陶行知教育思想之应用研究直觉思维与物理解题
摘 要：本文从陶行知教育思想的高度简述了直觉思维方法,概括了物理中直觉思维几种常见的解题方法,并通过一些具体事例说明了直觉思维在物理问题的分析研究中的应用与意义。
关键词：直觉思维 物理解题
陶先生提出:想自立,想进步,就须胆量放大,将试验精神,向那未发明的新理论射过去.因此,在物理研究中直觉思维是物理学中常用的一种思维方法，是指从事物间的直接效果出发来研究物理现象和物理过程的一种思维方式，也是分析和解决物理问题的有效思维方式. 物理解题，尤其是求解探索性的物理问题是一个创造性的智力活动，在进行过程中，直觉思维总是起着重要的作用。在解题中解题者不存在有无直觉思维参与的差别，只有直觉思维参与的数量多少与质量高低的差别。
一、直觉思维概述
什么叫做直觉？这是一个使人感到神秘的问题，也是一个众说纷坛的问题。我国著名科学家钱学森认为：“直觉是一种人们没有意识到的对信息的加工活动，是在潜意识中酝酿问题然后与显意识突然沟通，于是一下子得到了问题的答案。”①美国教育家布鲁纳说：“直觉是指没有明显地依靠个人技巧的分析器官掌握问题或借境的意义、重要性或结构的行为。”②英国著名病理学家见弗里奇认为：“直觉是指对情况的一种突如其来的顿悟或理解。”③美国现代著名认知心理学家H·A·西蒙说：“直觉实际上是一种再认。”他把“专家遇到问题时可以很快地分析情景并做出反应的能力”称为“专家的直觉”。④以上各种论述都从不同的角度阐述了直觉思维的意义，各种论述的差异表明，直觉是人们尚未完全达成共识的思维形式，它有待于我们作进一步的深入研究。但各种论述也都包含了一个共同的思想，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，运用已有的经验和知识，对问题从总体上直接加以认识和把握，以一种高度省略、简化、浓缩的方式洞察问题的实质，并迅速解决问题或对问题作出某种猜测。
直觉思维通常来源于对问题的直感，它要受到思维主体原有经验知识、审美情感、态度倾向等诸多因素的影响，但却缺乏逻辑上的支持。直觉思维的成果往往只是一种猜测，不一定能保证正确无误，其正确性有待于进一步的检验和证明。
二、直觉思维与物理解题
物理解题，尤其是求解探索性的物理问题是一个创造性的智力活动，在进行过程中，直觉思维总是起着重要的作用。在解题中解题者不存在有无直觉思维参与的差别，只有直觉思维参与的数量多少与质量高低的差别。
物理问题的解决可分为三个思维层次，即：1．战略性解决层次这个层次主要是为解题确定方向或制定策略，以及对解题作出总的提示。这种对问题的解决只是一种抽象意义的解决（或猜测性的解决），而不是具体意义的解决。2．战术性解决层次即从具体确定与问题相关的各事物之间的关系，列出有关方程，作出有关图形等。3．战果性解决层次即具体地解决问题，并获得问题的答案。
在问题的战略性解决层次，解题者只是概略地“解决”问题，他也许只是闪现出一个念头、一条思路、一个猜想、一种尝试的方案等，而不是真正地解决了问题。这“念头”、“思路”、“猜想”，“方案”主要是根据物理规律，经过分析而得出的。
因为任何探索性问题的解决一般都要经过以上三个层次，所以，从这个意义上说，任何探索性问题的解决都多少有直觉思维的参与。如：
例1如图1为一块L形均匀金属薄板，各相邻边的夹角都是直角，求板的重心。
下面是关于这一问题的一段师生对话。
教师：你能用作图的方法作出板的重心位置吗？
学生；将薄板分割成两块，作出两块矩形板的重心C1、C2，则L形板的重心必在C1和C2的连线上。
教师：在C1、C2连线上的哪一点。如何确定这一点呢？
学生：用另一方式将权再分割一次。这样可得两条连线，两线的交点即是所求重心的位置。
教师：你是怎样想到这一方法的？
学生：因为分割一次只能得到一条直线，分出两次能得到两条直线，从而可确定两条直线的交点。
看来，学生并没有准确地回答最后的问题，原因在于他们对自己的思维轨迹并不十分清楚，这就是直觉思维模糊性和概略性的反映。
但是，学生由直觉而闪现出来的这种“念头”并不是凭空产生的，它有赖于学生原有的经验储备和知识储备。仔细分析一下学生先前学习的状况，我们会发现学生产生这种“念头”是合情合理的。在确定不规则形状的薄板（不一定均匀）的重心时。学生曾经学习过一种实验的方法──悬挂法。在那种做法中，我们曾将薄板悬挂了两次，每次悬挂可作出一条过重心的竖直线，两条直线相交点便是薄板的重心。不可否认，悬挂法实验对学生求解上题起到了极好的启发作用。
在物理解题中，直觉思维所起的作用主要有两点。
（一）启动作用
对问题的直觉判断，对问题结果及中间状态的猜测，能够给解题活动以动力。解题的思维主要是逻辑的，但是逻辑思维需要用非逻辑的直觉思维来启动。如：
例2 如图4所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，现有一质量为m的物块静止开始从A点出发，沿小车的光滑孤面下滑到B点，然后再沿粗糙的水平面BC滑到C点而为止，若BC面的摩擦系数为u，求BC的长度。 对本题，有学生采用如下的解法： 以系统为研究对象，由动量守恒定律可知m到C点时，系统处于静止状态，由能量守恒定律可列出mgh＝mguBC所以BC＝h／u
这是一种十分简便的解法，但它并不是唯一的解法。学生为什么选择整体系统和整体过程作为研究对象，运用两个守恒定律单刀直入，获得结果，而不选择别的（更为繁复的）解法呢？这是由学生优良的直觉品质所决定的，这种直觉来源于他们已有的经验储备和对问题整体的深刻的洞察力。正是这种直觉，才使他们的解题活动得到有效的启动。
（二）导向作用
问题的解决通常需要经历先定性后定量两个阶段，定性分析可以为定量分析提供导向作用。如果定性的分析与直觉思维相联系，分析的过程往往跳跃式地进行，分析的结果往往表现为一种“猜测”，并不“十分”令人使用，有待于进一步的逻辑证明和检验。如：
例3有两个金用小球，固定在两个位置上，现给两个小球提供的总电量为Q。问两个小球的电量如何分配时两球间的库仑力最大？
定性分析：当只有一只小球带电时，两球带电量差异最大，库仑力为零。由此可推测，两球带电量相等，即两球带电量差异最小时库仑力最大。
前提“两球带电量差异最大，库仑力为零”与结论“两球带电量差异最小时库仑力最大之间并不存在逻辑的必然。但这种直觉是十分可贵的，它为问题的结果提供了有益的“猜测”。这种猜测是问题解决的“先遣兵“，它能为严格的运辑运算起到积极的先导作用，使一个求解题变成了求证题。
三、如何法并学生的直觉思维能力
直觉是一种富有意义的思维方式，但不同的人，直觉思维的习惯和品质存在着很大的差异。对同一个事物或同一个问题，不同的人可能会作出完全不同的直觉判断。那么，在物理教学中，我们究竟应当怎样培养学生直觉思维能力呢？
（一）重视经验的积累和对知识的彻悟
直觉是主体先前积累和储备的经验、知识与当前问题相碰撞而进发出的思维火花，虽然有时我们说不清究竟是哪些经验、知识在起作用，但是，主体已有的经验知识的数量和质量实实在在是产生直觉思维的基础。布洛赫说：“我认为直
-
当
-
当
对本题，经验丰富的解题者立即会直觉到，当物体的速率足够大时，物块将飞离圆锥面。这种直觉判断有赖于已有的经验。因为一般学生对如图8的问题都有一定的认识。在图8中，当物体的转速增大时，细线与竖直线的夹角
因此，在物理教学中，应当重视基本问题的教学，要使学生熟悉基本问题的情境、解法和结论。注意经常对知识进行比较和归类，使之形成完善的结构；注意新旧问题的比较和沟通，善于将新问题转化为旧问题，将旧问题的结论用于新问题。在解决问题时，要重视问题从宏观上作整体的考察，重视定性分析，以期在总体和本质上对问题加以把握。
（三）鼓励学生广泛联想，大胆猜测
联想是不受逻辑约束的思维方法，它具有极大的跳跃性和自由性，可以极为迅速地将不同事物建立起联系。所以，联想是直觉思维的翅膀。问题解法的猜测可以启动解题的思维，问题结论的猜测可以为解题导向，所以猜测是直觉思维的重要武器。因此，在物理教学中，应当积极鼓励学生针对面临问题，开阔思路，广泛联想，以已有的经验知识及感知到的问题信息为依据，由研究对象的部分信息推测它所具有的全部信息。既要重视思维的逻辑性和严谨性，又要重视思维的探索性和发现性，重视直觉猜测的必要性和合理性。注意直觉思维与逻辑思维的有机结合和协调统一。
陶行知认为:行是知之始,知是行之成.所以在教学中运用等效变换，可引导学生的思路从“山穷水尽疑无路”走向“柳暗花明又一村”，使分析和解答问题的思路变得极为简捷。
参考文献：
［1］全林祥 20世纪陶行知研究.
［2］钟何珍 陶行知教育法.
［3］林德宏.科学思想史[M].南京:江苏科学技术出版社,1985.
［4］陆果.基础物理学教程[M].北京:高等教育出版社,1999.
［5］刘海生.苏联高考与竞赛物理试题精选[M].上海:上海科学普及出版社,1992.