寧啟儀

［摘 要］初中物理教學(xué)要注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行演繹推理、歸納推理、類比推理，以實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的建構(gòu)，進(jìn)而有效提升學(xué)生的思維質(zhì)量，優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，完善學(xué)生的思維樣態(tài)。引導(dǎo)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)推理，對(duì)于學(xué)生的物理認(rèn)知和思維發(fā)展具有十分深遠(yuǎn)的意義和價(jià)值。

［關(guān)鍵詞］初中物理；科學(xué)推理；思維

［中圖分類號(hào)］? ? G633.7? ? ? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2024）12-0008-03

初中物理是一門兼具演繹性、歸納性、類比性的學(xué)科。實(shí)施初中物理教學(xué)，不僅要引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，更要引導(dǎo)學(xué)生推理。初中物理教師要具備引導(dǎo)學(xué)生推理的意識(shí)和能力。推理，簡(jiǎn)單地說就是從已知到未知的一個(gè)探究過程。它需要強(qiáng)而有力的證據(jù)以及科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C。為了了解學(xué)生的推理思維，把握學(xué)生的推理方向、推理過程，教師有必要將學(xué)生的推理思維可視化，以便引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)推理。在物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生常用的推理有演繹推理、歸納推理、類比推理等。通過引導(dǎo)學(xué)生推理，提升學(xué)生的思維能力和認(rèn)知能力，讓學(xué)生的物理認(rèn)知和思維從低階走向高階、從膚淺走向深刻、從被動(dòng)走向主動(dòng)。實(shí)踐證明，科學(xué)推理能完善學(xué)生的思維方法和知識(shí)體系。

一、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行演繹推理，提升學(xué)生的思維質(zhì)量

物理學(xué)科中有許多概念、公式等。這些概念、公式是從物理現(xiàn)象、規(guī)律等抽象而來的，具有極高的抽象性。在引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)物理概念的時(shí)候，教師要從學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，激活學(xué)生的已有知識(shí)，并引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)、概念進(jìn)行演繹推理。演繹推理具有一種內(nèi)在的邏輯性、嚴(yán)密性，有助于學(xué)生將物理新概念與原有概念等結(jié)合起來，進(jìn)而建構(gòu)物理概念和知識(shí)體系。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行演繹推理，能有效發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)思維，促進(jìn)學(xué)生的物理學(xué)認(rèn)知，提升學(xué)生的物理素養(yǎng)。

比如，教學(xué)蘇科版教材九年級(jí)下冊(cè)的“電能表與電功”這一部分內(nèi)容時(shí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生利用電源、開關(guān)、燈泡、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線等相關(guān)的實(shí)驗(yàn)材料搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的電路。在學(xué)生移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的過程中，讓學(xué)生觀察燈泡的亮度，并引導(dǎo)學(xué)生猜想：影響電功大小的因素有哪些？這時(shí)學(xué)生自然會(huì)從電流、電壓等相關(guān)要素方面來回答。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)串聯(lián)、并聯(lián)電路實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生探究電功與電壓的關(guān)系、電功與電流的關(guān)系等。在學(xué)生建構(gòu)出電功的公式[W=UIt]之后，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)純電阻電路中的歐姆定律[U=IR]，并通過演繹推理，自主建構(gòu)出純電阻電路中用電器做功的另外兩個(gè)公式。在這個(gè)過程中，筆者不僅引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)公式，還引導(dǎo)學(xué)生思考公式應(yīng)用的前提、條件，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電功公式是一個(gè)普遍適用的公式（定義式公式），而引入歐姆定律之后所演繹的電功新公式（導(dǎo)出公式）是一個(gè)有條件的公式，即純電阻電路的電功計(jì)算公式。有了這樣的一種演繹，學(xué)生在學(xué)習(xí)“電功率”等相關(guān)知識(shí)時(shí)，就能從定義式、推導(dǎo)式等方面進(jìn)行辨析。在物理教學(xué)中，通過引導(dǎo)學(xué)生比較、思考，進(jìn)行演繹推理，能讓學(xué)生洞察物理學(xué)科知識(shí)和概念之間的聯(lián)系、區(qū)別，深刻地認(rèn)識(shí)到物理概念、公式應(yīng)用的精妙、巧妙、奇妙。只有引導(dǎo)學(xué)生自主演繹公式的誕生過程，才能讓學(xué)生對(duì)物理概念、公式的理解更加深刻、更加到位。因此，對(duì)于初中物理概念、公式等的演繹推理，教師應(yīng)當(dāng)盡可能地創(chuàng)設(shè)條件、打造平臺(tái)、提供契機(jī)，讓學(xué)生展開自主推理、自行演繹，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到物理概念、公式等的本質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念、公式等的應(yīng)用。

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理概念、公式的演繹推理時(shí)，教師可以將相關(guān)的物理概念、公式等的結(jié)果隱藏起來，讓學(xué)生深入思考與探究，體驗(yàn)人類探索物理概念、公式的艱辛歷程。其中，教師尤其要引導(dǎo)學(xué)生將物理新知與舊知聯(lián)通起來，讓物理新知建構(gòu)于學(xué)生的物理舊知的基礎(chǔ)上。只有這樣，才能讓物理新知有效納入學(xué)生的已有認(rèn)知體系，與已有知識(shí)整合成一個(gè)新的知識(shí)體系。

二、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納推理，優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)

在初中物理教學(xué)中，教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行演繹推理，還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納推理。歸納推理包括完全歸納推理和不完全歸納推理。一般來說，完全歸納推理是以某類中每個(gè)對(duì)象都具有或不具有某一屬性為前提，從而推導(dǎo)出該類中的全部對(duì)象具有或不具有該屬性為結(jié)論的推理形式。它具有嚴(yán)格性、嚴(yán)密性、必然性、結(jié)構(gòu)性、完整性、體系性。而不完全歸納推理是通過某類中的部分對(duì)象具有或者不具有某一屬性，從而推導(dǎo)出該類的全部對(duì)象具有或不具有某一屬性的推理形式。顯然，不完全歸納推理具有或然性和局限性。在初中物理教學(xué)中，教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行完全歸納推理，還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行不完全歸納推理。通過引導(dǎo)、點(diǎn)撥學(xué)生進(jìn)行歸納推理，提升學(xué)生的推理能力，促進(jìn)學(xué)生驗(yàn)證能力的發(fā)展。

如果說演繹推理注重引導(dǎo)學(xué)生分析，那么歸納推理則注重引導(dǎo)學(xué)生概括、抽象、提煉。在初中物理教學(xué)中，教師既可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)聯(lián)的概念、公式進(jìn)行抽象、概括、歸納，也可以引導(dǎo)學(xué)生從物理實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行抽象、概括、歸納。而物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)行歸納推理的引子，為學(xué)生的歸納推理服務(wù)。為此，教師在教學(xué)中要精心設(shè)計(jì)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從物理實(shí)驗(yàn)中能抽象、概括、歸納出相關(guān)的概念、規(guī)律、公式等。比如，在教學(xué)蘇科版教材八年級(jí)上冊(cè)的“凸透鏡成像的規(guī)律”這一部分內(nèi)容時(shí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生分類進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)：一是將蠟燭（物）移至兩倍焦距之外；二是將蠟燭移至兩倍焦距處；三是將蠟燭移至一倍焦距到兩倍焦距之間；四是將蠟燭移至一倍焦距處；五是將蠟燭移至一倍焦距以內(nèi)。通過這樣幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察凸透鏡成像的規(guī)律并思考：是成倒立的像還是正立的像？是放大的像還是縮小的像？是實(shí)像還是虛像？在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生自主概括、歸納凸透鏡成像的規(guī)律：一倍焦距分虛實(shí)；兩倍焦距分大??；像的大小像距定；像兒跟著物體跑。這一凸透鏡成像規(guī)律，就是學(xué)生在進(jìn)行了關(guān)于物體在距離凸透鏡“一倍焦距以內(nèi)”“一倍焦距”“一倍焦距到兩倍焦距之間”“兩倍焦距”“兩倍焦距之外”的成像實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上概括、歸納的，是學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)智慧的結(jié)晶。在引導(dǎo)學(xué)生歸納出凸透鏡成像的規(guī)律之后，教師不妨讓學(xué)生自己設(shè)定物體到凸透鏡之間的距離，進(jìn)行自主性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，不完全歸納推理需要有效的舉例驗(yàn)證。同時(shí)，教師也可以引入“高斯成像公式”來引導(dǎo)學(xué)生思考。

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納推理，關(guān)鍵是要培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)密的思維。對(duì)于學(xué)生來說，歸納推理不僅僅是一種推理形式，更是提升自我邏輯思維的重要載體。在初中物理教學(xué)中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生大膽地猜想，并引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用相關(guān)的素材、資源對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證（證實(shí)或證偽）。同時(shí)，歸納推理也是一種思維方式、認(rèn)知方式、探究方式。因此，教師必須注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納推理，讓學(xué)生掌握歸納推理的一般形式、程序思路、方法，在物理學(xué)習(xí)過程中會(huì)歸納、善歸納、樂歸納，使其成為學(xué)生進(jìn)行物理思考、認(rèn)知的一個(gè)重要方式，提升學(xué)生的歸納推理能力，使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中能有效地應(yīng)用歸納推理。

三、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行類比推理，完善學(xué)生的思維樣態(tài)

類比推理是推理的一種重要形式、方式。相比較于演繹推理、歸納推理，類比推理更直觀、更形象、更具體。所謂類比推理，是一種“由此及彼”的推理。具體而言，就是根據(jù)兩個(gè)對(duì)象在某些方面具有相同、相似的屬性，推導(dǎo)出它們?cè)谄渌麑傩苑矫嬉蚕嗤ǖ囊粋€(gè)推理過程。類比推理也是一種或然性推理，但它不同于歸納推理，歸納推理是從特殊到一般的推理，而類比推理則是從特殊到特殊的推理。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行類比推理的過程中，教師要加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生觀察、比較。此外，類比推理可以分為完全類推和不完全類推。

在初中物理教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生選擇類比推理的視角，如性質(zhì)關(guān)系類比、結(jié)構(gòu)模型類比、概念引入類比、公式理解類比等。例如，在教學(xué)蘇科版教材九年級(jí)上冊(cè)中的“電壓”這一概念時(shí)，由于電壓是無(wú)形的，導(dǎo)致很多學(xué)生覺得這一概念比較抽象，在分析電路時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)“電壓”這一抽象概念的理解，筆者在教學(xué)中引入了“水壓”的概念，引導(dǎo)學(xué)生從水壓的本質(zhì)——水位差類比推導(dǎo)出電壓的本質(zhì)——電位差。有了這樣的一種類比，學(xué)生在分析電路的時(shí)候，對(duì)于“電壓”就會(huì)主動(dòng)借助“水壓”概念來理解。如在一個(gè)電路中，電流總是從電源的正極流向電源的負(fù)極，對(duì)此學(xué)生就會(huì)形象化地聯(lián)想到：在一個(gè)水路中，水總是從上游流向下游，而且水在流動(dòng)的過程中，總是會(huì)“抄近路”，迂回繞過有障礙的地方。由此，學(xué)生就自然而然地理解了電路中相關(guān)的用電器被短路的問題。又如，在串聯(lián)電路中，幾個(gè)用電器的電阻不同，分得的電壓就不同，電阻大的電壓相應(yīng)地大，電阻小的電壓也相應(yīng)地小。對(duì)于這樣的“串聯(lián)分壓”，有的學(xué)生會(huì)積極主動(dòng)地類比“水壓”，以此獲得深刻的理解。通過類比推理，學(xué)生能獲得對(duì)物理知識(shí)的深刻性、本質(zhì)性、關(guān)聯(lián)性的理解。在理解了物理相關(guān)知識(shí)之后，學(xué)生就能有效地應(yīng)用這些知識(shí)解決問題。其實(shí)，在物理學(xué)科的電路教學(xué)中，類比推理的應(yīng)用十分廣泛。如我們可以將水管類比導(dǎo)線，將閘門類比開關(guān)，將水輪機(jī)類比小燈泡，等等。如此，學(xué)生對(duì)電流、電壓等電學(xué)概念就會(huì)有更為直觀、鮮明、形象、具體的認(rèn)知。

類比推理在學(xué)生的物理學(xué)習(xí)中扮演著十分重要的角色。它可將抽象的知識(shí)形象化，將復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，將未知的問題已知化，能讓看似不相關(guān)的知識(shí)獲得某種溝通、某種契合。通過類比推理，能提升學(xué)生的物理分析能力、解決問題能力。作為教師，要充分發(fā)揮類比推理的多種育人功能，彰顯類比推理的多重育人價(jià)值，利用類比推理引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，建構(gòu)新概念。在物理學(xué)史上，有很多重要的、重大的物理學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)，都是物理學(xué)家類比推理的結(jié)果。如盧瑟福通過類比原子和太陽(yáng)系提出了一種原子結(jié)構(gòu)模型，即帶正電的原子核相當(dāng)于太陽(yáng)，而帶負(fù)電的電子就相當(dāng)于繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的行星；又如哈勃通過聲波和光波之間的類比提出了哈勃定律；等等。因此，在初中物理教學(xué)中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行類比推理，樂于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行類比推理，讓學(xué)生在物理學(xué)科學(xué)習(xí)中形成一種自覺的“類比意識(shí)”。只有引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行類比推理，才能催生學(xué)生的物理發(fā)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生的物理學(xué)知識(shí)建構(gòu)，促使學(xué)生進(jìn)行自主性的物理學(xué)知識(shí)創(chuàng)造。

綜上所述，初中物理教學(xué)要注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)推理。學(xué)生不僅需要掌握物理學(xué)知識(shí)，更需要形成物理學(xué)思維、物理學(xué)想象。借助于演繹推理、歸納推理以及類比推理，能有效地提升學(xué)生的思維質(zhì)量，優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，完善學(xué)生的思維樣態(tài)。發(fā)展學(xué)生的推理能力，不僅是物理學(xué)科教學(xué)的目標(biāo)與要求，同時(shí)也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要需求。俗話說：“授人以魚不如授人以漁?！敝挥凶寣W(xué)生在物理學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)推理、掌握方法、形成思維，才能有效助推學(xué)生物理學(xué)習(xí)力不斷、持續(xù)、和諧地發(fā)展。物理學(xué)科的學(xué)習(xí)不僅需要學(xué)生的理性思維，同樣也需要學(xué)生的感性思維、直覺思維、知性思維。引導(dǎo)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)推理，對(duì)于學(xué)生物理認(rèn)知、思維的發(fā)展，具有十分深遠(yuǎn)的意義和價(jià)值。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 郭玉英，張玉峰，姚建欣.物理學(xué)科能力及其表現(xiàn)研究［J］.教育學(xué)報(bào)，2016（4）：57-63.

［2］? 李寶銀.初中物理核心素養(yǎng)與關(guān)鍵能力的研究：對(duì)“實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)的建議［J］.湖南中學(xué)物理，2018（12）：47-49.

（責(zé)任編輯? ? 羅? ? 艷）