高中物理教学中培养学生创造性思维的策略——基于谢弗勒人类潜能理论，本文主要内容关键词为：创造性思维论文,培养学生论文,潜能论文,高中物理论文,人类论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
《高中物理新课程标准》的“课程性质”指出高中物理课程要有助于学生增强创新意识。教师培养学生创新意识的核心还是培养学生的创造性思维。创造性思维能够从观念上指导学生把物理知识运用于问题的解决，指导学生探求自然界的新现象和新规律。
发散思维、形象思维、直觉思维、逻辑思维、辩证思维和横纵思维是北京师范大学何克抗教授提出的创造性思维结构的六要素。创造性思维的各要素按照一定的分工，彼此互相配合，发挥各自不同的作用。其中，发散思维主要解决思维的方向性问题；辨证思维和横纵思维为高难度复杂问题的解决提供哲学指导思想与心理加工策略；基于言语概念的逻辑思维、基于属性表象的形象思维和基于关系表象的直觉思维是人类思维的三种基本形式，构成创造性思维的主体。因为横纵思维是为高难度复杂问题的解决提供心理加工策略的，所以，就一般中学生的创造性思维培养而言，对这一要素可暂不考虑。
一、谢弗勒人类潜能理论
人们普遍认为人的潜能具有稳定性、和谐性与价值性，即人的潜能是永远不会发生改变的、都是能够被实现的、都是趋向于善的目的的。
针对以上关于潜能的神话，美国著名哲学家谢弗勒从哲学的角度对人类潜能的概念进行了批判性分析与重构，提出了三种替代性的概念，即“作为可能性的潜能”、“作为倾向性的潜能”与“作为能动性的潜能”。谢弗勒所说的潜能并非是人既有的或显然具有的能力、技能或已经具备的其他方面的特征，而是指未来这种特征的学习或发展或形成的可能性。
谢弗勒提出的三种替代性概念澄清了我们的一些误解，也提升了我们教育教学实践的理性水平和责任意识。学生的创造性思维的可能性潜能宜早发现和挖掘，教师可以通过教学内容的设置和教学方法、工具的使用，发挥学生的能动性，给予学生自我表现发展的能力，培养学生的创造性思维。
二、高中物理教学中培养学生创造性思维的策略
在培养学生创造性思维的过程中，教师要根据对发散思维、形象思维、直觉思维、逻辑思维和辩证思维这些要素的认识，选择适应心理加工方式的教学策略。同时，由于“作为倾向性的潜能”是一种可能性，所以教师还应有意识帮助学生排除思维上的一系列障碍，让创造性思维的培养得以实现。
1.培养学生发散思维的策略
发散思维是依据思维任务，利用已知信息沿着不同方向、不同角度、不同范围进行思考而获得大量的、独特的新信息的思维。培养学生发散思维的策略可以概括为求异、逆向、多向、辐射。
教师可以利用一题多解、一物多用等方式教会学生发散思维。如：2005年高考北京理综测试卷第24题是一道力电综合题，主要考查学生对力、运动合成与分解的掌握情况和用数学知识处理物理问题的能力。其中，第（3）问是本题最值得品味的一个亮点，笔者激励学生交流，利用求异、多向的思维方法得出第（3）问的四种解法：①借助一元二次方程求解；②巧妙分解速度求解；③利用动量定理求解；④通过动能定理求解。从其解题过程可以看出，后三种解法物理味更浓且解题更为迅速，有助于学生对规律、方法深层次的理解，能够极大地引发学生学习物理的热情，从而大大提高了学生分析问题处理问题的能力，促进了学生的可持续发展。再如，笔者曾经要求各学习小组利用单摆装置自设条件和情境编制习题，要求有具体题目并由小组给出参考答案，小组交流后进行评奖。有的学习小组编制出竖直平面内的单摆运动、圆周运动；有的学习小组编制出的圆锥摆运动；有的学习小组编制出与电场、磁场相结合的问题；有的小组编制出与动量守恒定律和能量守恒定律有关的力学综合题；还有的学习小组不将小球作为研究对象，而仅将小球作为重物编制成“探究物体的加速度和物体质量的关系”的实验题。虽然，学生改编的题目中有很多原题的影子，但同时也出现了很多的新的命题方向，培养了学生的发散思维。
逆向思维属于发散性思维的一种特殊形式。逆向思维是从原有的思维方式的相反或相对的角度出发，也就是我们所说的反其道而行之。例如：英国科学家法拉第从电产生磁得到启示，经过逆向思维认为磁也能够生电。在不懈的努力下，他于1821年制成世界上第一台电动机。再如：高中物理中匀减速直线运动、平抛运动等问题可以用逆向思维求解。物理习题的解决过程中，有时可以由题目的问题和已知条件，逐步推出解题路径和思路，即逆向解题。
谢弗勒的“作为能动性的潜能”的观点，使一个人的潜能成为现实具有了可能，对潜能的促进就是赋予其学习的能动性，所以培养学生发散思维的一个有效策略是鼓励学生发表独特的见解和个性化的学习成果。学习小组的建立及优秀学习小组、组员的评选则为这一策略的实施提供了制度的基础。如“超重、失重”这一部分内容教学时，教师拿起一本书问学生“放手后书如何运动？”，学生回答：“自由落体运动”。这时教师播放杨利伟在飞船释放书的视频，发现书悬浮在空中。不同的结果引发了学生的思考和热烈讨论，学生的自主学习和思维的培养顺利展开。
2.培养学生形象思维的策略
形象思维主要是运用直观形象和表象解决问题的思维，是人类思维的一种基本形态。形象思维能力的三个基本要素为人类的观察力、想象力和联想力。爱迪生偏向于观察，于是选择发明，成为发明大王。物理教学中可以通过培养学生的观察能力、想象能力和联想能力的策略来培养形象思维能力。物理教师还可以借助实验器材或辅助教学课件，对学生形象思维的培养提供有力支持。
例如：高中物理必修1“摩擦力”这节课后的“科学漫步：流体的阻力”提供了两幅照片：轮船的水下部分呈流线型和海豚的身体呈流线型。学生通过观察发现它们的共同特点是头圆尾尖。这种形状通常叫做流线型，流体的阻力较小。学生还可联想到鱼的形状、小汽车、飞机的外形都是流线型，培养了学生的联想和想象的思维能力。
电场和磁场虽然看不见摸不着，但它们是客观存在的。笔者教学时，强调让学生感知电场和磁场的分布是空间的、立体的，如要求学生在画出典型点电荷的电场线或磁体的磁感线后，根据对称性旋转电场线或磁感线，得到电磁场空间分布的感性认识，然后设置带电粒子空间运动的问题，进一步培养学生的空间想象力。在解决与地磁场有关的带电粒子运动或导体棒切割磁感线问题时，笔者所称谓的“身临其境法”就是让学生设想自己处于题目所描述的地磁场中直接解题（不需要在纸上画出运动和受力示意图帮助解题），此方法不但教学效果很好，还培养了学生的形象思维。
3.培养学生逻辑思维的策略
逻辑思维是通过运用言语概念进行分析、综合、抽象、概括、判断、推理等多种心理加工的方式。逻辑思维是创造性思维过程中的一个不可缺少的要素，不论是形象思维还是直觉思维，其创造性目标的最终实现都离不开逻辑思维的指引、调节与控制的作用。物理科高考把对能力的考查放在首要位置，考查学生的理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力和实验与探究能力，逻辑思维的培养将有利于学生能力的提高。物理习题逻辑性很强，教师可以充分发挥指导作用，利用多过程问题、多物体问题教会学生分析思维。解答物理习题的思路一般是物理情景→物理模型→物理规律。
例如：2008年江苏高考第13题结合乒乓球发球问题考查平抛运动的处理方法。该题第（3）问要求学生在理解题意的基础上画出乒乓球的运动轨迹和找出相关运动的几何关系，并利用平抛运动规律求解，本道题目要求学生具有较好的形象思维和逻辑思维。第（3）问参考答案虽然利用了两个平抛运动求解，思路清晰，但学生在练习这道题目时，普遍反映思路难想到，并且计算也容易出错。有没有简单一些的方法呢？于是，有部分学生认真分析题目后，发现球刚好擦网而过的一段运动被网分成两部分，并且两部分运动的时间相等，利用运动学的比例式得到竖直方向的几何关系
∶h=4∶3，快速得到了结果。
另外，教师可以多让学生分析和解决物理习题中的临界问题。学生分析物理情景、寻找临界状态的过程，就是培养学生逻辑思维的过程。
4.培养学生直觉思维的策略
直觉思维是创造性思维的一个重要组成要素，是人脑基于有限的数据和事实，调动一切已有的知识经验，对客观事物的本质及其规律做出迅速的识别、敏锐的洞察、直接的理解和整体判断的思维。在一般人看来，“苹果落地”和“月亮绕地球旋转”是风马牛不相及的两件事，牛顿却领悟到这两种运动都是地球引力作用下的运动，即看到了两个表面互不相关的事实之间的内在联系，这就是一种高度发展的直觉思维能力。爱因斯坦的思考方式偏向于直觉，于是选择理论物理作为事业的突破点，取得了相对论的成就。教师教学中可多采取探究式教学培养学生直觉思维，如：创设问题情境，鼓励学生预测结果，由于直觉思维所提供的思维不一定正确，还需要设计解决问题的方案，验证结果。高中物理的探究性实验一般遵循这样的过程。
例如：“实验：探究加速度与力、质量的关系”教学中可以先设置如下的问题：根据生活经验或生活中的例子，思考：（1）物体质量一定，作用力越大加速度越大吗？（2）物体受力一定，质量大的物体加速度小吗？学生根据生活经验，可以快速做出判断：当物体的质量一定时，作用力大，物体的加速度大；当物体的受力一定时，质量大的物体加速度小。然后让学生进一步猜想：加速度的大小与合外力、物体的质量应该有怎样的定量关系？从物理规律的简洁性角度，学生猜想与假设的结果：（1）加速度随合外力的增大而增大，即加速度可能与合外力成正比；（2）加速度随物体质量的增大而减小，即加速度可能与质量成反比。接着让学生思考：用什么方法研究加速度与力、质量的关系？根据学生对上面问题的思考，学生拟用控制变量法：m一定，探究a、F的关系；F一定，探究a、m或a、1/m的关系。最后学习小组设计实验探究加速度与力、质量的关系，验证自己的猜想。值得提出来的是，教师事先可以对学生一系列的实验过程作一个设想和粗线条的引导，但不是一种控制性的介入，以免“扑灭”学生的一些创造性思维火花，影响潜能的发展。
5.培养学生辩证思维的策略
辩证思维是唯物辩证法在思维中的应用，是一种全面地、联系地、发展地看问题的思维方式。高中阶段《思想政治》哲学课的开设推动了学生辩证思维的发展。谢弗勒的潜能理论不都是有价值的观点，促使教师在教学中首先辩证地去判断帮助学生实现某种潜能的利或弊，必须帮助学生树立正确的人生观、价值观和世界观。教学中，教师培养学生辩证思维的策略：让学生对相关问题的辩证思考，能用对立统一观点看问题，发现、尊重客观规律。
例如：教完“运动快慢的描述——速度”这一节后，教师可以让学生讨论“交通工具的速度是不是越快越好？”，并引出学生对国家可持续发展战略的思考。
三、结束语
谢弗勒认为人的潜能实际上是无限的，教师不仅仅是学生潜能的发现者和促进者，更应该成为激励者、引导者、判断者、选择者和对话者。教学中，教师将思维能力的培养和“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维目标有机地融合，并贯穿高中物理教学的始终，将为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。所以，教师不仅要系统、全面地看待不同的思维类型，还要采用相适应的教学方式和教学策略，提供学生主动思维的机会，积极培养学生的创造性思维，从而使学生有价值的潜能能够得到及时地挖掘和充分地发展。
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