谈高中物理教学中学生逻辑思维能力的培养[文档资料]

谈高中物理教学中学生逻辑思维能力的培养 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 思维是世界上最美丽的花朵！高中物理以逻辑性强著称，因而可以有效地培养学生的逻辑思维能力 .根据一般理解，逻辑思维能力是学习者在物理学习中进行分析与综合、归纳与演绎、概括、判断、以及问题解决的能力 .高中物理知识相对于学生在初中物理知识而言，知识更为系统，前后关系更为紧密，但这种关系又是复杂的，有时还是隐性的，因此学生在理解时会出现不少的困难，这也是学生普遍感觉高中物理难学的重 要原因 .而化解物理难学的重要思路，就在于培养学生的逻辑思维能力 . 根据我们对多届学生的分析，我们发现学生在进入高一时，物理学习是比较困难的，究其原因是因为此时的物理学习与初中时相比，无论是在知识上，还是在思维方法上均有较大的区别，因此学生需要一个适应的过程 .而此后学生一般会有三种发展可能：一是物理彻底差下去，原因是物理学习始终不得其道；二是不温不火，原因是复杂的物理知识与一般的学习能力之间形成了一种平衡；三是物理成绩好了起来，原因是物理思维能力契合了物理知识的学习 .对于第三种可能而言，逻辑思维能 力的作用功不可没 .掘作即以 “ 动能定理 ” 为例，谈谈逻辑思维能力的培养 . 1 动能定理知识中的逻辑关系梳理 动能定理上承动能概念以及动力学的相关知识，其中动力学知识 (以牛顿第二运动定律为主 )构成了逻辑推理的重要基础；而动能及能量概念在初中已有涉猎，但不涉核心，在高中阶段建立的动能概念尤其是能量概念，其已经与 “ 功是能量转化的量度 ” 衔接在了一起，使得在知识体系上第一次明确地将功与能联系在了一起 .动能定理则是建立在这一联系之上，将学生对功与能的关系拓展到一个新的高度，使得物体所受的合外力所做的功，与 物体的动能变化联系在了一起 .同时我们也应当发现，在此前研究得出的功与速度变化的关系，也为动能定理的得出打下了坚实的基础，而推理动能定理所需要的数学知识在学生的数学学习中已经成型，因此可以充当逻辑思维的重要工具 . 但同时我们应当注意到，这些关系又不是显性的，换句话说不是学生一眼所能看出来的，而推理动能定理所需要的逻辑推理能力也不是自然出现的，因此在动能定理出现的过程中还需要教师的指导与指引，而指引的重要方式就是问题的设计与适时提出 . 2 动能定理教学中的逻辑能力培养 在动能定理的形 成过程中，我们有这样两个关系需要明确培养 . 一是情境创设中的逻辑关系 .无论具体的情境如何，其总离不开让学生思考动能与影响因素的关系，比如说有老师设计扔出篮球与铅球让学生去接，通过让学生比较接球的感受来判断影响动能大小的因素 .在这一过程中，逻辑关系存在于接球感受 (实质上是动能的大小 )与影响因素之间， Ek 与W 之间是什么关系成为下一步探究的主题 . 二是探究中的逻辑关系 .这是逻辑思维能力培养的核心，其中包括两个主要需要探究的问题：第一个问题是动能及其变化如何定量描述？第二个问题是动能的变化与物 体受到的力的做功之间是什么定量关系？对于这两个问题的解决，我们可以引导学生进行如下的推理：其一，对于一个质量一定的物体，其动能的变化决定于哪个物理量的变化 (答案：速度 )？其二，速度的变化用哪个物理量来衡量 (答案：加速度 )？其三，对于一个质量一定的物体，其加速度决定于什么 (答案：合外力 )？当顺利解决了这三个问题之后，我们就可以乘热打铁：合外力正是与功相关的一个物理量！ 如果注意分析，我们发现这是一个严密的逻辑推理过程！ 如果说刚才进行的是从定性角度进行的逻辑推理的话，那更为精确的从定量角度进行的逻 辑推进可以顺势进行： 根据牛顿第二运动定律 F 合 =ma，又因为对于匀加速直线运动，有 v2t-v20=2as，变形后可得 a=v2t-v202s，代入牛顿第二运动定律表达式，即可得 F 合 =m(v2t-v202s)，将右边分母上的 s 移至左边即可得 F 合 s=m(v2t-v202)，此时继续引导学生去研究等号左边的 F 合 s，即可发现其即为 “ 功 ” ，那是什么力做的功呢？由下标可知为合外力做的功！ 此时遇到的问题在于学生对等号右边认识，首先要将其变形成 12mv2t-12mv20，这样有助于学生认识到这是相同形式 但不同状态的两个物理量的差！那这是什么物理量呢？一般情况下学生并不能直接反应出来，即使说出动能概念的，也往往说不清理由 .这个时候仍然需要教师引导学生进行推理：等号的左边是功，那右边就应当是功或者能 (因为功是能量转化的量度 )，从形式上来看显然不是功，那只可能是能！又可以发现其中每一个因式都与质量和速度有关，因此此能应当是动能！也因此，合外力做功与动能变化的关系就浮出出来！ 3 教学反思 一般教学中，上述推理都是有的，但往往是教师主导下的推理 .而在笔者的教学中，努力将这一过程交给学生，以让学生 在推理的过程中形成更加的逻辑推理能力 .在上述推理过程中，除了上面提及的三个问题必须由学生回答之外，由牛顿第二运动定律结合运动学的关系式进行推理的过程也应当交给学生 .根据我们的经验，学生在此过程中可能会遇到这样一些困难：一是只由牛顿第二运动定律看不出其可以与探究动能定理产生关系；二是在推理的过程中想不到得出 Fs这一因式，其原因在于思维中寻找功的意识不强；三是在推理将近结束时想不到得出动能差的表达式，原因在于没有寻找形非神同的因式，说得通俗一点就是想不到向动能概念上靠！ 因此我们可以看出，逻辑推理能力 的培养一方面需要在逻辑推理的过程中锻炼，另一方面需要相应的意识和概念作为支撑 .从动能定理的推导来看，要想让学生形成较强的逻辑推理能力，关键有二：一是初步推理过程中的教师主导；二是让学生进行重复推理 这个重复是指在没有教师指导的情况下，凭着自己对推理过程的理解重新进行