物理習題教學中的邏輯思維訓練

經常有一些學生家長反映:孩子在初中物理學得很好，經常考八九十分，怎么到了高中以后，盡管很努力，但就是學不上去。我通過跟他們交談和溝通，結合他們孩子的學習特點，發現孩子在做物理習題時，思維方式還未完全轉變，還停留在初中階段的形象思維和經驗思維的層次上，不管是選擇題還是計算題，都憑經驗和感覺答題，而沒有經過嚴謹的分析和邏輯推理，導致習題的錯誤率很高，造成物理學得很苦，但分數卻很低的尷尬情形。下面我就談談對高中物理習題教學過程中的邏輯思維訓練的一些認識和做法。

一、幫助學生理清各章節知識點的邏輯關系與結構，構建學生的邏輯思維

人的思維結構和各門科學的知識、邏輯結構都是人們對客觀現實世界的反映，是緊密聯系的。正如杰羅姆·布魯納所說:“不論我們選教什么學科，務必使學生理解該學科的基本結構。”這也符合現代系統科學(控制論、信息論、系統論)的觀點。系統科學認為結構與功能是對立的統一。不掌握學科結構，就難以發揮該學科的功能。愛因斯坦強調指出:“科學力求理解感性知覺材料之間的關系，也就是用概念來建立一種邏輯結構，使這些關系作為邏輯結果而納入這樣的邏輯結構?！彼酝ㄟ^建立知識結構體系來幫助學生理清各章節和各知識點之間的邏輯關系，對學生的抽象邏輯思維的培養起著非常重要的作用。例題和習題的配制也符合這樣的邏輯關系。因此，高中物理教師要有意識地對學生多加指導和訓練，按照提高抽象邏輯思維能力的要求編寫例題和習題，并加以適當的配量，而不能利用所謂的“題海戰術”來提高成績。

二、注重解題過程中各個環節訓練，鞏固學生的邏輯思維

1.明確習題中的問題和條件

科學研究表明，我們研究問題的方法，是圍繞一個已知的中心結論，盡可能利用自己頭腦中已有的多組相關的條件，通過分析研究，有層次地探索應該已知的條件，達到異途同歸的目的的一種思維方法。

如圖1所示，兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導軌相連，勻強磁場與導軌平面垂直。一質量為m、有效電阻為R的導體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導體棒進入磁場后，流經電流表的電流逐漸減小，最終穩定為I。整個運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，且始終保持水平，不計導軌的電阻。求:(1)生求出磁感應強度B、Q，問:與磁感應強度B有關的規律有哪些?學生:E=BLv，F=BIL，等等。我又問:仔細審題，看看題目中給出了哪些條件，能滿足計算的要求嗎?學生:E、F都未知。我再問:根據題目中哪些條件可以求出E或F?通過層層提示，學生明確了習題中的問題，以及解決這個問題所需要的條件，哪些條件是直接給出的，哪些條件是間接給出的，哪些條件是需要利用已有信息進行簡單計算而得出的。這樣分析下來，就為進一步解決問題打下了基礎。

2.分析習題中的物理概念和規律

任何一門科學都是由基本概念、基本規律、基本方法等組成的。概念、規律、方法等是相互聯系的;不同的概念、規律、方法之間也是相互聯系的，從而形成了該門科學的知識和邏輯結構。每一道習題考查的知識和能力都對應一個或幾個概念規律的理解和應用。從上面的例題中可知，它想考查學生對電磁感應和安培力的綜合應用能力。老師應幫學生回憶對應的知識點:產生感應電動勢的幾種方式，感應電動勢大小的計算方法，感應電流方向的判斷方法，安培力的大小計算及方向的判斷，等等。

3.建立合理的物理模型和理想化過程

合理的物理模型和理想化過程是抽象思維的產物，是研究物理規律的一種行之有效的方法。比如研究物體的運動，首先要確定物體的位置。物體都具有大小形狀，運動的物體各點的位置變化一般是各不相同的，所以要詳細描述物體的位置及其變化并不容易。但在一定條件下，把物體抽象為質點，忽略物體的大小形狀，問題就簡單了。在學習物理知識的同時，關注處理較復雜的物理問題時采用的具體分析、合理簡化、科學抽象的方法，有利于邏輯思維能力的培養。對上題我們可以把研究對象當成質點，并引導學生將整個運動過程分成幾部分理想化的過程:先進行初速度為零的勻加速直線運動，進入磁場后做變加速直線運動，最后做勻速直線運動，而這幾個理想化的過程一經過大量訓練，學生很熟悉，規律的應用和問題的解決也就簡單多了。

4.根據各過程的規律建立方程組

計算，可解決這個習題中的所有問題。

三、變換習題中的條件和問題，提升學生的邏輯思維

許多物理習題是物理過程、規律和性質類似的問題，它們間只有不同程度的量的差異，而無質的區別。因此，只要我們選好典型題，通過有的放矢的精解和適當的點撥、拓寬，就可以使學生不僅掌握一類題目的解法，而且熟悉一般的解題方法，進而明確只要抓住問題的實質、關鍵，積累正確的解題經驗，通過改變習題中的條件和問題，反復訓練，就可以“以不變應萬變”，舉一反三、觸類旁通，從而活躍和發展學生的邏輯思維。比如在前面的例題中，將“導體棒進入磁場后，流經電流表的電流逐漸減小”改為“導體棒進入磁場后，流經電流表的電流保持I不變”，或“導體棒進入磁場后，流經電流表的電流逐漸變大，最終穩定，電流大小為I”，或加入“金屬桿與導軌的動摩擦因數為0.2”，等等，經過這樣的變換，雖然最后的結果不同，但它們遵循的規律仍然是不變的，從而達到舉一反三的目的，提升學生的邏輯思維。

總之，在物理習題教學中，教師要有意識地培養學生邏輯思維的能力，使學生以已有的知識信息為基礎，通過精選的習題進行訓練，形成清晰的知識結構體系和嚴謹的分析和邏輯推理的思維習慣，讓學生在邏輯思維的訓練中增知識、長才干，在邏輯思維的訓練中求技巧、促能力，從而最有效地促進學生能力的發展。

參考文獻:

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