物理教學中兩種典型思維方式與思維導圖繪制

羅敏　李琳

摘 要： 本文介紹了物理教學中三種典型的思維方式與物理思維導圖的建構過程。圖文結合的思維導圖教學可以進一步豐富學生的物理思維，使物理思維更具有靈活性﹑深刻性和創新性；物理思維完善能使物理學習進行得更順利更輕松，即學生在學習中更容易構建思維導圖。學習物理是一個極富探索性的活動，它能激發學生學習興趣，能使學生的探索和創新精神得到培養。

關鍵詞： 類比思維 歸納思維 多向思維 思維導圖

一、類比思維與物理思維導圖繪制

類比是從個別—個別，一般—一般的演繹推理方法，是以比較為基礎的一種科學認識，它通過兩個或兩類研究對象進行比較，找出他們之間的共同屬性（或規律或存在的自然事物），并將此作為根據，把其中對某一個（或某一類）對象的有關知識和結論推廣到另一個（或一類對象上），進而推論出他們的其他屬性（或規律或存在的自然事物）也可能相同或相似的結論。類比思維大致有兩種，一種是同一問題不同方面的對比，另一種是相似問題之間的對比。

類比思維在高中物理教學中是一種非常被教師推崇的思維方式，也常常被稱為舉一反三﹑觸類旁通等。康德說：“每當理智缺乏可靠論證的思路時，類比這個方法往往能指引我們前進。”著名的物理學家麥克斯韋認為：“一門科學的定律和另一門科學的定律存在部分相似，這使得每條定律對其他定律有所說明。”

類比思維滲透在整個物理學的發展過程中，因而高中物理教材中的類比比比皆是，教師不僅要充分利用教材中的類比思維，還要吸收科學家們曾經用過的類比史料培養學生的類比思維能力，養成類比的思維習慣。科學史中有很多重大發現都歸于類比思想，它就像一個偉大的引路人指引著我們朝成功的方向前進。德國物理學家歐姆受到傅立葉熱流規律的啟示，通過以熱現象與電現象的類比中作出假設：導線中兩點之間電流的大小可能正比于這兩點間的某種驅動力，隨后歐姆通過實驗驗證了這個假設，從而得到了歐姆定律I=U/R。1766年氧的發現者普利斯特利受到牛頓研究萬有引力的啟示，他把電荷的作用與物質引力的內部的作用類比，猜測電荷的相互作用遵循距離的平方反比，完成這個實驗驗證的是庫侖，庫侖用電白實驗驗證前面的假設，得到了庫侖定律。

類比思維的應用可以把陌生的模型和熟悉了解的模型進行對比學習，可以把未學的知識和頭腦中已有知識的進行類比，可以有效提高學習效率。類比思維方式被應用到物理思維導圖專題的研究中，可以進行同類問題的橫向類比和縱向類比，這樣可以使學生更深刻地了解問題﹑歸納總結問題的解決方法。圖文相結合使學生更深刻了解和記憶問題出現的所有可能性，以此克服學生馬虎忽視一些情況的可能性。現在以傳送帶模型問題進行研究，橫向類比可以分為四種情況：同向水平傳送﹑逆向水平傳送﹑傾斜同向傳送﹑傾斜逆向傳送。縱向類比可以將傳送帶問題泛化到兩物體疊加問題。思維導圖可以使學生更好地掌握所學知識內容，同時能輕松地對所學知識內容進行遷移，在有限的時間內使學生達到預期效果。

二、歸納思維與物理思維導圖的繪制

培根首次提出了歸納法在人們認識科學世界中占據不可取代的地位。歸納法是一種從個別事實中概括出一般概念﹑規律的思維方法，它是一種推理形式。人類認識過程中必須從因果關系，分析個別事物﹑現象出發，任何可靠的真理都必須以大量事實為依據。通過對多數事物的比較，就可能使單一的﹑個別的事物上升到普遍﹑一般，升華成結論﹑規律。

牛頓在一系列重大科學發現過程中，正確應用歸納法，取得了很多成果。如他從別人在不同緯度上測得的重量差異歸納出質量的存在，從各個天體上存在重力性質的差異歸納出有引力的存在。運動三大定律是在大量觀察和實驗的基礎上，通過歸納才得出的定量定律，如運動第二定律就是在水平面上和垂直落下的加速運動實驗之中，先歸納出外加力和重力分別與慣性質量中速度和引力質量乘重力加速度的比例關系，然后通過慣性質量和引力質量等效，才歸納出運動第二定律。

歸納法是一種推理形式，運用歸納法進行推理時，可以分為三個基本步驟：

第一步搜集材料。普遍認為搜集的資料料越多﹑越廣泛，得出普遍結論可信度越高。

第二步整理材料。整理從觀察和實驗所得的材料，將材料歸類在適當的秩序內。

第三步概括抽象。通過對材料加以處理對比﹑分析，透過事物表象，揭示事物內在的本質規律。

歸納法是人們了解物理﹑研究物理比較普遍的一種方法。我們可以將歸納法應用于物理思維導圖專題中，可以從一般的問題中，找出本質的東西，從而歸納出簡單便捷的解題方法，使得學習事半功倍。人們從感性認識上升到理性認識，從觀察實驗結果到得到科學理論，是一個能動的認知過程。當感性材料達到一定程度時，思維能動地對這些材料進行分析綜合，歸納—演繹﹑類比推理，抽象—概括，等等，形成對客觀事物的一般的和概括性的認識。這樣恰好就是我們進行構建思維導圖的全過程。現在以力和物體的平衡分析專題為例作簡單分析。

思維導圖改變了學生的傳統學習方式，促進學生主動實現所學知識體系的重構﹑再生。物理思維方式巧妙應用到物理思維導圖的繪制中，使建構過程輕松﹑自然；思維導圖的繪制過程進一步豐富了物理思維，進而提高學生分析解決問題的能力。

類比思想和歸納思想是高中物理學習中兩個重要的思維方式，也是物理思維導圖建構的思想基礎，思維導圖的建構豐富了類比思想和歸納思想。通過類比思想﹑歸納思想應用到物理思維導圖專題中，學生學習更加系統化﹑全面化，有效提高了學習效率。

參考文獻：

[1]朱龍祥.物理教學思維方.首都師范大學出版社，2000

[2]俞禮鈞全葆蘭紅霞著.現代中學物理教學概論.華中科技大學出版社，2001