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高中物理教學(xué)中學(xué)生推理能力培養(yǎng)策略的研究
高中物理學(xué)習(xí)能夠促進(jìn)學(xué)生理性思維能力的成長(zhǎng)，但目前教學(xué)對(duì)學(xué)生的思維能力培養(yǎng)常常是無(wú)意識(shí)的，導(dǎo)致很多學(xué)生推理過(guò)程常常出現(xiàn)偏差，“想當(dāng)然”現(xiàn)象非常明顯。本文在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)出了三種提高學(xué)生推理能力的教學(xué)策略，能幫助高中階段學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)有意識(shí)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(gè)別性知識(shí)到一般性結(jié)論的過(guò)程。
2.演繹推理：指人們以一定的反映客觀規(guī)律的理論為依據(jù)，從服從該認(rèn)識(shí)的已知部分推知未知部分的思維方法。
3.類比推理：根據(jù)兩個(gè)或同類對(duì)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(xué)策略
1.歸納推理培養(yǎng)的教學(xué)策略
理論步驟：(1)分析事物屬性;(2)歸納一般結(jié)論;(3)檢驗(yàn)。
教學(xué)策略：采用“例子—例子—結(jié)論—檢驗(yàn)”。
例如，在教學(xué)質(zhì)點(diǎn)概念時(shí)，教師給出的例子是：一只雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔，應(yīng)怎樣準(zhǔn)確地描述其身上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況?
師生分析總結(jié)：無(wú)法準(zhǔn)確描述，因?yàn)槌岚蚝蜕眢w的運(yùn)動(dòng)情況不相同。
教師：是不是只有這個(gè)例子無(wú)法準(zhǔn)確描述?
學(xué)生舉例：操場(chǎng)上滾動(dòng)的足球、自行車的運(yùn)動(dòng)等。
結(jié)論：運(yùn)動(dòng)情況很復(fù)雜，所以要研究物體運(yùn)動(dòng)需要忽略一些無(wú)關(guān)緊要的屬性。教師再對(duì)例子分析：研究雄鷹整體的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)可忽略形狀大小。
檢驗(yàn)：足球的運(yùn)動(dòng)等。
2.演繹推理培養(yǎng)的教學(xué)策略
理論步驟：(1)分析事實(shí);(2)選擇理論;(3)推理。
教學(xué)策略：采用“如果——那么”
【實(shí)例一】
設(shè)某物體的質(zhì)量為m，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F作用下發(fā)生了一段位移l，速度由v1增加到v2，如圖所示：
根據(jù)牛頓第二定律F=ma，而v2-v12=2al，把F、l的表達(dá)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(dòng)能，上式即為動(dòng)能定理。
教材用到的是演繹推理法。在教學(xué)中采用“如果—那么”的策略，可以這樣做：(1)分析事實(shí)：物體在力的作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)，分析已知與未知條件;(2)策略實(shí)施：如果物體在F作用下發(fā)生了運(yùn)動(dòng)，那么力F就對(duì)物體做了功;如果前進(jìn)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(yùn)動(dòng)，則可以代入功的公式進(jìn)行計(jì)算。
【實(shí)例二】
演繹推理在物理試題分析中也經(jīng)常要用到。
如圖所示，相距l(xiāng)平行放置的光滑導(dǎo)電軌道，與水平面傾角為α軌道間有電阻R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根質(zhì)量為m、電阻為R/4的金屬桿ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)電軌道下滑。設(shè)下滑中ab桿始終與軌道保持垂直，且接觸良好，導(dǎo)電軌道有足夠的長(zhǎng)度，且電阻不計(jì)，求ab桿沿軌道下滑可達(dá)到的最終速度。
教學(xué)策略如下：
(1)理清事實(shí)：金屬桿下滑發(fā)生運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感線，有感應(yīng)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(shí)間內(nèi)，速度小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律則感應(yīng)電流較小;如果感應(yīng)電流較小，安培力就會(huì)較小;如果安培力小，那么合力就沿斜面向下，則速度就會(huì)越來(lái)越大;如果速度越來(lái)越大，那么據(jù)前面的分析，安培力就會(huì)越來(lái)越大，合力就會(huì)越來(lái)越小，那么速度增加得就比較慢;如果速度達(dá)到一定時(shí)，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(huì)變化，之后物體就做勻速運(yùn)動(dòng)。
這一過(guò)程可以分為很多次“如果……那么……”的應(yīng)用。學(xué)生每一次的分析都要有嚴(yán)格的邏輯過(guò)程和理論依據(jù)。如果分析錯(cuò)誤，只需要去分析每一個(gè)單元的推理是否嚴(yán)密就可以了。
3.類比推理培養(yǎng)的教學(xué)策略
理論步驟：分析事物—聯(lián)想已知—解決
教學(xué)策略：“如果……則像……”
例如，在教學(xué)電場(chǎng)強(qiáng)度定義時(shí)，教材先給出事實(shí)，試探電荷會(huì)在電場(chǎng)中受力，而且在同一地點(diǎn)受力大小和帶電量的比值是不變的。那怎樣描述電場(chǎng)強(qiáng)度?
學(xué)生在思考時(shí)，教師出示密度的定義及公式。
思考的策略是：在場(chǎng)確定的情況下，電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷電荷量或受力無(wú)關(guān)，只與位置有關(guān)，則很像密度的定義方法。如果可以的話，怎樣定義?
學(xué)生在思考策略上逐步推進(jìn)：密度是怎樣定義的?密度與質(zhì)量、體積有無(wú)關(guān)系?如果電場(chǎng)強(qiáng)度定義采用這樣的方法，分子上應(yīng)該是力還是電荷量等等。
以上三種教學(xué)策略能較好地提升學(xué)生的推理能力，采用具體的模式讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中將以前模糊的推理策略提取出來(lái)，從而應(yīng)用在具體的問(wèn)題中。每一步教學(xué)完成后，教師都要和學(xué)生一起分析并總結(jié)思考的策略，也就是鞏固這三種邏輯思維方法。
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