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高中物理教学中学生推理能力培养策略的研究

发布日期:2015-03-10  来源:教育信息网  作者:jlszj  浏览次数:177

高中物理教学中学生推理能力培养策略的研究

文/高鹏涛

高中物理学习能够促进学生理性思维能力的成长,但目前教学对学生的思维能力培养常常是无意识的,导致很多学生推理过程常常出现偏差,“想当然”现象非常明显。本文在教学实践的基础上总结出了三种提高学生推理能力的教学策略,能帮助高中阶段学生在学习物理时有意识地提高自己的思维能力。

一、推理能力分类

1.归纳推理:指从个别性知识到一般性结论的过程。

2.演绎推理:指人们以一定的反映客观规律的理论为依据,从服从该认识的已知部分推知未知部分的思维方法。

3.类比推理:根据两个或同类对象有部分属性相同,从而推出他们的其他属性也相同的推理。

二、具体的教学策略

1.归纳推理培养的教学策略

理论步骤:(1)分析事物属性;(2)归纳一般结论;(3)检验。

教学策略:采用“例子—例子—结论—检验”。

例如,在教学质点概念时,教师给出的例子是:一只雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,应怎样准确地描述其身上各点的运动情况?

师生分析总结:无法准确描述,因为翅膀和身体的运动情况不相同。

教师:是不是只有这个例子无法准确描述?

学生举例:操场上滚动的足球、自行车的运动等。

结论:运动情况很复杂,所以要研究物体运动需要忽略一些无关紧要的属性。教师再对例子分析:研究雄鹰整体的运动轨迹时可忽略形状大小。

检验:足球的运动等。

2.演绎推理培养的教学策略

理论步骤:(1)分析事实;(2)选择理论;(3)推理。

教学策略:采用“如果——那么”

【实例一】

设某物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F作用下发生了一段位移l,速度由v1增加到v2,如图所示:

根据牛顿第二定律F=ma,而v2-v12=2al,把F、l的表达式代入W=Fl,可得F做的功是W=1/2mv22-1/2mv12,由此分析可得1/2mv2表示特定意义的物理量,即为动能,上式即为动能定理。

教材用到的是演绎推理法。在教学中采用“如果—那么”的策略,可以这样做:(1)分析事实:物体在力的作用下发生运动,分析已知与未知条件;(2)策略实施:如果物体在F作用下发生了运动,那么力F就对物体做了功;如果前进位移为l,力为F,那么功就是W=Fl;如果是恒力,那么物体做匀加速直线运动,则可以代入功的公式进行计算。

【实例二】

演绎推理在物理试题分析中也经常要用到。

如图所示,相距l平行放置的光滑导电轨道,与水平面倾角为α轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B方向竖直向上的匀强磁场中,一根质量为m、电阻为R/4的金属杆ab由静止开始沿导电轨道下滑。设下滑中ab杆始终与轨道保持垂直,且接触良好,导电轨道有足够的长度,且电阻不计,求ab杆沿轨道下滑可达到的最终速度。

  

教学策略如下:

(1)理清事实:金属杆下滑发生运动,导体切割磁感线,有感应电流;金属杆受安培力和重力的作用。

(2)采用“如果……那么……”策略分析:在最初时间内,速度小,根据法拉第电磁感应定律则感应电流较小;如果感应电流较小,安培力就会较小;如果安培力小,那么合力就沿斜面向下,则速度就会越来越大;如果速度越来越大,那么据前面的分析,安培力就会越来越大,合力就会越来越小,那么速度增加得就比较慢;如果速度达到一定时,安培力与重力的分力大小相等,那么合力就为零,速度就不会变化,之后物体就做匀速运动。

这一过程可以分为很多次“如果……那么……”的应用。学生每一次的分析都要有严格的逻辑过程和理论依据。如果分析错误,只需要去分析每一个单元的推理是否严密就可以了。

3.类比推理培养的教学策略

理论步骤:分析事物—联想已知—解决

教学策略:“如果……则像……”

例如,在教学电场强度定义时,教材先给出事实,试探电荷会在电场中受力,而且在同一地点受力大小和带电量的比值是不变的。那怎样描述电场强度?

学生在思考时,教师出示密度的定义及公式。

思考的策略是:在场确定的情况下,电场强度与试探电荷电荷量或受力无关,只与位置有关,则很像密度的定义方法。如果可以的话,怎样定义?

学生在思考策略上逐步推进:密度是怎样定义的?密度与质量、体积有无关系?如果电场强度定义采用这样的方法,分子上应该是力还是电荷量等等。

以上三种教学策略能较好地提升学生的推理能力,采用具体的模式让学生在学习中将以前模糊的推理策略提取出来,从而应用在具体的问题中。每一步教学完成后,教师都要和学生一起分析并总结思考的策略,也就是巩固这三种逻辑思维方法。

(作者单位 甘肃省兰州市第六十中学)

 
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