對(duì)物理教學(xué)中邏輯推理活動(dòng)的探討

趙利

摘 要 目前高考改革下許多學(xué)生不選考物理，畏懼物理。在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，選學(xué)物理的學(xué)生對(duì)教材中邏輯過(guò)程的理解往往只停留在物理現(xiàn)象的表面，不能理解本質(zhì)，套用教師總結(jié)的規(guī)律性結(jié)論，甚至出現(xiàn)死記公式和定律等現(xiàn)象。教師只重視理論傳授，忽略了學(xué)生對(duì)問(wèn)題的思考過(guò)程。這些現(xiàn)象的存在，使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解產(chǎn)生了極大的阻礙。而將抽象的邏輯推理與學(xué)生的實(shí)踐相結(jié)合，把復(fù)雜的邏輯活動(dòng)類(lèi)比為學(xué)生所熟悉的知識(shí)，可使學(xué)生更易理解。關(guān)鍵詞 抽象；類(lèi)比；有效性中圖分類(lèi)號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2018）10-0225-01 高中生畏懼物理主要是由于物理學(xué)科過(guò)于抽象化，學(xué)生的思維意識(shí)很難想像和理解這些知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到了諸多難題。因此，針對(duì)這種問(wèn)題的解決方法，教師可以將抽象的物理知識(shí)與生活結(jié)合，實(shí)現(xiàn)抽象知識(shí)的具體化。一、教材中“太陽(yáng)與行星間的引力”費(fèi)曼將萬(wàn)有引力定律稱(chēng)為“人類(lèi)心智做出的最深遠(yuǎn)的推廣之一”，其原因是牛頓僅僅憑借著自己的邏輯思考，就得出隱藏在宇宙深處簡(jiǎn)潔優(yōu)美的原理。牛頓本人也十分重視邏輯的力量，他雖然在《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》中以定律的形式直接給出了力學(xué)三定律，但沒(méi)有同樣直接地給出萬(wàn)有引力定律，因?yàn)樗J(rèn)為萬(wàn)有引力的大小、方向等規(guī)律必須是邏輯推導(dǎo)的結(jié)果而不是直接引入的。為了讓中學(xué)生體會(huì)邏輯推理的力量，人教版高中《物理》必修2第六章的前三節(jié)內(nèi)容，就是按照邏輯順序呈現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的科學(xué)過(guò)程。其中第二節(jié)講述了太陽(yáng)與行星之間是相互吸引的，以及引力的大小。這節(jié)課的一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)是能使學(xué)生形成、體會(huì)聯(lián)系已有知識(shí)和結(jié)果的推理邏輯，但由于本節(jié)內(nèi)容在推導(dǎo)引力正比于太陽(yáng)質(zhì)量這一環(huán)節(jié)上存在些許邏輯上的不完善，以致學(xué)生在推理過(guò)程中產(chǎn)生困惑。教材的邏輯順序大致分為三個(gè)步驟：（1）由向心力和開(kāi)普勒第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)對(duì)行星的引力F與行星的質(zhì)量m成正比，與兩者距離r的平方成反比；（2）教材作如下說(shuō)明：“太陽(yáng)對(duì)行星的引力，行星是受力星體，因而可以說(shuō)，上述引力是與受力行星的質(zhì)量成正比的”；接著教材這樣推理：“根據(jù)牛頓第三定律。就行星對(duì)太陽(yáng)的引力F′來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)是受力星體。因此F′的大小應(yīng)該與太陽(yáng)的質(zhì)量M成正比，與行星、太陽(yáng)的距離的平方成反比；（3）總結(jié)得出：由于 ，而F=F′，所以說(shuō)，太陽(yáng)與行星間的引力 。仔細(xì)體會(huì)教材的推理過(guò)程，存在一個(gè)很明顯的邏輯缺陷：根據(jù)牛頓第三定律，只能說(shuō)明太陽(yáng)與行星之間的相互作用力相等，但不能由 簡(jiǎn)單地結(jié)合一個(gè)“受力星體”的概念令人信服地推導(dǎo)出 。在教材的邏輯基礎(chǔ)上稍作調(diào)整如下：（1）由向心力和開(kāi)普勒第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)對(duì)行星的引力F與行星質(zhì)量m成正比，與兩者距離r的平方成反比 ；（2）根據(jù)牛頓第三定律。行星對(duì)太陽(yáng)的引力F=F′，所以F′與行星自身的質(zhì)量m也成正比，與兩者之間距離r平方成反比 ；（3）類(lèi)比行星對(duì)太陽(yáng)的引力F′和太陽(yáng)對(duì)行星的引力F應(yīng)遵循相同的規(guī)律，則太陽(yáng)對(duì)行星的引力F，也兩者距離r平方成反比，與太陽(yáng)自身的質(zhì)量M成正比 ；（4）綜上，太陽(yáng)與行星之間的引力大小都與太陽(yáng)的質(zhì)量M、行星的質(zhì)量m成正比，都與兩者距離r的平方成反比，即 。這種邏輯思路和教材主要的區(qū)別是：教材是從行星對(duì)太陽(yáng)的引力F′來(lái)說(shuō)明引力是與太陽(yáng)的質(zhì)量M成正比的，而完善對(duì)策是從太陽(yáng)對(duì)行星的引力F來(lái)說(shuō)明引力是與太陽(yáng)的質(zhì)量M成正比的。教學(xué)實(shí)踐證明，后一種邏輯思路更容易被學(xué)生理解和接受。二、在課堂中設(shè)置生動(dòng)的生活情景作為中學(xué)物理教師，應(yīng)當(dāng)從日常生活中發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)的源頭，找到與學(xué)生相貼近、適合學(xué)生學(xué)習(xí)的物理實(shí)例，這樣更容易讓學(xué)生理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)發(fā)現(xiàn)老師運(yùn)用的是自己在日常生活中體驗(yàn)過(guò)的，很容易就能找到其中的規(guī)律，并且能夠很快發(fā)掘出知識(shí)的真諦。例如，在物體下落的快慢與質(zhì)量關(guān)系的探討中，教師可以先向?qū)W生創(chuàng)造一個(gè)教學(xué)情境，播放這兩塊石頭的視頻，讓學(xué)生從中體會(huì)邏輯過(guò)程，并說(shuō)出來(lái)。三、在生活中強(qiáng)化物理邏輯能力訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)物理理論知識(shí)的主要作用是為了能將其與實(shí)踐結(jié)合，并可以解決生活中與物理知識(shí)相關(guān)的問(wèn)題。例如，在校內(nèi)教師可以組織學(xué)生進(jìn)行物理科普知識(shí)辯論會(huì)，參加的學(xué)生需要大量收集與物理課程有關(guān)的知識(shí)，并且運(yùn)用到實(shí)踐中。搜集資料不僅能使學(xué)生豐富物理課程的知識(shí)面。而且在面對(duì)同一個(gè)問(wèn)題時(shí)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)其他同學(xué)的不同想法，從而使學(xué)生的思維方式得到了拓寬，邏輯推理能力得到鍛煉。更主要的是學(xué)生在參與辯論會(huì)的整個(gè)過(guò)程中都是自己思考，自己準(zhǔn)備，整個(gè)過(guò)程使學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力得到了提高。另外，教師還可以將所授課程與課后實(shí)踐相結(jié)合。例如，在學(xué)習(xí)完恒定電流后，可以給學(xué)生布置與實(shí)踐相關(guān)的作業(yè)，讓學(xué)生課下動(dòng)手操作。讓學(xué)生在自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)用已學(xué)知識(shí)通過(guò)自己的思考，合理推理來(lái)解決問(wèn)題。這樣不僅能讓學(xué)生更加明確電路的原理，充分激發(fā)自主學(xué)習(xí)的能力，而且在制作過(guò)程中提高了自身的動(dòng)手動(dòng)腦能力，使學(xué)生的邏輯能力得到了增強(qiáng)。雖然教材是教師進(jìn)行教學(xué)的重要依據(jù)，但教師不能簡(jiǎn)單地、照本宣科地使用教材，而應(yīng)鉆研教材，勤于思考，對(duì)教材進(jìn)行再加工，并在這樣的工作中獲得樂(lè)趣。另外，教師應(yīng)該閱讀一些物理典籍，從中汲取營(yíng)養(yǎng)從而提高教學(xué)水平。參考文獻(xiàn)：[1][美]R.P.費(fèi)曼，秦克誠(chéng)譯.費(fèi)曼講物理入門(mén)[M].長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2004.