談高中物理教學中學生邏輯思維能力的培養 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學生的邏輯思維能力 .根據一般理解，邏輯思維能力是學習者在物理學習中進行分析與綜合、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生在初中物理知識而言，知識更為系統，前后關系更為緊密，但這種關系又是復雜的，有時還是隱性的，因此學生在理解時會出現不少的困難，這也是學生普遍感覺高中物理難學的重 要原因 .而化解物理難學的重要思路，就在于培養學生的邏輯思維能力 . 根據我們對多屆學生的分析，我們發現學生在進入高一時，物理學習是比較困難的，究其原因是因為此時的物理學習與初中時相比，無論是在知識上，還是在思維方法上均有較大的區別，因此學生需要一個適應的過程 .而此后學生一般會有三種發展可能：一是物理徹底差下去，原因是物理學習始終不得其道；二是不溫不火，原因是復雜的物理知識與一般的學習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習 .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，談談邏輯思維能力的培養 . 1 動能定理知識中的邏輯關系梳理 動能定理上承動能概念以及動力學的相關知識，其中動力學知識 (以牛頓第二運動定律為主 )構成了邏輯推理的重要基礎；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，其已經與 “ 功是能量轉化的量度 ” 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系在了一起 .動能定理則是建立在這一聯系之上，將學生對功與能的關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 物體的動能變化聯系在了一起 .同時我們也應當發現，在此前研究得出的功與速度變化的關系，也為動能定理的得出打下了堅實的基礎，而推理動能定理所需要的數學知識在學生的數學學習中已經成型，因此可以充當邏輯思維的重要工具 . 但同時我們應當注意到，這些關系又不是顯性的，換句話說不是學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的，因此在動能定理出現的過程中還需要教師的指導與指引，而指引的重要方式就是問題的設計與適時提出 . 2 動能定理教學中的邏輯能力培養 在動能定理的形 成過程中，我們有這樣兩個關系需要明確培養 . 一是情境創設中的邏輯關系 .無論具體的情境如何，其總離不開讓學生思考動能與影響因素的關系，比如說有老師設計扔出籃球與鉛球讓學生去接，通過讓學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，邏輯關系存在于接球感受 (實質上是動能的大小 )與影響因素之間， Ek 與W 之間是什么關系成為下一步探究的主題 . 二是探究中的邏輯關系 .這是邏輯思維能力培養的核心，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系？對于這兩個問題的解決，我們可以引導學生進行如下的推理：其一，對于一個質量一定的物體，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，對于一個質量一定的物體，其加速度決定于什么 (答案：合外力 )？當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的一個物理量！ 如果注意分析，我們發現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)，此時繼續引導學生去研究等號左邊的 F 合 s，即可發現其即為 “ 功 ” ，那是什么力做的功呢？由下標可知為合外力做的功！ 此時遇到的問題在于學生對等號右邊認識，首先要將其變形成 12mv2t-12mv20，這樣有助于學生認識到這是相同形式 但不同狀態的兩個物理量的差！那這是什么物理量呢？一般情況下學生并不能直接反應出來，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學生進行推理：等號的左邊是功，那右邊就應當是功或者能 (因為功是能量轉化的量度 )，從形式上來看顯然不是功，那只可能是能！又可以發現其中每一個因式都與質量和速度有關，因此此能應當是動能！也因此，合外力做功與動能變化的關系就浮出出來！ 3 教學反思 一般教學中，上述推理都是有的，但往往是教師主導下的推理 .而在筆者的教學中，努力將這一過程交給學生，以讓學生 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生回答之外，由牛頓第二運動定律結合運動學的關系式進行推理的過程也應當交給學生 .根據我們的經驗，學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生關系；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 的培養一方面需要在邏輯推理的過程中鍛煉，另一方面需要相應的意識和概念作為支撐 .從動能定理的推導來看，要想讓學生形成較強的邏輯推理能力，關鍵有二：一是初步推理過程中的教師主導；二是讓學生進行重復推理 這個重復是指在沒有教師指導的情況下，憑著自己對推理過程的理解重新進行