逆向思维导图在初中物理教学中的应用

苏进冬

摘   要：运用逆向思维导图是解决物理问题的一种有效方法。引导学生应用逆向思维，从问题开始，建立思维导图，通过逆向分析，实现思维可视化，从而以独特的方法解决物理问题。从逆向思维导图在新课教学、实验教学、习题教学三个方面阐述了逆向思维导图在初中物理教学中的应用。

关键词：思维;逆向思维导图;初中物理;应用

1  问题的提出

初中阶段，学生刚开始物理学习，物理知识的抽象性和靈活性导致学生对物理概念和规律的理解存在一定的困难，应用物理知识解决问题时，存在逻辑混乱、思路不清等问题，碰到创新性问题，学生更是一头雾水。因此，在物理教学中，教师应注重对学生思维的培养，提高学生的物理分析能力、建模能力和创新能力。如何有效培育学生的思维能力呢？这是摆在广大初中物理教师面前的重要课题。笔者结合自身教学实践，提出一种从问题出发，反方向思考，建立逆向思维导图，通过逆向分析，实现思维可视化，从而以独特的方法解决物理问题的思维培育模式。

2  逆向思维导图的意义

思维是人脑对客观事物的本质属性与内在联系的概括的、间接的反映。[ 1 ] 逆向思维导图从思维的对立面出发，从问题的相反面进行探索，通过图示使得“看不见”的学生思维得以“直观显化”，便于在课堂上“展示”学生的思维过程，也有利教师及时进行纠正。教师通过相反角度、不同维度引导学生分析问题、解决问题，培育发展学生的思维能力，可以有效帮助学生找到解决物理问题的突破口，降低学习难度，提升学习信心，激发学生物理学习的兴趣，加深对物理概念和原理的理解，为以后的物理学习打下坚实的基础，同时有利于拓展学生的思维方式，进而培养学生的创新能力，促进学生全面发展。

3  逆向思维导图在初中物理教学中的应用

3.1  逆向思维导图在新课教学中的应用

与传统的由“因”溯“果”的正向思维不同，逆向思维模式由问题的相反面进行探索，通过“因”“果”互置或由“果”溯“因”，建立思维导图，可以为物理问题解决另辟一条新途径，具有创新性。

沪科版第十八章第2节科学探究：怎样产生感应电流？本节新课在学习完奥斯特的“电生磁”实验后，可画出如图1所示思维导图，既然电可以生磁，那么磁是否可以生电呢？这样就自然引出了法拉第的“磁生电”的探索，继续逆向思考，如果“磁能生电”，磁生电需要什么条件呢？教学步步深入，这样的思维过程属于“因”“果”互置。

沪科版第九章浮力的新课教学可采用由“果”溯“因”的思维模式，先让学生观察生活中浮于水面上的船舶，接着引导学生以“船舶浮于水面”这个结果，寻找事件的成因，进而自然地引出了“浮力”的概念，画出如图2所示的思维导图，并继续追问：影响浮力大小的因素？从而进入实验探究环节，课堂教学的展开便水到渠成。

3.2  逆向思维导图在实验教学中的应用

物理是一门以实验为基础的自然学科，实验教学在整个物理学习阶段有起着举足轻重的作用。

常规的实验教学，往往从实验原理入手，找出所需的实验器材，测出相应物理量，通过计算、推演得到实验结果。实验教学提升阶段，教师常常通过替换实验器材或改进实验方法培育学生的创新思维，提高学生的知识迁移能力。由于缺少了学生熟悉的常规器材，或者实验方法发生了改变，学生往往会在实验设计过程中出现思路混乱、逻辑不清的情况。此时教师可以引导学生从问题入手，画出逆向思维导图，让设计思路实现“柳暗花明又一村”的效果。以电阻的测量为例，谈谈逆向思维导图在实验教学中的应用。

例1： 定值电阻R的测量。实验原理： 通过电压表测电压，电流表测电流，调节滑动变阻器，测量多组实验数据代入原理，取平均值，即可得电阻阻值。实验设计电路如图3所示。

若实验中缺少电流表，增加已知阻值R0的定值电阻和若干开关，如何设计实验测量电阻R？有电压表，无电流表，以电流I为突破口，逆向分析，画出思维导图如图4所示。

根据该思维导图，电流的测量全部转化为对R电压以及R和R0总电压的测量，巧妙地解决缺电流表的问题，实验电路设计如图5所示。

基于逆向思维的物理实验教学还可通过对常规思维下的实验现象进行分析，发现实验中存在的问题或不足，然后对实验进行改进，主要从操作顺序倒置、实验操作倒置、对实验结论进行逆向分析等方面建立思维导图[ 1 ]。

例2：测量液体密度的实验。常规思维设计：1.测量空烧杯的质量m1;2.测量烧杯和液体总质量m2;3.将液体倒入量筒，测出液体体积V;4.代入密度公式：。分析实验现象，由于步骤3液体残留在量筒，导致液体体积偏小，密度偏大。教师引导学生从问题入手：如何解决液体残留？逆向分析，调整实验步骤，先完成步骤2和3，再做实验步骤1，通过m2-m1，可以巧妙的将残留的液体减除，得到准确的液体密度。思维导图如图6所示。

3.3  逆向思维导图在习题教学中的应用

在物理习题教学过程中，通过建立思维模式，画出逆向思维导图，可以转变学生解题思路，打破思维禁锢，让物理学习事半功倍。

例3：在某次班级大扫除中，晓东同学把5 kg的水从楼下匀速提升到约6 m的楼上班级来，所用时间为1 min，请计算晓东同学提水的功率约为多大？g取10 N/kg。

分析：力学计算是中考物理考查的重点。本题考查内容包括二力平衡、重力、功、功率。由于涉及知识较多，且各知识点间彼此相互联系，若从常规思维入手，往往会因找不到相应的物理量，解题进入死胡同，因此找到恰当的解题方法至关重要。本题求功率，按照公式：功率，需要功和时间相除，题目没有直接给出功的大小，学生往往无从下手。本题计算引导学生从未知量功入手，功等于力乘以距离，找出力和距离，先求功，再逆向分析求功率，画出思维导图如图7所示，题目迎刃而解。因此，通过建立逆向思维导图是解决此类计算较好的方法。

综上所述，通过建立逆向思维导图，能较好地培养和训练学生思维，实现思维可视化，让学生学会将抽象的物理问题形象化、具体化，提升其学习物理的能力，拓展其思维，提高思维的深度和广度，达到培养学生创新能力的目的。为学生今后的学习生涯及以后进入社会的发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1] 张兴涛，王澍.基于逆向思维的化学实验创新研究[J].化学教育（中英文），2018，39（23）：62-64.