高中物理教學中學生推理能力培養策略的研究

高中物理教學中學生推理能力培養策略的研究

　　高中物理學習能夠促進學生理性思維能力的成長，但目前教學對學生的思維能力培養常常是無意識的，導致很多學生推理過程常常出現偏差，“想當然”現象非常明顯。本文在教學實踐的基礎上總結出了三種提高學生推理能力的教學策略，能幫助高中階段學生在學習物理時有意識地提高自己的思維能力。

　　一、推理能力分類

　　1.歸納推理：指從個別性知識到一般性結論的過程。

　　2.演繹推理：指人們以一定的反映客觀規律的理論為依據，從服從該認識的已知部分推知未知部分的思維方法。

　　3.類比推理：根據兩個或同類對象有部分屬性相同，從而推出他們的其他屬性也相同的推理。

　　二、具體的教學策略

　　1.歸納推理培養的教學策略

　　理論步驟：(1)分析事物屬性;(2)歸納一般結論;(3)檢驗。

　　教學策略：采用“例子—例子—結論—檢驗”。

　　例如，在教學質點概念時，教師給出的例子是：一只雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔，應怎樣準確地描述其身上各點的運動情況?

　　師生分析總結：無法準確描述，因為翅膀和身體的運動情況不相同。

　　教師：是不是只有這個例子無法準確描述?

　　學生舉例：操場上滾動的足球、自行車的運動等。

　　結論：運動情況很復雜，所以要研究物體運動需要忽略一些無關緊要的屬性。教師再對例子分析：研究雄鷹整體的運動軌跡時可忽略形狀大小。

　　檢驗：足球的運動等。

　　2.演繹推理培養的教學策略

　　理論步驟：(1)分析事實;(2)選擇理論;(3)推理。

　　教學策略：采用“如果——那么”

　　【實例一】

　　設某物體的質量為m，在與運動方向相同的恒力F作用下發生了一段位移l，速度由v1增加到v2，如圖所示：

　　根據牛頓第二定律F=ma，而v2-v12=2al，把F、l的表達式代入W=Fl，可得F做的功是W=1/2mv22-1/2mv12，由此分析可得1/2mv2表示特定意義的物理量，即為動能，上式即為動能定理。

　　教材用到的是演繹推理法。在教學中采用“如果—那么”的策略，可以這樣做：(1)分析事實：物體在力的作用下發生運動，分析已知與未知條件;(2)策略實施：如果物體在F作用下發生了運動，那么力F就對物體做了功;如果前進位移為l，力為F，那么功就是W=Fl;如果是恒力，那么物體做勻加速直線運動，則可以代入功的公式進行計算。

　　【實例二】

　　演繹推理在物理試題分析中也經常要用到。

　　如圖所示，相距l平行放置的光滑導電軌道，與水平面傾角為α軌道間有電阻R，處于磁感應強度為B方向豎直向上的勻強磁場中，一根質量為m、電阻為R/4的金屬桿ab由靜止開始沿導電軌道下滑。設下滑中ab桿始終與軌道保持垂直，且接觸良好，導電軌道有足夠的長度，且電阻不計，求ab桿沿軌道下滑可達到的最終速度。

　　教學策略如下：

　　(1)理清事實：金屬桿下滑發生運動，導體切割磁感線，有感應電流;金屬桿受安培力和重力的作用。

　　(2)采用“如果……那么……”策略分析：在最初時間內，速度小，根據法拉第電磁感應定律則感應電流較小;如果感應電流較小，安培力就會較小;如果安培力小，那么合力就沿斜面向下，則速度就會越來越大;如果速度越來越大，那么據前面的分析，安培力就會越來越大，合力就會越來越小，那么速度增加得就比較慢;如果速度達到一定時，安培力與重力的分力大小相等，那么合力就為零，速度就不會變化，之后物體就做勻速運動。

　　這一過程可以分為很多次“如果……那么……”的應用。學生每一次的分析都要有嚴格的邏輯過程和理論依據。如果分析錯誤，只需要去分析每一個單元的推理是否嚴密就可以了。

　　3.類比推理培養的教學策略

　　理論步驟：分析事物—聯想已知—解決

　　教學策略：“如果……則像……”

　　例如，在教學電場強度定義時，教材先給出事實，試探電荷會在電場中受力，而且在同一地點受力大小和帶電量的比值是不變的。那怎樣描述電場強度?

　　學生在思考時，教師出示密度的定義及公式。

　　思考的策略是：在場確定的情況下，電場強度與試探電荷電荷量或受力無關，只與位置有關，則很像密度的定義方法。如果可以的話，怎樣定義?

　　學生在思考策略上逐步推進：密度是怎樣定義的?密度與質量、體積有無關系?如果電場強度定義采用這樣的方法，分子上應該是力還是電荷量等等。

　　以上三種教學策略能較好地提升學生的推理能力，采用具體的模式讓學生在學習中將以前模糊的推理策略提取出來，從而應用在具體的問題中。每一步教學完成后，教師都要和學生一起分析并總結思考的策略，也就是鞏固這三種邏輯思維方法。

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