談高中物理教學(xué)中學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)[文檔資料]

談高中物理教學(xué)中學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 思維是世界上最美麗的花朵！高中物理以邏輯性強著稱，因而可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力 .根據(jù)一般理解，邏輯思維能力是學(xué)習(xí)者在物理學(xué)習(xí)中進行分析與綜合、歸納與演繹、概括、判斷、以及問題解決的能力 .高中物理知識相對于學(xué)生在初中物理知識而言，知識更為系統(tǒng)，前后關(guān)系更為緊密，但這種關(guān)系又是復(fù)雜的，有時還是隱性的，因此學(xué)生在理解時會出現(xiàn)不少的困難，這也是學(xué)生普遍感覺高中物理難學(xué)的重 要原因 .而化解物理難學(xué)的重要思路，就在于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力 . 根據(jù)我們對多屆學(xué)生的分析，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在進入高一時，物理學(xué)習(xí)是比較困難的，究其原因是因為此時的物理學(xué)習(xí)與初中時相比，無論是在知識上，還是在思維方法上均有較大的區(qū)別，因此學(xué)生需要一個適應(yīng)的過程 .而此后學(xué)生一般會有三種發(fā)展可能：一是物理徹底差下去，原因是物理學(xué)習(xí)始終不得其道；二是不溫不火，原因是復(fù)雜的物理知識與一般的學(xué)習(xí)能力之間形成了一種平衡；三是物理成績好了起來，原因是物理思維能力契合了物理知識的學(xué)習(xí) .對于第三種可能而言，邏輯思維能 力的作用功不可沒 .掘作即以 “ 動能定理 ” 為例，談?wù)勥壿嬎季S能力的培養(yǎng) . 1 動能定理知識中的邏輯關(guān)系梳理 動能定理上承動能概念以及動力學(xué)的相關(guān)知識，其中動力學(xué)知識 (以牛頓第二運動定律為主 )構(gòu)成了邏輯推理的重要基礎(chǔ)；而動能及能量概念在初中已有涉獵，但不涉核心，在高中階段建立的動能概念尤其是能量概念，其已經(jīng)與 “ 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 ” 銜接在了一起，使得在知識體系上第一次明確地將功與能聯(lián)系在了一起 .動能定理則是建立在這一聯(lián)系之上，將學(xué)生對功與能的關(guān)系拓展到一個新的高度，使得物體所受的合外力所做的功，與 物體的動能變化聯(lián)系在了一起 .同時我們也應(yīng)當(dāng)發(fā)現(xiàn)，在此前研究得出的功與速度變化的關(guān)系，也為動能定理的得出打下了堅實的基礎(chǔ)，而推理動能定理所需要的數(shù)學(xué)知識在學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中已經(jīng)成型，因此可以充當(dāng)邏輯思維的重要工具 . 但同時我們應(yīng)當(dāng)注意到，這些關(guān)系又不是顯性的，換句話說不是學(xué)生一眼所能看出來的，而推理動能定理所需要的邏輯推理能力也不是自然出現(xiàn)的，因此在動能定理出現(xiàn)的過程中還需要教師的指導(dǎo)與指引，而指引的重要方式就是問題的設(shè)計與適時提出 . 2 動能定理教學(xué)中的邏輯能力培養(yǎng) 在動能定理的形 成過程中，我們有這樣兩個關(guān)系需要明確培養(yǎng) . 一是情境創(chuàng)設(shè)中的邏輯關(guān)系 .無論具體的情境如何，其總離不開讓學(xué)生思考動能與影響因素的關(guān)系，比如說有老師設(shè)計扔出籃球與鉛球讓學(xué)生去接，通過讓學(xué)生比較接球的感受來判斷影響動能大小的因素 .在這一過程中，邏輯關(guān)系存在于接球感受 (實質(zhì)上是動能的大小 )與影響因素之間， Ek 與W 之間是什么關(guān)系成為下一步探究的主題 . 二是探究中的邏輯關(guān)系 .這是邏輯思維能力培養(yǎng)的核心，其中包括兩個主要需要探究的問題：第一個問題是動能及其變化如何定量描述？第二個問題是動能的變化與物 體受到的力的做功之間是什么定量關(guān)系？對于這兩個問題的解決，我們可以引導(dǎo)學(xué)生進行如下的推理：其一，對于一個質(zhì)量一定的物體，其動能的變化決定于哪個物理量的變化 (答案：速度 )？其二，速度的變化用哪個物理量來衡量 (答案：加速度 )？其三，對于一個質(zhì)量一定的物體，其加速度決定于什么 (答案：合外力 )？當(dāng)順利解決了這三個問題之后，我們就可以乘熱打鐵：合外力正是與功相關(guān)的一個物理量！ 如果注意分析，我們發(fā)現(xiàn)這是一個嚴密的邏輯推理過程！ 如果說剛才進行的是從定性角度進行的邏輯推理的話，那更為精確的從定量角度進行的邏 輯推進可以順勢進行： 根據(jù)牛頓第二運動定律 F 合 =ma，又因為對于勻加速直線運動，有 v2t-v20=2as，變形后可得 a=v2t-v202s，代入牛頓第二運動定律表達式，即可得 F 合 =m(v2t-v202s)，將右邊分母上的 s 移至左邊即可得 F 合 s=m(v2t-v202)，此時繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生去研究等號左邊的 F 合 s，即可發(fā)現(xiàn)其即為 “ 功 ” ，那是什么力做的功呢？由下標(biāo)可知為合外力做的功！ 此時遇到的問題在于學(xué)生對等號右邊認識，首先要將其變形成 12mv2t-12mv20，這樣有助于學(xué)生認識到這是相同形式 但不同狀態(tài)的兩個物理量的差！那這是什么物理量呢？一般情況下學(xué)生并不能直接反應(yīng)出來，即使說出動能概念的，也往往說不清理由 .這個時候仍然需要教師引導(dǎo)學(xué)生進行推理：等號的左邊是功，那右邊就應(yīng)當(dāng)是功或者能 (因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度 )，從形式上來看顯然不是功，那只可能是能！又可以發(fā)現(xiàn)其中每一個因式都與質(zhì)量和速度有關(guān)，因此此能應(yīng)當(dāng)是動能！也因此，合外力做功與動能變化的關(guān)系就浮出出來！ 3 教學(xué)反思 一般教學(xué)中，上述推理都是有的，但往往是教師主導(dǎo)下的推理 .而在筆者的教學(xué)中，努力將這一過程交給學(xué)生，以讓學(xué)生 在推理的過程中形成更加的邏輯推理能力 .在上述推理過程中，除了上面提及的三個問題必須由學(xué)生回答之外，由牛頓第二運動定律結(jié)合運動學(xué)的關(guān)系式進行推理的過程也應(yīng)當(dāng)交給學(xué)生 .根據(jù)我們的經(jīng)驗，學(xué)生在此過程中可能會遇到這樣一些困難：一是只由牛頓第二運動定律看不出其可以與探究動能定理產(chǎn)生關(guān)系；二是在推理的過程中想不到得出 Fs這一因式，其原因在于思維中尋找功的意識不強；三是在推理將近結(jié)束時想不到得出動能差的表達式，原因在于沒有尋找形非神同的因式，說得通俗一點就是想不到向動能概念上靠！ 因此我們可以看出，邏輯推理能力 的培養(yǎng)一方面需要在邏輯推理的過程中鍛煉，另一方面需要相應(yīng)的意識和概念作為支撐 .從動能定理的推導(dǎo)來看，要想讓學(xué)生形成較強的邏輯推理能力，關(guān)鍵有二：一是初步推理過程中的教師主導(dǎo)；二是讓學(xué)生進行重復(fù)推理 這個重復(fù)是指在沒有教師指導(dǎo)的情況下，憑著自己對推理過程的理解重新進行