科學(xué)教學(xué)中定勢思維對創(chuàng)新思維形成的作用

1、科學(xué)教學(xué)中定勢思維對創(chuàng)新思維形成的作用 本文提要：本文從現(xiàn)代教育的本質(zhì)出發(fā)，分析了定勢思維在學(xué)生學(xué)習(xí)自然科學(xué)時(shí)的正負(fù)作用，闡述了定勢思維對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的積極和消極作用，旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維時(shí)能合理利用定勢思維，高效率完成教學(xué)任務(wù)。關(guān) 鍵 詞：定勢思維 創(chuàng)新思維 江澤民同志在全國科技大會上指出：“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力?！辈⒎磸?fù)強(qiáng)調(diào)：“一個(gè)沒有創(chuàng)新能力的民族，難以屹立于世界民族之林?！币虼藶槲磥砩鐣囵B(yǎng)和造就高素質(zhì)的創(chuàng)新人才是現(xiàn)代教育的基本方向和根本目標(biāo)，也是當(dāng)前中小學(xué)科學(xué)教學(xué)中所探究的熱門課題。絕大多數(shù)有關(guān)創(chuàng)新思維的文章都強(qiáng)調(diào)了定勢思維對創(chuàng)新思維有阻礙作用，很少

2、談到定勢思維對創(chuàng)新思維形成的積極作用。這既不能正確反映定勢思維的真實(shí)內(nèi)涵和客觀功能，也易使我們對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)造成偏差。筆者借鑒有關(guān)專家的研究成果，就定勢思維與創(chuàng)新思維的關(guān)系作一些探討。一、定勢思維與創(chuàng)新思維的內(nèi)涵（一）定勢思維思維定勢是指人們在多次運(yùn)用某一思維程序解決同類問題時(shí)逐步形成的習(xí)慣性反應(yīng)，在新的相似情境中就會優(yōu)先按照習(xí)慣的、比較固定的思路去分析問題、解決問題，使思維受到舊框架的限制而缺乏變通性和靈活性，它是思維的“慣性”現(xiàn)象。定勢思維主要有種特性：傾向性：人們有力求把新問題情景轉(zhuǎn)化為已解決的熟悉問題的傾向，使解決問題朝著一個(gè)明確的方向，表現(xiàn)為思維空間的收縮，帶有集中思維的痕跡。

3、常規(guī)性：要求學(xué)生掌握常規(guī)的解決問題的思想方法，重視基礎(chǔ)知識與基本技能的訓(xùn)練。程序性：解決問題要按一定步驟進(jìn)行，遵守規(guī)范化要求，如已知入射光線方向要作出反射光線和折射光線，首先要找出法線位置，否則不能確定反射光線和折射光線的方向。（二）創(chuàng)新思維創(chuàng)新思維是指有創(chuàng)見的思維，它是以新穎獨(dú)創(chuàng)的方式來解決問題、從多方面尋求答案的開拓式思維方式，是人類思維的高級過程。集中思維和發(fā)散思維是構(gòu)成創(chuàng)新思維的必要成份，靈感是創(chuàng)新思維的關(guān)鍵，定勢思維夾雜在各種思維中起奠基作用。一個(gè)完整的創(chuàng)新思維過程是從發(fā)散思維到集中思維，再從集中思維到發(fā)散思維的多次循環(huán)、深化才得以完成。任何發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，任何科學(xué)理論的創(chuàng)新，首先建立在

4、發(fā)散思維基礎(chǔ)上的，所以發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的核心。發(fā)散思維具有三個(gè)特征：變通性：即思維的變化多端，不受各種心理定勢的影響；獨(dú)特性：能提出超乎尋常的獨(dú)特、新穎的見解。流暢性：在短時(shí)間中思維敏捷地表達(dá)數(shù)量較多的觀念。二、定勢思維對創(chuàng)新思維形成的作用（一）定勢思維作用的二重性1、定勢思維的消極作用思維定勢使學(xué)生極易按照習(xí)慣的思考方法去解決問題，當(dāng)新舊問題形似質(zhì)異時(shí)，思維的定勢會使人們思維陷入僵化狀態(tài)誤入歧途，常常跳不出原有的思維框架從而阻礙了更合理有效的思路，對創(chuàng)新思維的形成是不利的。如在教學(xué)中常常遇到下面問題：例1：有一底面積為500厘米2的玻璃槽中盛滿密度為13.6×103千克/米3的水

5、銀，水銀槽高為5厘米，當(dāng)將一邊長為10厘米的正方體放入水銀槽中時(shí)，鐵塊所受的浮力是多少？分析：同學(xué)們知道鐵的密度比水銀密度小，放入水銀中會漂??；受這一定勢思維的影響，許多同學(xué)立即用物體漂浮的條件解題：F浮1G物水銀gV鐵7.8×103千克/米3×9.8牛/千克×（0.1米）376.44牛。正解：解決浮力問題的一般步驟是：第一步分析物體在液體中的狀態(tài)（漂浮、懸浮或下沉）；第二步分析受力情況，畫出力的示意圖；第三步列出力的平衡式，求解未知數(shù)。若按此定勢思維去分析，則在第一步分析鐵塊在水銀中狀態(tài)時(shí)學(xué)生可能會想到由于容器深度只有5厘米，鐵塊有可能不能漂浮在水銀面而擱淺，這

6、樣就會想到以下正確的解題方法：假設(shè)鐵塊漂浮在水銀面上，鐵塊排開水銀的體積為： 7.8×103千克/米3×9.8牛/千克×（0.1米）3 13.6×103千克/米3×9.8牛頓/千克鐵gV鐵水銀g G鐵 水銀g F浮2 水銀gV排1 0.573×10-3米3 0.573×10-3米3 （0.1米）2鐵塊浸入水銀中的深度h浸 0.0573米5.73厘米>5厘米所以鐵塊不能漂浮在水銀面而擱淺，鐵塊受到的浮力：F浮3水銀gV排213.6×103千克/米3×9.8牛頓/千克×(0.1米)2×

7、;0.05米66.64牛例2：100克A物質(zhì)的溶液，在恒溫下蒸發(fā)，若蒸發(fā)10克水，有2克晶體析出；若蒸發(fā)20克水，有6克晶體析出，此溫度下的溶解度。 （ ）A、20克 B、40克 C、30克 D、無法確定分析：由于學(xué)生對“第一次蒸發(fā)10克水，有2克晶體析出；第二次蒸發(fā)20克水，有6克晶體析出”的題目發(fā)生了思維定勢，誤認(rèn)為例3中的“蒸發(fā)10克水和蒸發(fā)20克水”也是先后蒸發(fā)的，很多學(xué)生錯(cuò)選為C，。正解：其實(shí)兩次蒸發(fā)水是分別從原溶液中恒溫蒸發(fā)10克和20克水時(shí)析出晶體，因此比較蒸發(fā)10克水析出2克晶體和蒸發(fā)20克水析出6克晶體可知原溶液是不飽和溶液（否則蒸發(fā)20克水時(shí)應(yīng)析出4克晶體）；再將20克水分

8、成兩個(gè)10克水，則蒸發(fā)20克水時(shí)先蒸發(fā)10克水后溶液變成了飽和溶液，再蒸發(fā)10克水時(shí)從飽和溶液中析出6克-2克4克的晶體，故該溫度下的溶解度為S ×100克40克。很多例子表明，當(dāng)問題的條件發(fā)生質(zhì)的變化時(shí)，思維定勢會使人們墨守成規(guī)，難以涌出新思維，造成知識和經(jīng)驗(yàn)的負(fù)遷移，影響問題的解決。2、定勢思維的積極作用（1）定勢思維有利于知識掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)是要在極短的時(shí)間內(nèi)獲取前輩千百年來的知識結(jié)晶，為此，我們要求學(xué)生掌握自然科學(xué)的概念和規(guī)律為核心的基礎(chǔ)知識，實(shí)際上就是一整套幫助學(xué)生形成思維定勢的有序的知識體系。在自然科學(xué)教學(xué)中，我們?nèi)裟塥?dú)具匠心、巧妙地把定勢思維運(yùn)用到各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中就會促使學(xué)

9、生形成概念、建立規(guī)律；有利于完成基礎(chǔ)知識和基本技能的教學(xué)任務(wù)。例如滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)？通過討論學(xué)生認(rèn)為可能與壓力、物體重力、物體間接觸面積、物體間接觸面粗糙程度、物體運(yùn)動有關(guān)等等有關(guān)。我們在通過實(shí)驗(yàn)探究后總是使學(xué)生的思維朝著一個(gè)方向收斂、集中：滑動摩擦力大小與壓力和接觸粗糙程度有關(guān)而與接觸面積和移動速度大小無關(guān)。（2）定勢思維有利于解決問題人們認(rèn)識問題和解決問題總是在已有的定勢基礎(chǔ)上發(fā)生的，良好的思維定勢能有效地促進(jìn)知識和經(jīng)驗(yàn)的正遷移，它使解決問題者將已經(jīng)獲得的知識和經(jīng)驗(yàn)迅速有效地推廣到眾多的同類問題上,有利于正確地解決問題。例3：如圖一的斜面直角邊a4m，高h(yuǎn)3m，用力F推動斜面使

10、重為1000牛的物體升高，若 不計(jì)摩擦，力F應(yīng)是多少？ L h Fa分析：許多學(xué)生會直接利用斜面公式 G 圖一F= G = G = ×1000牛600牛FLh a這是不管推力F的方向和作用點(diǎn)都已與圖二 不同而生搬硬套公式引起的。 G 圖二 正解：簡單機(jī)械的問題一般都可應(yīng)用功的原理來求解：第一步，動力對機(jī)械所做的功W1=Gh，第二步，機(jī)械克服阻力所做的功W2 =Fa，根據(jù)功的原理W1=W2，G h = F a ,F = G = ×1000牛750牛。由此可見，合理的思維定勢能使人少走彎路，盡快找到解決問題的正確途徑。（二）定勢思維是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)，可促使創(chuàng)新思維形成發(fā)散思維就

11、是求異思維，是創(chuàng)新思維的核心。發(fā)散思維的培養(yǎng)方法很多。西方國家流行多年的“人腦風(fēng)暴法”，就是鼓勵(lì)學(xué)生對同一問題提供許多解答，善于從多種方案中選擇最佳方案解決問題；讓學(xué)生根據(jù)已有的信息從不同角度、沿不同的方向，進(jìn)行各種不同層次的思考，尋求探索新的多樣性的方法與結(jié)論的開放性思維 ，目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。所以在自然科學(xué)教學(xué)中要有意識地通過一題多解、一題多問等方法，對學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維的訓(xùn)練。例如在分析了例1解法后可向?qū)W生提問是否還有別的解法？分析：已學(xué)的物體浮沉條件的推理過程是先假設(shè)物體浸沒在液體中，將此時(shí)物體所受的浮力（即物體所受的最大浮力）與物體重力相比較，然后推理出物體的浮沉條件。借鑒這

12、種思維方式，先算出鐵塊與容器底接觸時(shí)受到的浮力（即最大浮力）：F浮最大水銀gV排最大13.6×103千克/米3×9.8牛/千克×(0.1米)2×0.05米66.64牛F浮最大< G鐵 F浮66.64牛這種不落俗套的一題多解提高了學(xué)生靈活應(yīng)用知識的能力，優(yōu)化了解題方法，培養(yǎng)了發(fā)散思維的變通性和獨(dú)特新穎性。這個(gè)解題方法是建立在物體浮沉條件產(chǎn)生的思維定勢上。例4：用紅墨水密封的裝置內(nèi)放入一只裝有氫氧化鈉溶液的燒杯，同時(shí)有一只小白鼠在內(nèi)部活動，如圖所示，根據(jù)這一裝置回答下列問題：（假設(shè)反應(yīng)物全部反應(yīng)）（1）此裝置可測定小白鼠在呼吸作用中的（ ）A、放出CO

13、2的體積 B、消耗CO2的體積C、放出O2的體積 D、消耗O2的體積（2）為了驗(yàn)證呼吸作用中有CO2產(chǎn)生，在NaOH溶液 中滴入_觀察是否有氣體產(chǎn)生。并寫出有關(guān)化學(xué)方程式_。 圖三 （3）紅墨水柱將向_移動（填“左”或“右”）；若細(xì)管的面積為S，水柱移動的距離為L，氧氣的密度為，則消耗的氧氣的質(zhì)量為_。（4）為防止裝置內(nèi)的溫度升高，在裝置的外面可注入大量的水，這是因?yàn)樗腳的緣故。這是自然科學(xué)中的一道綜合題，通過這樣的一題多問一系列問題設(shè)計(jì)，不僅促進(jìn)了學(xué)科之間的滲透、綜合，而且又培養(yǎng)了學(xué)生的思維橫向發(fā)展，使學(xué)生思維的變通性、流暢性、深刻性得到了鍛煉。這種一題多問的發(fā)散思維訓(xùn)練方法需扎實(shí)的“雙基

14、”定勢。筆者不再一一列舉發(fā)散思維的培養(yǎng)方法。但從以上兩例中可看出，創(chuàng)新思維的形成仍離不開定勢思維奠基作用。（三）、定勢思維與創(chuàng)新思維可以相互轉(zhuǎn)化定勢思維與創(chuàng)新思維是相輔相成的兩個(gè)概念，而非對立。它們總是互相依賴、互相促進(jìn)，并在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)定勢思維積蓄到一定程度時(shí)，就會由量變引起質(zhì)變，轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新思維。每一次轉(zhuǎn)化都使二者同時(shí)進(jìn)入一個(gè)新的更高水平階段，如此進(jìn)行，人們的思維能力才能得到不斷發(fā)展和提高。請看下例：例6：在CO、HCOOH和HCOOCHO的混合物中，已知H%Y，則C % =_。在學(xué)生解決“已知混合物FeSO4和Fe2(SO4)3中S % = X，求混合物中Fe%=？”這個(gè)問題

15、時(shí)形成一個(gè)解題定勢思維：因這兩種物質(zhì)中硫元素與氧元素質(zhì)量比相同，根據(jù)“化合物中各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比等于各元素質(zhì)量之比”這個(gè)實(shí)用的結(jié)論，可先從混合物的SO4中求出O%，再求出Fe% 。根據(jù)這種思維定勢去分析：題給混合物中的三種物質(zhì)本身，沒有任何兩種元素存在一致的質(zhì)量比，只有將化學(xué)式變形，才能使問題豁然開朗。將HCOOH變形為COH2O，HCOOCHO變形為(CO)2H2O，則原混合物可視為CO與H2O的混合物。已知H%Y，則“H2O”中的O%8Y，CO%19Y，所以C%（19Y）× （19Y）。從HCOOH和HCOOCHO中分離出H2O結(jié)構(gòu)是建立在原有定勢思維基礎(chǔ)上。將原混合物視為CO與

16、H2O的混合物這個(gè)創(chuàng)新思維的形成是定勢思維積累到一定程度的必然結(jié)果。三、教學(xué)中應(yīng)處理好創(chuàng)新思維與定勢思維的辯證關(guān)系創(chuàng)新是定勢的突破，同時(shí)又是定勢的產(chǎn)物，創(chuàng)新和定勢是對立統(tǒng)一的辯證關(guān)系，并非有人所認(rèn)為定勢思維是制造錯(cuò)誤的發(fā)源地。因此，我們在教學(xué)中應(yīng)采用如下對策：1、利用定勢思維，培養(yǎng)解決問題的一般思維定勢在自然科學(xué)教學(xué)活動中，配備適量及適當(dāng)?shù)牧?xí)題進(jìn)行訓(xùn)練是必要的，但不要過分地強(qiáng)調(diào)并不基本的解題技巧、方法和觀點(diǎn)，突出所謂的“解題規(guī)律”是不科學(xué)的，要重視培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)知識和基本技能的定勢，要注意闡明知識和方法的適用條件，以防止學(xué)生將相對真理和局部經(jīng)驗(yàn)絕對化，否則會使學(xué)生形成呆板思維。2、正確處理好定勢思維與創(chuàng)造思維之間的關(guān)系在新課教育時(shí)要側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的定勢思維，特別要重視定勢思維的形成過程。在創(chuàng)新思維培養(yǎng)過程中，我們首先應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的思維氛圍；在充分重視培養(yǎng)定勢思維的基礎(chǔ)上，向?qū)W生提供值得探索與研究的問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)創(chuàng)造動機(jī)，激勵(lì)學(xué)生經(jīng)常用發(fā)散思維、逆向思維等方法思考問題；教育學(xué)生對不同問題要重在求同