李小勤

【摘要】物理本身的知識(shí)兼有抽象、復(fù)雜等特性，相應(yīng)題型復(fù)雜多變，綜合性強(qiáng)，對(duì)初中生思維能力、解題能力等具有較高要求，為了從根本上助力初中生解題能力提升，就需要拋棄“題海戰(zhàn)術(shù)”的方式，側(cè)重解題思維、方法與思想等的傳授及指導(dǎo).本文針對(duì)初中物理解題教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)逆向思維在解題中的運(yùn)用意義與要點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)探討.

【關(guān)鍵詞】初中物理;逆向思維;解題方法

在學(xué)科核心素養(yǎng)下，“真學(xué)”、“真教”方面的話(huà)題越發(fā)受到關(guān)注.所謂的“真教”是指以培養(yǎng)初中生學(xué)科核心素養(yǎng)為根本出發(fā)點(diǎn)，基于大單元理念等有效教學(xué)方法對(duì)教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新整合，以及實(shí)施多元化的新型教學(xué)方法與手段，保證可以全面促進(jìn)學(xué)生學(xué)科綜合素質(zhì)發(fā)展.其中逆向思維是一種相對(duì)正向思維或順向思維而言的有效思維方式，在某些復(fù)雜或者無(wú)法借助正向思維進(jìn)行求解的物理問(wèn)題求解中常?？梢园l(fā)揮奇效.

1 逆向思維的內(nèi)涵

逆向思維也被稱(chēng)作求異思維，主要是指反過(guò)來(lái)思考那些已經(jīng)近乎成定論的觀(guān)點(diǎn)或事物的一種思維方式，也就是所謂的“反其道而行”.

逆向思維本身是相對(duì)于正向思維而言的一種求異思維方式，側(cè)重從對(duì)立面來(lái)發(fā)展思維，或者從問(wèn)題反方面來(lái)進(jìn)行探索，力求可以借助這種打破常規(guī)思維的思維方式來(lái)獲得全新的的結(jié)論或看法.

在分析問(wèn)題中，正向思維下的思維是先得出條件或問(wèn)題，后得出結(jié)論.而在逆向思維下，可以從結(jié)論反過(guò)來(lái)推導(dǎo)問(wèn)題或條件.針對(duì)某些正向思考之后無(wú)法獲取解題思路的問(wèn)題求解，如果可以靈活運(yùn)用逆向思維，那么有時(shí)候常?？梢酝黄瞥Ｒ?guī)，簡(jiǎn)化問(wèn)題的整個(gè)求解過(guò)程.

2 初中物理解題中逆向思維的運(yùn)用價(jià)值

物理是初中階段一門(mén)非常重要的學(xué)科，對(duì)學(xué)生的邏輯、抽象以及逆向等多樣化思維發(fā)展以及解題能力具有較高要求.為了有效鍛煉初中生的物理解題能力，離不開(kāi)切實(shí)可行的解題訓(xùn)練，但是以往側(cè)重“題海戰(zhàn)術(shù)”的解題訓(xùn)練方式會(huì)使學(xué)生在反復(fù)解題的過(guò)程中形成思維定勢(shì)，尤其是在反復(fù)求解同類(lèi)型的物理問(wèn)題過(guò)程中更是容易限制思維能力發(fā)展，直接影響了學(xué)生最終的解題能力的發(fā)展.而如果可以在解題教學(xué)中有計(jì)劃地傳授給學(xué)生逆向思維這一解題手段，那么可以指導(dǎo)他們反過(guò)來(lái)從結(jié)果推導(dǎo)驗(yàn)證問(wèn)題的條件，以此就可以便捷地對(duì)問(wèn)題求解過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化.

初中生本身的閱歷尚淺，年齡比較小，同時(shí)邏輯思維、抽象思維等思維能力發(fā)展不足，以至于在分析物理問(wèn)題的過(guò)程中常常無(wú)法開(kāi)展深入思考，進(jìn)而直接影響了最終的物理問(wèn)題求解能力的發(fā)展.而此時(shí)如果可以結(jié)合一些典型的物理問(wèn)題，針對(duì)性將逆向思維法傳授給學(xué)生，讓他們可以在嘗試?yán)媚嫦蛩季S來(lái)求解物理問(wèn)題的過(guò)程中持續(xù)性鍛煉及發(fā)展自身的解題能力.

3 初中物理解題中逆向思維的運(yùn)用策略

3.1 基于逆向思維，解決運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題是初中階段物理學(xué)習(xí)中比較常見(jiàn)的一類(lèi)問(wèn)題，相關(guān)問(wèn)題求解中也經(jīng)?？梢越柚嫦蛩季S來(lái)進(jìn)行求解.由于初中生本身初步學(xué)習(xí)物理學(xué)科知識(shí)，學(xué)習(xí)的時(shí)長(zhǎng)相對(duì)較大，物理思維發(fā)展還處于初級(jí)階段，所以在碰到某些已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的物理知識(shí)的時(shí)候常常會(huì)因?yàn)橛∠蟛簧疃鵁o(wú)法形成深刻認(rèn)知，以至于常常無(wú)法順利求解問(wèn)題.

特別是在運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)過(guò)程中，出題人會(huì)對(duì)有關(guān)的條件進(jìn)行改變，這時(shí)候?qū)W生因?yàn)樘幱跓o(wú)法深入理解及掌握物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以無(wú)從下手.而此時(shí)如果可以指導(dǎo)初中生在對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行剖析過(guò)程中巧用逆向思維，從末端物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)往回進(jìn)行推導(dǎo)，逐步還原到最初的“原態(tài)”，以此就可以幫助他們對(duì)物體運(yùn)動(dòng)特征及規(guī)律等進(jìn)行有效梳理，明確最終的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)本質(zhì)，保證可以借此來(lái)助力他們快速找到解題突破口.

例1現(xiàn)有一輛裝滿(mǎn)支援災(zāi)區(qū)救濟(jì)貨物的貨運(yùn)車(chē)，已知其載滿(mǎn)貨物之后的總重量是35000N.在裝滿(mǎn)貨物之后，貨運(yùn)車(chē)以10m/s速度在水平路面上允許行駛，在行駛10min之后，已知行駛中貨車(chē)所受阻力是3000N，試求該輛貨運(yùn)車(chē)在10min之內(nèi)牽引力對(duì)貨運(yùn)車(chē)的作用是？貨運(yùn)車(chē)的功率是？

解析 本道物理題是一道典型的關(guān)于運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，如果初中生采取常規(guī)思維方式進(jìn)行思考與探究，那么就容易受到貨運(yùn)車(chē)總載重35000N這一已知條件的干擾而造成錯(cuò)解問(wèn)題.

實(shí)際上，在求解本道運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中不需要運(yùn)用到這一已知條件，為了可以幫助初中生意識(shí)到這一點(diǎn)，可以指導(dǎo)他們采取逆向思維來(lái)進(jìn)行思考，即：首先可以采取位移（距離）計(jì)算公式S-v×t來(lái)進(jìn)行計(jì)算.在10min時(shí)間之內(nèi)，貨車(chē)行駛的距離達(dá)到了10s×10m/s×60=6000m.在貨運(yùn)車(chē)保持勻速行駛的狀態(tài)下，可以有效地調(diào)用“力的作用是相互的”這一基本物理定理來(lái)快速推導(dǎo)得到：貨運(yùn)車(chē)本身所承受牽引力和阻力之間保持對(duì)等關(guān)系，即：F=f=3000N，相應(yīng)的貨運(yùn)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力對(duì)貨運(yùn)車(chē)作用是W=F×s=6000m×3000N=1.8×107J，對(duì)應(yīng)的功率是P=W/t=30000W=3×104W.

在求解本道物理運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題期間，通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生采取逆向思維思考問(wèn)題求解過(guò)程，可以幫助他們規(guī)避問(wèn)題求解中存在的干擾條件及信息，同時(shí)可以從所求結(jié)論逆向推導(dǎo)已知的條件，確?？梢皂樌_定貨運(yùn)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力、阻力以及功率三者之間所具有的緊密聯(lián)系.通過(guò)指導(dǎo)初中生反復(fù)開(kāi)展解題訓(xùn)練，可以有效地提高他們分析及求解問(wèn)題的效率.

3.2 基于逆向思維，解決磁場(chǎng)問(wèn)題

在現(xiàn)實(shí)生活中，初中生比較熟悉的是能夠借助肉眼直觀(guān)觀(guān)察到的事物，如汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)或者水的浮力，但是也存在著一些現(xiàn)實(shí)生活中肉眼無(wú)法直觀(guān)觀(guān)察或用手觸摸的事物，磁場(chǎng)、電場(chǎng)等都是該類(lèi)的物理知識(shí).

針對(duì)磁場(chǎng)問(wèn)題，由于初中生本身無(wú)法直觀(guān)感受它們的存在，所以在分析及求解中容易陷入解題困境.這時(shí)候如果可以巧用逆向思維，則可以從磁場(chǎng)問(wèn)題已經(jīng)給定的各種解題條件出發(fā)來(lái)進(jìn)行逐步推導(dǎo)，并且在推導(dǎo)過(guò)程中可以時(shí)刻思考“求解問(wèn)題需要哪些必要的解題條件與數(shù)據(jù)？”“如何才能獲得這些解題條件與數(shù)據(jù)？”這兩個(gè)方面的問(wèn)題，保證他們可以對(duì)相應(yīng)物理問(wèn)題求解過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，不斷提高學(xué)生解題的準(zhǔn)確性.

例2圖1所示的是一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擱置有一個(gè)忽略電阻的平行金屬導(dǎo)軌，已知大線(xiàn)圈m和導(dǎo)軌之間保持連接狀態(tài)，并且在導(dǎo)軌上面相應(yīng)地?cái)R置一根裸體導(dǎo)線(xiàn)ab，為了可以使大線(xiàn)圈m上的閉合線(xiàn)圈形成順時(shí)針的感應(yīng)電流，那么這時(shí)候需要如何移動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)ab呢？

解析 本道題是一道非常常見(jiàn)的磁場(chǎng)問(wèn)題，主要考查學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)中電流形成機(jī)理的掌握情況，以及磁場(chǎng)方向與電流方向辨識(shí)能力發(fā)展情況.按照正向的解題思維，初中生在思考的過(guò)程中常常會(huì)運(yùn)用“右手法則”，根據(jù)導(dǎo)線(xiàn)移動(dòng)來(lái)判斷所產(chǎn)生磁感電流的方向.但是在分析本道物理問(wèn)題過(guò)程中如果可以采用逆向思維，借助逆用“右手法則”的方式就可以快速判斷出導(dǎo)線(xiàn)ab的移動(dòng)方向（向右）.

本道題雖然簡(jiǎn)單，但是，確是運(yùn)用逆向思維求解磁場(chǎng)問(wèn)題的一個(gè)具體表現(xiàn)，對(duì)促進(jìn)他們自身解題能力與邏輯思維能力有積極意義.

3.3 基于逆向思維，解決浮力問(wèn)題

浮力問(wèn)題也是一類(lèi)中考物理考試的必考題型，本身涉及到的題型靈活多變，可以幫助初中生快速求解相關(guān)的物理類(lèi)型題，單純依靠正向思維是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的.因?yàn)楦×Ψ矫娴奈锢碛?jì)算公式比較多，并且根據(jù)解題指標(biāo)的不同將相應(yīng)的物理計(jì)算公式進(jìn)行相應(yīng)地變形，為了可以更好地幫助他們求解浮力問(wèn)題，同樣可以指導(dǎo)初中生采取逆向思維來(lái)逆用相應(yīng)的浮力計(jì)算公式.

通常而言，在浮力作用下，假定物體本身不發(fā)生改變，那么在同一個(gè)g下浮力大小也不會(huì)發(fā)生改變.在求解相關(guān)物理問(wèn)題過(guò)程中如果可以緊抓這一物理知識(shí)點(diǎn)與規(guī)律來(lái)運(yùn)用逆向思維分析問(wèn)題，那么就可以幫助他們?cè)诜聪蛩伎紗?wèn)題求解方向與流程的過(guò)程中判斷出最終的正確結(jié)果.

例3 圖2展示的是一個(gè)盛有清水的水杯中擱入一個(gè)銅制實(shí)心小球和鐵質(zhì)實(shí)心小球，它們分別借助一根可以忽略體積與質(zhì)量的細(xì)線(xiàn)進(jìn)行連接并懸掛在同種類(lèi)型的彈簧測(cè)力計(jì)下面.在兩個(gè)實(shí)心金屬球完全沉入水杯中的清水時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同，那么在將它們提出水杯中的清水面之后，哪一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)更大一些？

解析 本道浮力題涉及到比較繁瑣的實(shí)驗(yàn)描述過(guò)程，雖然整體描述比較清晰，但是大多數(shù)初中生一般都不習(xí)慣對(duì)拿出的2個(gè)金屬小球之后的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定，所以分析起來(lái)難度比較大.

如果在指導(dǎo)他們求解問(wèn)題過(guò)程中可以靈活運(yùn)用逆向思維，對(duì)題干給出的物理實(shí)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)如下一個(gè)相反的實(shí)驗(yàn)：假如現(xiàn)有兩個(gè)金屬小球在提出清水面之后的重量保持一致，那么結(jié)合浮力計(jì)算公式：F浮=ρ液×g×V排發(fā)現(xiàn)大體積的鐵球本身承受的浮力要更大，為了可以保證提出水面之后彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得的示數(shù)保持相等，那么這時(shí)候就需要給鐵球相應(yīng)地多懸掛一些事物，這樣就可以借助逆向思維的運(yùn)用來(lái)順利求解問(wèn)題.如果2個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)顯示相同示數(shù)，那么在提出小球之后懸掛有鐵球的測(cè)力計(jì)會(huì)具有更大的示數(shù).

在指導(dǎo)學(xué)生靈活應(yīng)用逆向思維對(duì)問(wèn)題進(jìn)行反復(fù)簡(jiǎn)化的過(guò)程中，可以拓展他們的解題思維，提高他們解題效率.

例4 現(xiàn)有一個(gè)空的玻璃瓶子，將其進(jìn)行密封處理之后插入到盛有清水的水盆中，發(fā)現(xiàn)該瓶子正好懸浮于盆中清水當(dāng)中，試求該玻璃瓶子體積與瓶中空氣體積二者之比？（已知玻璃密度是2.5×103kg/m3）.

解析 針對(duì)本道浮力問(wèn)題求解，許多初中生在求解的過(guò)程中會(huì)聯(lián)想到采用正向思維來(lái)分析及求解問(wèn)題，即：他們通過(guò)發(fā)現(xiàn)玻璃瓶子懸浮于盆中清水當(dāng)中，所以可以假定這時(shí)候玻璃瓶子密度和水的密度均是1，也就是說(shuō)玻璃瓶子本身缺少容積部分質(zhì)量之后，剩余的同玻璃瓶子之內(nèi)空氣這一整體密度可以近似看作是1.此時(shí)假定總體積是V1，容積是V2，玻璃和水的密度分別是ρ1和ρ2，這樣就可以得到如下解題公式：ρ1V1-ρ2V1=ρ1V2，代入已知條件之后可以相應(yīng)地通過(guò)求解來(lái)得到如下比值：2.5∶2.除了這種正向求解思維外，如果可以指導(dǎo)學(xué)生采取逆向思維來(lái)求解問(wèn)題，那么就可以根據(jù)本道題所要求解的體積比，逆向思考運(yùn)用密度公式來(lái)進(jìn)行解題，之后即可調(diào)用二力平衡方面的知識(shí)來(lái)進(jìn)行列式求解問(wèn)題（具體步驟同上述的正向思維方法一樣）.

相較于正向思維而言，如果可以靈活地應(yīng)用逆向思維，那么就可以從問(wèn)題出發(fā)來(lái)反推解題條件，這樣可以快速簡(jiǎn)化問(wèn)題求解過(guò)程，保證快速確定解題的突破口與思路.

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，逆向思維是助力初中生高效求解物理問(wèn)題的一個(gè)有效思維方法，具體可以將其應(yīng)用于解決運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，電磁問(wèn)題、電學(xué)問(wèn)題和浮力問(wèn)題等不同類(lèi)型的物理問(wèn)題中.

在指導(dǎo)學(xué)生利用逆向思維解決物理類(lèi)型題中，必須要加強(qiáng)逆向思維運(yùn)用的有效指導(dǎo)，保證他們可以借助逆向思維來(lái)簡(jiǎn)化整個(gè)問(wèn)題求解過(guò)程，最終快速求解問(wèn)題，有效鍛煉及發(fā)展他們的物理解題能力.