物理教學(xué)邏輯思維培育策略

時間:2022-08-18 11:13:31

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物理教學(xué)邏輯思維培育策略

1.相關(guān)概念釋義

邏輯思維(Logicalthinking)是指人們在認(rèn)識過程中借助于概念、判斷、推理等思維形式能動地反映客觀現(xiàn)實(shí)的理性認(rèn)識過程,又稱理論思維。它是作為對認(rèn)識著的思維及其結(jié)構(gòu)以及起作用的規(guī)律的分析而產(chǎn)生和發(fā)展起來的。只有經(jīng)過邏輯思維,人們才能達(dá)到對具體對象本質(zhì)規(guī)定的把握,進(jìn)而認(rèn)識客觀世界。它是人的認(rèn)識的高級階段,即理性認(rèn)識階段。在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力對更高層次的物理學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。那么,在初中物理教學(xué)過程中如何培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力呢?筆者認(rèn)為可以在課堂物理知識教傳授、解答物理問題、參加物理實(shí)驗(yàn)等幾條途徑來實(shí)施。

2.在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的方法

2.1在物理知識授課中培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維教師在物理概念、原理、公式等授課過程中要著重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。課堂教學(xué)是目前傳授知識的主要方式與方法,課堂也是老師與學(xué)生接觸與溝通機(jī)會最多的地方,因此,在課堂教學(xué)中教師可以更為直接的培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。例如,教師在講解物理公式時所展現(xiàn)的推導(dǎo)過程就是一個培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的過程。已知?dú)W姆定律U=IR,其中U為電壓,I為電流,R為電阻。下面推導(dǎo)串聯(lián)電路的串聯(lián)公式。

例一:如圖,這是一個最簡單的串聯(lián)電路,我們假設(shè)電阻R1和R2的電流和電壓分別為I1、I2和U1、U2,而電路的總電阻為R,總電流為I,總電壓為U。這里有一個條件是不計(jì)電源內(nèi)阻?,F(xiàn)在開始推導(dǎo):由串聯(lián)電路的特點(diǎn)我們可以得到U=U1+U2(1)I=I1+I2(2)由歐姆定律可以得到U=IR,U1=I1R1,U2=I2R2,將這三個式子帶入(1)試可以得到IR=I1R1+I2R2(3)由(2)和(3)式可以得到R=R1+R2最后我們得出一個結(jié)論:串聯(lián)電阻的總電阻等于串聯(lián)電路中各電阻之和。這就是串聯(lián)電路的物理規(guī)律。在推導(dǎo)串聯(lián)電路的物理規(guī)律的過程中,我們先給出推導(dǎo)的先決條件,即物理環(huán)境;然后,根據(jù)我們已學(xué)到的物理知識(歐姆定律),將推導(dǎo)所需要的公式一一列出;最后,根據(jù)所列出的公式的內(nèi)部聯(lián)系,推導(dǎo)出結(jié)論。這個過程雖然簡單,但我們不難想象,當(dāng)教師在講臺之上為學(xué)生們展示這個推導(dǎo)過程時,學(xué)生必須緊跟教師的思維步伐,即學(xué)習(xí)教師的邏輯思維線路,切忌沒有根據(jù)的憑空推導(dǎo)。試想,如果學(xué)生能夠獨(dú)立完成這一推導(dǎo)過程,那么學(xué)生也就鍛煉了邏輯思維能力。2.2在解答物理問題時培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力在所有的初中物理問題中,力學(xué)題目的解答最能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。解答力學(xué)題目,注重思維過程,必須對整個物理過程有清楚的認(rèn)識。將力學(xué)題目的解答過程分為四個步驟:獲取信息,思維啟動,思維邏輯,思維深化。當(dāng)學(xué)生思維啟動后,就需將物理過程向物體的狀態(tài)轉(zhuǎn)化。在力學(xué)范疇內(nèi)物體的運(yùn)動狀態(tài)有平衡狀態(tài)(靜止、勻速直線運(yùn)動、勻速轉(zhuǎn)動)和非平衡狀態(tài)。物體處于何種狀態(tài)由所受的合力和合力矩決定。學(xué)生必須對物理過程和物體所處狀態(tài)有清楚的了解,減少了解題的盲目性。下面將舉一個力學(xué)類題目的例子來說明邏輯思維的在解此類題目的重要性。

例二:粗糙的地面上靜止有一質(zhì)量為m的鐵塊,它在牽引力F=mg的作用下向前做直線運(yùn)動。t秒后撤去牽引力F,此時,給它加上與F反向大小相等的力,求當(dāng)速度再次為零時,鐵塊離起始點(diǎn)的距離。已知鐵塊受到的摩擦系數(shù)的大小為u。解答:物理研究對象是鐵塊;物理過程:起始時刻鐵塊在力F的作用下向前做勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)過t秒后,鐵塊速度達(dá)到v,此為第一物理過程;此時力F反向,物體開始做勻減速直線運(yùn)動,直到速度v再次降為零,此為第二物理過程。提取對解題有用的信息有鐵塊的質(zhì)量m,F(xiàn)=mg,摩擦因數(shù)u,時間t。現(xiàn)在對第一個物理過程進(jìn)行受力分析,并畫出受力分析示意圖:在豎直方向上,因?yàn)榧铀俣萢為零,所以由牛頓第二定律有:mg-N=0(1)在水平方向上,由牛頓第二定律有:F-f=ma1(2)且f=uN(3)所以由勻加速直線運(yùn)動的距離公式和速度公式有:S1=1/2a1t2(4)v=a1t(5)將(1)(2)(3)式帶入(4)式得:S1=1/2(1-u)gt2將(1)(2)(3)式帶入(5)式得:v=(1-u)gt(6)對第二個物理過程進(jìn)行受力分析,并畫出受力分析示意圖:在豎直方向上,因?yàn)榧铀俣萢為零,所以由牛頓第二定律有:mg-N=0(1)在水平方向上,由牛頓第二定律有:-F-f=ma2(7)所以由勻減速直線運(yùn)動的速度公式和距離公式有:0=v+a2t''''(8)S2=vt''''+1/2a2t''''2(9)將(1)(3)(6)(7)(8)帶入(9)式得:S2=[(1-u)2/2(1+u)]gt2綜上:S=S1+S2=[(1-u)/(1+u)]gt2在上面的解答過程中,充分體現(xiàn)了解題的邏輯思維線條,先根據(jù)題干分析物理研究對象和物理過程,然后再將其抽象思維化,轉(zhuǎn)化為清晰的物理圖景,運(yùn)用所學(xué)物理知識進(jìn)行解答。這個過程就充分體現(xiàn)了力學(xué)問題解答過程的邏輯思維性。

2.3學(xué)生在做物理實(shí)驗(yàn)時培養(yǎng)自己的邏輯思維能力物理實(shí)驗(yàn)探究中必須的邏輯關(guān)系有科學(xué)歸納推理、類比推理和科學(xué)假說??茖W(xué)歸納推理是根據(jù)某部分物理現(xiàn)象,分析此情況的本質(zhì)原因,從而得出關(guān)于這類物理現(xiàn)象的一般性結(jié)論的歸納推理。它是以個別性知識(或現(xiàn)象)為前提推出一般性的結(jié)論。注意其結(jié)論具有或然性特點(diǎn)。如研究“楞次定律”所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),利用條形磁鐵相對線圈運(yùn)動的情景而歸納出楞次定律的普遍規(guī)律。類比推理是指由一種物理現(xiàn)象聯(lián)想到另一種物理現(xiàn)象,并對兩種現(xiàn)象進(jìn)行比較,根據(jù)二者某些屬性相同或相似而推出它們在其它方面也可能相同或相似。類比推理的根據(jù)有:形的相似、物理過程相似、本質(zhì)屬性相似、因果關(guān)系相似、效果相同等。綜上所述,在初中物理教育教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力是可行的,效果是顯著的,尤其對學(xué)生未來的物理學(xué)習(xí)有著不可磨滅的作用。