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直觉思维与物理解题确实很有趣

责任编辑:  录入时间:2020-9-17  阅读次数:154

第一,直觉思维概述。

直觉是什么意思?这个问题令人费解,同时也是众说纷坛的问题。我们国家的著名科学家钱学森认为:“直觉是人们对信息的加工活动,是在潜意识里酝酿问题然后突然与显意识交流,从而一下子得到问题的答案。”②美国教育家布鲁纳说:“直觉是指不依赖于个人技能来分析器官掌握问题或借境的意义、重要性或结构的行为。B英国著名病理学家见弗里奇认为:“直觉就是对某种情况的突然顿悟或理解。③美国现代著名认知心理学家H.A.Simon说:“直觉其实就是一种再认识。他称“专家在遇到问题时能够迅速分析情况并作出反应的能力”为“专家的直觉”。③以上各种论述都从不同的角度阐述了直觉思维的意义,各种论述之间的差异表明,直觉是一种人们还没有完全达成共识的思维形式,还有待进一步深入研究。然而,种种论述又都蕴含着一种共同的思想,即直觉思维是一种客观存在的思维形式,它具体表现为思维主体在解决问题时,利用已有的经验和知识,对问题的整体直接地进行认识和把握,以一种高度省略、简化和浓缩的方式来洞悉问题的本质,从而迅速地解决问题或对问题做出某种推测。

普朗克说,直觉在科学发现中起着极其重要的作用。”每种假设都是由想像活动产生的,而想像活动又是由直觉产生的。举例来说,安培从电流磁化效应直觉到磁化起因于电流,提出了分子电流假说,揭示了磁化现象的电本质;法拉第从电能产生磁化现象到审美磁化直觉,提出了磁化也能产生电的假说,然后又通过大量实验发现了电磁感应现象;德布罗意基于狭义相对论和广义相对论分别在26岁和37岁时创建,这两种假设都是基于审美磁化直觉而提出的,他大胆提出了物理粒子也应该具有波动性的科学假说;爱因斯坦是一位直觉极强的科学大师,这两位大师在26岁和37岁时所创立的狭义相对论,不是基于已有的理论体系,而是主要依靠自己丰富的想象力、直觉和灵感而产生的。在直觉方面,爱因斯坦可以说得到了最高的评价,他说:“真正有价值的是直觉。”"我相信直觉和灵感。"同时他也指出:“物理学家的最高使命,就是获得这些普遍的基本法则,……,这些法则没有任何逻辑路径,它们只能通过一种基于对经验的共鸣理解的直觉来获得。”在讨论科学革命的结构时,美国著名科学史家库恩说,没有直觉就不可能从旧的标准转变为新的标准。通过“直觉的闪现”,新规范诞生了。这一直觉在“一个人的内心深处产生了深刻的危机。”根据以上论述,我们可以归纳出直觉思维的一些基本特征。

㈠非逻辑性。

无逻辑是直觉思维的基本特征。第一,直觉思维的形式并非概念和严格的逻辑推理,而是联想、猜测和洞察;第二,直觉思维不按逻辑规律办事,首尾相接,而经常突破逻辑规律的束缚,跳跃前进。

㈡突发性事件。

直观思维是一种非常简明的思维形式,是人类思维过程的高度浓缩,它的结果往往突如其来,思维过程很难通过主体的“慢镜头”再现。就像前苏联生理学家巴甫洛夫说的:“我正确地理解并回答了结果,但所有早期的思考方式都完全被遗忘了。所以我才说这是直觉的起源。他说:“我发现,所有的直觉都需要这样去理解:人了解最终的结果,但他所经历的整个准备过程,是不可能把它当作一个因素考虑的。”

㈢整体性。

直观常常是从事物的整体出发,从总体上把握问题,它是从总体上反映问题的概略,而思维过程的细节却不很清楚。这一方法首先从已知的信息出发,直接触及问题的目的或要害。不管是问题信息感知,还是经验知识的提取,通常都是以“块”形式进行的。

㈠或然性。

直觉性是直觉思维的重要来源,它受思维主体原有经验知识、审美情感、态度倾向等多方面因素的影响,但缺乏逻辑支撑。直观思维的结果往往只是一种猜测,并不能保证其正确与否,它的正确性还需要进一步的检验和证明。

直觉思维与物理问题解决方案。

物理学问题的解决,特别是物理探索性问题的解决,是一种创造性的智力活动,在解决物理问题的过程中,直觉思维总是扮演重要角色。解决问题的人在解决问题时没有无直觉思维参与的区别,只有直觉思维参与的量和质的区别。

物理学问题的解决可以分为三个思维层面,即:1。战略层面的解决这一层面主要是为解决问题设定方向或制定策略,并对问题的解决作全面的提示。解决这类问题只是抽象意义上的(或猜测性的)解决,并非具体意义上的。

2.战术解决层次,即从具体的角度决定与问题相关的事物之间的关系,列出相关的方程式,绘制相关的图表等等。

3.成果性解决层次,即具体地解决问题,并为问题找到答案。

从战略层面上来说,解题者只是概括性地“解决”问题,他可能只是一闪而过,一个想法,一个想法,一个猜测,一个尝试,等等,并没有真正解决问题。这个「想」「想」「想」「想」「想」,「想」「想」主要依据物理法则。

由于任何探索性问题的解决通常都要通过上述三个层面,因此,从这个意义上讲,任何探索性问题的解决都是由直觉思维参与的。例如:一个L型均匀金属薄板,其每边的夹角均为直角,求板的重心。

这里有一个关于这个问题的教师和学生的对话。

老师:可不可以用作图法来确定板的重心位置?

把薄板分成两块,按C1、C2的重心分别制作两块矩形板,然后用C1、C2的连接线连接L形板的重心。

老师:在C1,C2连线上哪一点?这是怎么决定的呢?

同学:用另一种方法将权利再划分。因此,可以得到两个连线,其交点即为所求重心的位置。

老师:你怎么会想到这种方法呢?

由于分割一次只能得到一条直线,所以分割两次可以得到两条直线,这样就可以确定两条直线的交点。

学生们之所以不能准确回答最后一个问题,是因为他们的思维轨迹不够清晰,这是直觉思维的模糊和笼统的反映。

但学生从直觉中闪现出来的这种“思想”并非凭空产生,而是依靠学生原有的经验储备和知识储备。通过对学生学习前状态的详细分析,可以发现学生产生这种“想法”是有道理的。当测定不规则形状薄板的重心(并非均匀)时。有一次,学生们学习了一种实验方法——悬挂法。那样我们就把薄板挂了两次,每挂一次就做一条垂直于重心的直线,两条直线相交就是薄板的重心。无可否认,悬挂法实验对学生求解上题具有极好的启发性。

直觉思维在解决物理问题中扮演着两个重要角色。

㈠启动作用。

直觉判断问题,以及对问题结果和中间状态的猜测,都能为解决问题提供动力。解决问题的思维主要是逻辑性的,但逻辑性思维需要非逻辑的直觉思维。例如:

对于这个问题,学生们采用了以下解答:

从系统的角度出发,由动量守恒定律可知,系统在m到C点之间是静止的,根据能量守恒定律,可以列出mgh=mguBC所以BC=h/u

这个解是一个非常简单的解,但并非唯一的解。为什麽要选择一个整体系统与整体过程为研究对象,用两个守恒律单刀直入,而不选择其他(更繁复的)解法?学生良好的直觉品质决定了这一点,而这些直觉来自于他们积累的经验,以及对整个问题的深刻理解。也就是这个直觉,使得他们的解决问题的行动更有效。

㈡指导作用。

解决问题通常需要经过两个步骤:定性和定量。