思維定勢對問題解決的作用及對策

1、思維定勢對問題解決的作用及對策 所謂定勢，是指人的心理活動的一種準(zhǔn)備狀態(tài)，這種準(zhǔn) 備狀態(tài)影響著解決問題的傾向性。定勢思維是指人用某種固 定的思維模式去分析問題和解決問題，這種固定的模式是已 知的，事先有所準(zhǔn)備的。 對定勢思維，人們在認(rèn)識上往往帶有某種片面性。不少人只 看到其消極的一面，而忽視其積極的一面。關(guān)干學(xué)生思維能 力的培養(yǎng)，人們大凡推崇發(fā)散思維，而否定定勢思維。這既 不能正確地反映定勢思維的真實面貌和客觀功能，也易使我 們在教學(xué)中對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)造成偏差。因此，重新認(rèn) 識、正確評價定勢思維，就顯得尤為重要。 一、定勢思維的積極作用 思維的定勢是一種客觀存在的現(xiàn)象。心理學(xué)的研究表明，人

2、 在學(xué)習(xí)過程中使用某一認(rèn)知方式進(jìn)行思維，重復(fù)的次數(shù)越 多，越有效，那么，在新的相似情境中就會優(yōu)先運用這一方 式。這是一種不甚自覺發(fā)生的行為。它是思維的“慣性”現(xiàn) 象，是人的一種特別本能和內(nèi)驅(qū)力的表現(xiàn)。 定勢思維對于問題解決具有極其重要的意義。在問題解決活 動中，定勢思維的作用是：根據(jù)面臨的問題聯(lián)想起已經(jīng)解決 的類似的問題，將新問題的特征與舊問題的特征進(jìn)行比較， 抓住新舊問題的共同特征，將已有的知識和經(jīng)驗與當(dāng)前問題 情境建立聯(lián)系，利用處理過類似的舊問題的知識和經(jīng)驗處理 新問題，或把新問題轉(zhuǎn)化成一個已解決的熟悉的問題，從而 為新問題的解決做好積極的心理準(zhǔn)備。具體地說，在問題解 決中，思維定勢主要包

3、括以下三方面內(nèi)容： （一）定向解決問題總要有一個明確的方向和清晰的目標(biāo)， 否則，解題將會陷入盲目性。定向是成功解題的前提。如： 例1如圖1裝置中，已知AB桿重為P,兩圓柱以相等的角 速度高速反向旋轉(zhuǎn)。 兩圓柱軸心間距為2a,桿與圓柱的摩擦 系數(shù)均為P。試證明：若使 AB桿重心C偏離中線0O，則 AB桿將會發(fā)生簡諧振動，求振動周期。 對本題，首先要確定解題方向，即要證明AB桿做簡諧振動 及求振動周期，只要證明 AB桿相對于平衡位置位移為 X時， 受到的回復(fù)力F與X正比反向，即F= kX（在為比例常數(shù)）。 而振動周期即為。 （二）定法方法是實現(xiàn)目標(biāo)的手段，廣義的方法泛指一切用 來解決問題的工具，也

4、包括解題所用的知識。不同類型的問 題總有相應(yīng)的常規(guī)的或特殊的解決方法。定法能使我們對癥 下藥，它是解題思維的核心。如： 例 2 如圖 2，一水龍頭以 07 千克秒的流量將水注入杯 中，已知杯的質(zhì)量為 500 克，注至 10 秒末時，盤秤的示數(shù) 為 833 牛。求此刻水流至杯中水面時的速度。 杯對臺秤的壓力有靜壓力和動壓力，靜壓力是由杯與杯中的 水重引起，其大小等于兩者的總重；而動壓力則是由水流的 沖擊引起，其大小與水流的速度、流量等因素有關(guān)。因為這 是一個連續(xù)介質(zhì)的沖擊問題，也是一個變質(zhì)量的問題，用常 規(guī)方法較難處理，可用微元方法求解。所謂微元方法，就是 從對事物的極小部分入手，達(dá)到解決事物整

5、體問題的方法， 它往往用于事物（包括過程）整體比較復(fù)雜的問題。用它解 題?？苫?yōu)槌?，化曲為直，化動為靜。它可以使事物暫時 化動為靜，于是我們才有能力去描述和建立方程。確定了解 題方法，我們也就獲得攻克問題難關(guān)的武器。本題的求解過 程如下： 分析和解杯對臺秤的靜壓力為為了求出動壓力，取的極短時 間內(nèi)流入杯中的水為研究對象，在此時間內(nèi)流入杯中的水的 質(zhì)量為，在這段時間內(nèi)，這些水的速度由 V 變?yōu)榱?。運用動 量定理，有考慮到故有 又由此可解得 V= 11. 8米/秒 （三）定序解題是一個有目的、有計劃的活動，必須有步驟 地進(jìn)行，并遵守規(guī)范化的要求。定序是解題成功的保證，合 理的序能使我們的解題進(jìn)程

6、步步深入，少走彎路。解題有一 般的序，也有特殊的序?！皩忣}一求解一回顧”是求解各類 物理習(xí)題通用的程序。對于一些具體物理知識的運用，以及 某些特殊類型問題的解決，又有一些操作性較強(qiáng)的具體的程 序。例如，運用氣態(tài)方程這 P1V1/ T1= P2V2/ T2 （含氣體三 條實驗定律）解題的基本程序是： 1明確對象即首先要確定所研究的是哪一部分氣體。如果 對象不止一個， 則應(yīng)對不同的對象編號加以區(qū)別， 以防混雜。 2具體分析包括狀態(tài)分析、過程分析，等等。要分別對各 研究對象的各狀態(tài)逐一分析，要分析各部分氣體的變化特 點，弄清各部分氣體的質(zhì)量有無增減，有無不變的參量，等 等，還要分析不同對象的參量的關(guān)

7、系。 3列解方程即根據(jù)實際情況選擇合適的方程求解。若問題 涉及的氣體的三個狀態(tài)參量都發(fā)生變化，應(yīng)選用方程 P1V1 / T1 = P2V2/ T2若只有兩個狀態(tài)參量發(fā)生變化，應(yīng)選擇氣體 三條實驗定律之一。此外，還要根據(jù)問題的需要，列出其他 有關(guān)方程。 4細(xì)心驗證即對方程求解的結(jié)果的合理性進(jìn)行檢驗。 例3容積為VI、V2的兩容器 A B,用一根不導(dǎo)熱的細(xì)管（體 積可忽略不計）連通，如圖 3 所示，容器內(nèi)充滿空氣。最初 兩容器都浸在溫度為 T1的水中，后來相容器 B用溫度為T2 的水蒸氣包圍，但容器 A仍保持原來的溫度。如果兩個容器 內(nèi)空氣的最初壓強(qiáng)為 p1 ，求最后兩容器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)p2。 設(shè)容

8、器的熱膨脹忽略不計。 分析和解 （1）明確對象分別取后來在 A、B兩容器中的空氣為研究對 象。 (2) 具體分析設(shè)由容器 B 進(jìn)入容器人中的那部分氣體在原 來狀態(tài)時的體積(見圖4),則對象A的初態(tài)為，末態(tài)為(pl, V1, T1);對象B的初態(tài)為()，末態(tài)為(P2, V2, T2) (3) 列解方程對氣體 A,據(jù)玻一馬定律，可列出對氣體B, 據(jù)氣態(tài)方程， 可列出由兩方程， 可解得。 ( 4)細(xì)心驗證對 p2 的表示式，從量綱角度看，是合理的； 若T2= T1,則由式可得p2= pl;,這也是合理的。所以， 題解可信。上述解答過程敘述得比較刻板，雖然我們在實際 解題中不會寫出每一步的名稱,但解題

9、的基本程序還是如此 的。 由此可見, 定勢思維是解題思維的主要形式。 在許多情況下, 思維的定勢表現(xiàn)為思維的趨向性和專注性。定勢不足,或定 勢不良,都將有礙于解題的進(jìn)行。從另一角度看,學(xué)生認(rèn)識 問題和解決問題的過程總是在已有的定勢的基礎(chǔ)上發(fā)生的, 利用已有的經(jīng)驗,按照一定的模式(定向、定法、定序)去 解決問題, 是教學(xué)中完成“雙基”任務(wù)的需要。 關(guān)于解題的研究表明,專家解題在很大的程度上依賴于頓 悟。所謂頓悟是對問題及其關(guān)系的突然的領(lǐng)悟,這是一種極 為簡短的思維方式。專家對于一般的專業(yè)問題具有的這種能 力是由于他們能迅速抓住問題的關(guān)鍵要素,識別問題的模 第 5 頁 式，并以此模式為索引，從長時

10、記憶中提取出現(xiàn)成的解決問 題的知識和方法。他們在認(rèn)知過程中，多半是進(jìn)行識別和反 應(yīng)，而搜尋活動較少。但是，當(dāng)專家在解決全新的問題時， 頓悟則較難發(fā)生，他也會像新手一樣進(jìn)行試探和搜尋。由此 可見，在解題中，頓悟的發(fā)生是與解題者已有的經(jīng)驗密切相 關(guān)的，它以思維的定勢為基礎(chǔ)，是思維定勢的潛在表現(xiàn)。正 確、穩(wěn)定的思維定勢，可使人們在解決類似問題時表現(xiàn)出習(xí) 慣化、自動化， 從而大大地縮短解題途徑的探索過程。 學(xué)習(xí)的遷移理論告訴我們，已有的知識和經(jīng)驗對于新問題的 解決總會產(chǎn)生各種影響。新舊問題之間總存在著一定的聯(lián) 系。從某種意義上說，問題解決的成敗與否和效率高低，在 相當(dāng)程度上取決于在解題中能夠發(fā)生遷移作

11、用的知識、經(jīng)驗 的數(shù)量多少和質(zhì)量高低。良好的思維定勢能有效地促進(jìn)知識 和經(jīng)驗的正遷移，它使解決問題者將若干問題求解的成果推 廣到眾多的同類問題上。 二、定勢思維的消極作用 定勢思維對問題解決既有積極的一面，也有消極的一面，它 容易使我們產(chǎn)生思想上的防性，養(yǎng)成一種呆板、機(jī)械、千篇 一律的解題習(xí)慣。當(dāng)新舊問題形似質(zhì)異時，思維的定勢往往 會使解題者步入誤區(qū)。例如，我們曾經(jīng)在教學(xué)中，向?qū)W生介 紹過如下問題及其解法。 例4如圖5,單擺的擺長為I，擺球質(zhì)量為 m帶有電荷q 第 6 頁 （qO ）,在勻強(qiáng)電場中做微振動。已知場強(qiáng)大小為E,方 向豎直向下，試求單擺振動的周期。 分析和解在電場中，單擺的振動周期

12、為 式中g(shù)為等效重力加速度。為了求出gf,使單擺下垂處 于靜止，求出此時擺線的拉力。F= mg+ qE則 于是得到后來我們讓學(xué)生求解如下問題： 例5如圖6,單擺擺長為I，擺球質(zhì)量為 m帶電量為q2 （q20 ）。若在懸點再放置一個帶電量為q1（q10 ） 的電荷，試求單擺微振動的周期。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有的學(xué)生都采 用了類似的做法，即：先使單擺下垂并處于靜止，求出擺線 拉力則于是得到。 顯然，造成后一問題求解錯誤的根本原因是，學(xué)生在求解前 一問題時形成了思維的不良定勢，于是無視問題條件的變 化，機(jī)械搬用前一問題的求解模式。 大量事例表明，思維定勢確實對問題解決具有較大的負(fù)面影 響。當(dāng)一個問題的條件發(fā)生

13、質(zhì)的變化時，思維定勢會使解題 者墨守成規(guī)，難以涌出新思維，作出新決策，造成知識和經(jīng) 驗的負(fù)遷移。教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生解題中的許多失誤，都是 由不良的思維定勢造成的。 根據(jù)唯物辯證法觀點，不同的事物之間既有相似性，又有差 異性。定勢思維所強(qiáng)調(diào)的是事物間的相似性和不變性。在問 題解決中，它是一種“以不變應(yīng)萬變”的思維策略。所以， 第 7 頁 當(dāng)新問題相對于舊問題，是其相似性的主導(dǎo)作用時，由舊問 題的求解所形成的思維定勢往往有助于新問題的解決。而當(dāng) 新問題相對于舊問題，是其差異性起主導(dǎo)作用時，由舊問題 的求解所形成的思維定勢則往往有礙于新問題的解決。 從思維過程的大腦皮層活動情況看，定勢的影響是一種習(xí)

14、慣 性的神經(jīng)聯(lián)系，即前次的思維活動對后次的思維活動有指引 性的影響。所以，當(dāng)兩次思維活動屬于同類性質(zhì)時，前次思 維活動會對后次思維活動起正確的引導(dǎo)作用；當(dāng)兩次思維活 動屬于異類性質(zhì)時，前次思維活動會對后次思維活動起錯誤 的引導(dǎo)作用。 三、發(fā)散思維與定勢思維的辯證關(guān)系 談到定勢思維，人們往往相對應(yīng)地會聯(lián)系到發(fā)散思維。發(fā)散 思維又稱求異思維，它是一種不受常規(guī)束縛，尋求變異，尋 找多種解題途徑的思維方式。與定勢思維不同，發(fā)散思維具 有思路廣闊、流暢、新穎等特點。它不滿足于現(xiàn)成的模式， 既得的答案，它用“以變應(yīng)變”的策略來處理不同的問題。 因為發(fā)散思維無論從思維過程，還是從思維產(chǎn)物方面都積極 追求新穎

15、，所以，人們在論述創(chuàng)造性思維時，往往更多地提 到發(fā)散思維。但是，我們認(rèn)為，發(fā)散思維與定勢思維既是對 立的，又是統(tǒng)一的，是一個辯證的統(tǒng)一體。它們的聯(lián)系主要 表現(xiàn)在： （一）定勢是發(fā)散的基礎(chǔ)沒有對基礎(chǔ)知識和基本技能的牢固 第 8 頁 掌握， 要想靈活多變地解決面臨的問題， 是不可能的。 例如， 當(dāng)學(xué)生尚未熟練掌握牛頓運動定律、動量定理、動能定理等 知識的運用模式時，若要求學(xué)生同時運用這些知識多途徑地 求解某一動力學(xué)問題，往往是難以成功的。 （二）定勢與發(fā)散可以相互轉(zhuǎn)化定勢思維與發(fā)散思維是相輔 相成的，它們相互依賴，相互促進(jìn)，并會在一定的條件下相 互轉(zhuǎn)化。每完成一次轉(zhuǎn)化，都使兩者進(jìn)入一個更高水平的層

16、 次，由此繼續(xù)下去，人們的思維能力才得以提高、發(fā)展；再 提高，再發(fā)展人的認(rèn)識的這種發(fā)展模式可用下面的圖7 表示。 例如求勻變速運動物體的加速度，可以用牛頓第二定律，或 用運動學(xué)公式，這是我們已有的定勢。但要求圖8中的M的 加速度，（m的初速度為零，受到恒力 F的作用，摩擦不計）， 運用這兩種方法都較為困難。如果我們發(fā)揮發(fā)散思維的力 量，利用功能關(guān)系及 M m的速度關(guān)系與位移關(guān)系，建立方 程 由上述方程，求出再與式 v2 = 2as相對照，便可得到此時， 我們的頭腦中將會獲得這樣一個認(rèn)識，即一切可以與加速度 溝通聯(lián)系的知識和方法，都可以用來求物體運動的加速度。 這就是由于發(fā)散而形成的一個新的高水平的定勢。 四、我們的對策 針對定勢思維的兩重性，以及定勢思維與發(fā)散思維的關(guān)系， 第 9 頁 我們在教學(xué)中應(yīng)采用如下對策： （一）要重視培養(yǎng)運用基礎(chǔ)知識和基本技能的