物理教學(xué)中兩種典型思維方式與思維導(dǎo)圖繪制

羅敏　李琳

摘 要： 本文介紹了物理教學(xué)中三種典型的思維方式與物理思維導(dǎo)圖的建構(gòu)過程。圖文結(jié)合的思維導(dǎo)圖教學(xué)可以進一步豐富學(xué)生的物理思維，使物理思維更具有靈活性﹑深刻性和創(chuàng)新性；物理思維完善能使物理學(xué)習(xí)進行得更順利更輕松，即學(xué)生在學(xué)習(xí)中更容易構(gòu)建思維導(dǎo)圖。學(xué)習(xí)物理是一個極富探索性的活動，它能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，能使學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神得到培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： 類比思維 歸納思維 多向思維 思維導(dǎo)圖

一、類比思維與物理思維導(dǎo)圖繪制

類比是從個別—個別，一般—一般的演繹推理方法，是以比較為基礎(chǔ)的一種科學(xué)認識，它通過兩個或兩類研究對象進行比較，找出他們之間的共同屬性（或規(guī)律或存在的自然事物），并將此作為根據(jù)，把其中對某一個（或某一類）對象的有關(guān)知識和結(jié)論推廣到另一個（或一類對象上），進而推論出他們的其他屬性（或規(guī)律或存在的自然事物）也可能相同或相似的結(jié)論。類比思維大致有兩種，一種是同一問題不同方面的對比，另一種是相似問題之間的對比。

類比思維在高中物理教學(xué)中是一種非常被教師推崇的思維方式，也常常被稱為舉一反三﹑觸類旁通等。康德說：“每當(dāng)理智缺乏可靠論證的思路時，類比這個方法往往能指引我們前進?！敝奈锢韺W(xué)家麥克斯韋認為：“一門科學(xué)的定律和另一門科學(xué)的定律存在部分相似，這使得每條定律對其他定律有所說明。”

類比思維滲透在整個物理學(xué)的發(fā)展過程中，因而高中物理教材中的類比比比皆是，教師不僅要充分利用教材中的類比思維，還要吸收科學(xué)家們曾經(jīng)用過的類比史料培養(yǎng)學(xué)生的類比思維能力，養(yǎng)成類比的思維習(xí)慣?？茖W(xué)史中有很多重大發(fā)現(xiàn)都歸于類比思想，它就像一個偉大的引路人指引著我們朝成功的方向前進。德國物理學(xué)家歐姆受到傅立葉熱流規(guī)律的啟示，通過以熱現(xiàn)象與電現(xiàn)象的類比中作出假設(shè)：導(dǎo)線中兩點之間電流的大小可能正比于這兩點間的某種驅(qū)動力，隨后歐姆通過實驗驗證了這個假設(shè)，從而得到了歐姆定律I=U/R。1766年氧的發(fā)現(xiàn)者普利斯特利受到牛頓研究萬有引力的啟示，他把電荷的作用與物質(zhì)引力的內(nèi)部的作用類比，猜測電荷的相互作用遵循距離的平方反比，完成這個實驗驗證的是庫侖，庫侖用電白實驗驗證前面的假設(shè)，得到了庫侖定律。

類比思維的應(yīng)用可以把陌生的模型和熟悉了解的模型進行對比學(xué)習(xí)，可以把未學(xué)的知識和頭腦中已有知識的進行類比，可以有效提高學(xué)習(xí)效率。類比思維方式被應(yīng)用到物理思維導(dǎo)圖專題的研究中，可以進行同類問題的橫向類比和縱向類比，這樣可以使學(xué)生更深刻地了解問題﹑歸納總結(jié)問題的解決方法。圖文相結(jié)合使學(xué)生更深刻了解和記憶問題出現(xiàn)的所有可能性，以此克服學(xué)生馬虎忽視一些情況的可能性。現(xiàn)在以傳送帶模型問題進行研究，橫向類比可以分為四種情況：同向水平傳送﹑逆向水平傳送﹑傾斜同向傳送﹑傾斜逆向傳送?？v向類比可以將傳送帶問題泛化到兩物體疊加問題。思維導(dǎo)圖可以使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識內(nèi)容，同時能輕松地對所學(xué)知識內(nèi)容進行遷移，在有限的時間內(nèi)使學(xué)生達到預(yù)期效果。

二、歸納思維與物理思維導(dǎo)圖的繪制

培根首次提出了歸納法在人們認識科學(xué)世界中占據(jù)不可取代的地位。歸納法是一種從個別事實中概括出一般概念﹑規(guī)律的思維方法，它是一種推理形式。人類認識過程中必須從因果關(guān)系，分析個別事物﹑現(xiàn)象出發(fā)，任何可靠的真理都必須以大量事實為依據(jù)。通過對多數(shù)事物的比較，就可能使單一的﹑個別的事物上升到普遍﹑一般，升華成結(jié)論﹑規(guī)律。

牛頓在一系列重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程中，正確應(yīng)用歸納法，取得了很多成果。如他從別人在不同緯度上測得的重量差異歸納出質(zhì)量的存在，從各個天體上存在重力性質(zhì)的差異歸納出有引力的存在。運動三大定律是在大量觀察和實驗的基礎(chǔ)上，通過歸納才得出的定量定律，如運動第二定律就是在水平面上和垂直落下的加速運動實驗之中，先歸納出外加力和重力分別與慣性質(zhì)量中速度和引力質(zhì)量乘重力加速度的比例關(guān)系，然后通過慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量等效，才歸納出運動第二定律。

歸納法是一種推理形式，運用歸納法進行推理時，可以分為三個基本步驟：

第一步搜集材料。普遍認為搜集的資料料越多﹑越廣泛，得出普遍結(jié)論可信度越高。

第二步整理材料。整理從觀察和實驗所得的材料，將材料歸類在適當(dāng)?shù)闹刃騼?nèi)。

第三步概括抽象。通過對材料加以處理對比﹑分析，透過事物表象，揭示事物內(nèi)在的本質(zhì)規(guī)律。

歸納法是人們了解物理﹑研究物理比較普遍的一種方法。我們可以將歸納法應(yīng)用于物理思維導(dǎo)圖專題中，可以從一般的問題中，找出本質(zhì)的東西，從而歸納出簡單便捷的解題方法，使得學(xué)習(xí)事半功倍。人們從感性認識上升到理性認識，從觀察實驗結(jié)果到得到科學(xué)理論，是一個能動的認知過程。當(dāng)感性材料達到一定程度時，思維能動地對這些材料進行分析綜合，歸納—演繹﹑類比推理，抽象—概括，等等，形成對客觀事物的一般的和概括性的認識。這樣恰好就是我們進行構(gòu)建思維導(dǎo)圖的全過程。現(xiàn)在以力和物體的平衡分析專題為例作簡單分析。

思維導(dǎo)圖改變了學(xué)生的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，促進學(xué)生主動實現(xiàn)所學(xué)知識體系的重構(gòu)﹑再生。物理思維方式巧妙應(yīng)用到物理思維導(dǎo)圖的繪制中，使建構(gòu)過程輕松﹑自然；思維導(dǎo)圖的繪制過程進一步豐富了物理思維，進而提高學(xué)生分析解決問題的能力。

類比思想和歸納思想是高中物理學(xué)習(xí)中兩個重要的思維方式，也是物理思維導(dǎo)圖建構(gòu)的思想基礎(chǔ)，思維導(dǎo)圖的建構(gòu)豐富了類比思想和歸納思想。通過類比思想﹑歸納思想應(yīng)用到物理思維導(dǎo)圖專題中，學(xué)生學(xué)習(xí)更加系統(tǒng)化﹑全面化，有效提高了學(xué)習(xí)效率。

參考文獻：

[1]朱龍祥.物理教學(xué)思維方.首都師范大學(xué)出版社，2000

[2]俞禮鈞全葆蘭紅霞著.現(xiàn)代中學(xué)物理教學(xué)概論.華中科技大學(xué)出版社，2001