注意经常对知识进行比较和归类,使之形成完善的结构;注意新旧问题的比较和沟通,善于将新问题转化为旧问题,将旧问题的结论用于新问题。在解决问题时,要重视问题从宏观上作整体的考察,重视定性分析,以期在总体和本质上对问题加以把握。
  (三)鼓励学生广泛联想,大胆猜测
  联想是不受逻辑约束的思维方法,它具有极大的跳跃性和自由性,可以极为迅速地将不同事物建立起联系。所以,联想是直觉思维的翅膀。问题解法的猜测可以启动解题的思维,问题结论的猜测可以为解题导向,所以猜测是直觉思维的重要武器。因此,在物理教学中,应当积极鼓励学生针对面临问题,开阔思路,广泛联想,以已有的经验知识及感知到的问题信息为依据,由研究对象的部分信息推测它所具有的全部信息。既要重视思维的逻辑性和严谨性,又要重视思维的探索性和发现性,重视直觉猜测的必要性和合理性。注意直觉思维与逻辑思维的有机结合和协调统一。
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