歸納方法與演繹方法在中學(xué)物理中的應(yīng)用

【摘 要】本文扼要介紹了歸納與演繹方法，并討論它們?cè)谥袑W(xué)物理中的一些具體應(yīng)用以及歸納與演繹方法和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】歸納與演繹方法 中學(xué)物理 創(chuàng)新能力

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2014）04B-0073-02

歸納方法和演繹方法是兩種基本的邏輯推理方法。本文試圖通過介紹歸納及演繹方法在中學(xué)物理教材及教學(xué)中的某些具體應(yīng)用，引起同行們?cè)谂囵B(yǎng)創(chuàng)新能力的討論中對(duì)這一問題的關(guān)注。

一、歸納方法與演繹方法——邏輯思維的兩把利刃

（一）歸納方法和演繹方法

在所有邏輯推理的形式中，歸納方法和演繹方法最早引起人們的注意和研究。它們是兩種不同的進(jìn)行推理認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)的科學(xué)方法。

所謂歸納推理，就是通過一些個(gè)別的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)和感性材料進(jìn)行概括、總結(jié)，從中抽象出一般的結(jié)論（原理、公式、規(guī)律、規(guī)則）的推理方法。

演繹方法是從已知的某些一般原理、定理、法則、公理或科學(xué)概念出發(fā)，推出新結(jié)論的一種邏輯思維方法和科學(xué)研究方法。

（二）歸納方法的分類

根據(jù)邏輯學(xué)的分類，歸納方法分完全歸納方法和不完全歸納法。

1.完全歸納推理。完全歸納推理是根據(jù)某些事物中每一個(gè)對(duì)象的情況或每一個(gè)子類的情況而作出關(guān)于該類事物的一般性結(jié)論的推理。例如，木星、金星、地球、火星、水星、土星、天王星、海王星、冥王星都以橢圓軌道繞太陽運(yùn)動(dòng)。于是得出結(jié)論：太陽系的九大行星都以橢圓軌道繞太陽運(yùn)動(dòng)。顯然，這種完全歸納推理具有不容置疑的意義。然而，在物理教學(xué)中，不可能都采用這種歸納推理方法。

2.不完全歸納推理。例如，地球是運(yùn)動(dòng)的；月球是運(yùn)動(dòng)的；金星是運(yùn)動(dòng)的。于是得出結(jié)論：太陽系的所有天體是運(yùn)動(dòng)的。可見，簡(jiǎn)單枚舉歸納推理是列舉某類事物中一部分對(duì)象的情況。根據(jù)沒有遇到矛盾的情況，便作出關(guān)于這一類事物的一般性結(jié)論的推理。由于它只是知其然，不知其所以然，而且得出的結(jié)論未經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，因而未必完全正確。在物理教學(xué)中，采用這種歸納推理導(dǎo)出有關(guān)定律時(shí)，應(yīng)該向?qū)W生強(qiáng)調(diào)：所得結(jié)論必須要經(jīng)過許多實(shí)驗(yàn)證明是正確的。

（三）演繹推理的形式

古希臘哲學(xué)家亞里士多德系統(tǒng)地研究了演繹推理的形式，比較定態(tài)地提出了三段論理論。三段論是由兩個(gè)包含著一個(gè)共同項(xiàng)的直言判斷推出一個(gè)新的直言判斷的間接推理。

例如，太陽系的行星都是以橢圓軌道公轉(zhuǎn)的（大前提）。天王星是太陽系的一顆行星（小前提）。天王星是以橢圓軌道公轉(zhuǎn)的（結(jié)論）。

可見，三段論是由三個(gè)直言判斷組成，兩個(gè)是前提，一個(gè)是結(jié)論。在演繹推理中，只要前提正確，形式符合邏輯，則結(jié)論必定是正確的。

（四）歸納方法和演繹方法的關(guān)系

科學(xué)的認(rèn)識(shí)過程中，歸納與演繹互相滲透，相輔相成。歸納是演繹的基礎(chǔ)，歸納方法能為演繹提供大前提。無論對(duì)典型的事例進(jìn)行分析，或是對(duì)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)材料進(jìn)行歸納，都必須運(yùn)用一般原理，以一般原理為指導(dǎo)，所以說歸納要以演繹為指導(dǎo)。沒有演繹，歸納也就失去目的和手段。在教學(xué)中，交叉訓(xùn)練這兩種能力是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入邏輯思維之門的臺(tái)階。

二、歸納與演繹方法在中學(xué)物理中的應(yīng)用

（一）歸納方法在中學(xué)物理中的應(yīng)用

中學(xué)物理課程的教學(xué)，大多數(shù)物理概念和物理定律都是采用歸納方法得出的。例如，力、加速度、功等概念，以及牛頓第二定律、電阻定律、歐姆定律、二力平衡條件等的建立都是采用歸納方法得出的。下面就幾個(gè)例子進(jìn)行分析。

1.通過實(shí)驗(yàn)可知。正電荷與正電荷是相互排斥的，負(fù)電荷與負(fù)電荷是相互排斥的。正電荷與負(fù)電荷是相互吸引的。因?yàn)檎⒇?fù)電荷是自然界電荷種類的全部。所以，所有的同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。這個(gè)例子運(yùn)用了完全歸納法。它是通過實(shí)驗(yàn)考察了全體對(duì)象后作出的歸納。

2.力概念的形成。人推車，人對(duì)車施加了力；機(jī)車牽引列車，機(jī)車對(duì)列車施加了力；繩子吊起貨物，繩子對(duì)貨物施加了力。可見，力是物體對(duì)物體的作用。這個(gè)概念都是通過某類事物中某幾個(gè)例子的比較分析，找出它們的共同特征，再將特征加以推廣而得出的。

（二）演繹方法在中學(xué)物理中的應(yīng)用

演繹方法在中學(xué)物理教學(xué)中也有廣泛的應(yīng)用，也是傳統(tǒng)教學(xué)方法的顯著特點(diǎn)。例如，自由落體運(yùn)動(dòng)公式、向心力加速度公式、洛侖磁力公式、蓋·呂薩克定律等都是運(yùn)用一般原理通過特定條件下的演繹推理而得出的。中學(xué)物理中的大部分應(yīng)用性問題（包括習(xí)題），一般都是要運(yùn)用演義推理方法才能解決。下面通過例子加以說明。

例 蓋·呂薩克定律的推導(dǎo)，凡一定質(zhì)量理想氣體都存在這樣的規(guī)律性聯(lián)系：（大前提）=（下轉(zhuǎn)第79頁）（上接第73頁）恒量，某氣體初狀態(tài)（P0，V0，T0）保持壓強(qiáng)不變（P0=P），經(jīng)一變化后狀態(tài)為（P，V，T）（小前提），得出結(jié)論：（結(jié)論）。

由以上例子可以看出，中學(xué)物理教材中，諸多的定律、公式都是根據(jù)已知的一般性規(guī)律、公式，通過分析、比較，利用限制條件、運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出更為特殊的規(guī)律。

三、歸納方法和演繹方法與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

歸納方法和演繹方法是一切科學(xué)研究中最基本的兩種思維方法。心理學(xué)家認(rèn)為，科學(xué)概念的形成，大都經(jīng)歷著不同水平的概括和抽象階段。任何科學(xué)原理、定律的形成都經(jīng)歷了一個(gè)不完全歸納的過程。從特殊到一般的認(rèn)識(shí)過程不是簡(jiǎn)單地一躍而成的，這中間有著觀察、分析、概括、演繹體驗(yàn)和表達(dá)等復(fù)雜的心理活動(dòng)。從一定意義上說，歸納方法和演繹方法是科學(xué)研究中其他方法賴以運(yùn)用的基礎(chǔ)。因此，使學(xué)生了解和善于運(yùn)用這兩種方法是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要條件。

在組織教學(xué)過程中，如果我們簡(jiǎn)單地把這些概念和定律過早端出來，省略了學(xué)生思想上的醞釀過程，就會(huì)失去培養(yǎng)思維能力和創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)。教學(xué)過程應(yīng)當(dāng)充分利用和把握有利的教學(xué)時(shí)機(jī)，適當(dāng)放大概念、規(guī)律建立的過程，為學(xué)生提供探索、發(fā)現(xiàn)的空間和條件。使學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)，他們的創(chuàng)新能力也得到了培養(yǎng)了。

中學(xué)物理知識(shí)體系以其嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)，決定了它豐富的實(shí)驗(yàn)研究和在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力方面所獨(dú)有的作用和魅力。物理教學(xué)要充分發(fā)揮這方面的作用，教師就必須充分理解、掌握歸納方法和演繹方法。只有這樣，才能在教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)方法的有效教學(xué)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蘇天輔.形式邏輯[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1983

[2]閻金鋒，田世昆.中學(xué)物理教學(xué)概論[M].北京：高等教育出版社，1998

[3]閻金鐸，朱小明.中學(xué)物理教學(xué)[M].北京：光明時(shí)報(bào)出版社，2002

（責(zé)編 盧建龍）