初中生物理推理能力培养方法

【摘要】推理能力是初中学生学习物理的必备能力之一。教师应改变传统教学观念，积极创新教学方法，培养和发展学生的物理推理能力，提升学生的物理学习效率。结合日常教学经验，总结习题练习、实践活动、范例教学、实验教学、同伴合作等教学模式，有效提高教学效果，培养和增强学生的物理推理能力。

【关键词】初中物理；推理能力；方法探索

物理推理是根据物理情境分析抽象的物理模型，利用概念与规律总结其关系和因果性。物理推理能力能够帮助学生轻松解决各类复杂的物理问题。通过培养学生物理推理能力，不仅能让其形成推理思维，还能提高学生物理学习能力和效率，从而促进其学科核心素养的提升。传统教学内容枯燥、形式单一，难以提升初中生学习物理的兴趣，不利于学生推理能力的培养和提升。教师可以探索科学教学方法，活跃课堂氛围，激发学生对学习物理的热情，从而有效提高课堂教学，逐步提升学生的物理推理能力。

一、借助习题练习，培养学生物理推理能力

在传统教学中，教师占据主体地位，学生跟着教师的思路学习知识，缺乏思考、探究和推敲知识的过程，难以培养学生的物理推理能力。由于初中物理各单元知识联系紧密，知识体系的逻辑推理性较强，常规的教学方法无法帮助学生构建完整的物理知识体系。因此，培养学生物理推理能力，对提高其学习水平十分重要。教师要改变以往教学方法，有针对性地培养学生物理推理能力，发展其物理思维，不断提升物理学习能力，引导其自主探索和推理，不断启发和发展学生的物理推理思维，从而有效培养物理推理能力。物理习题具有启发性和探索性，在解题过程中学生会不由自主地思考和分析，进而启发其推理思维。目前，习题类型较多，教师可以根据不同的推理能力，选择相应的习题类型，无论选择哪种类型的物理习题，都要引导学生确定物理变量之间的关系，还原物理原理，这对培养学生的物理推理能力具有促进作用[1]。例如，在功率教学中，教师设计课堂习题：电风扇的电能表表面受损，但能正常使用，可是表内的转速数据不能看清楚，如果要采用这个电能表检测电风扇的工作时间，要如何计算？请学生讲述测量的过程，并写出计算电风扇的表达式。在解答习题过程中，向学生提供检测器材，包括“220V100W”的白炽灯、一只秒表等。引导学生圈出关键词或已知条件，根据已知条件或数据，联想相关公式，确定物理关系找出数量关系。学生都找到了电能、用电时间、100W、220V等关键词，联想到电能计算公式：P=Wt公式。根据公式可得消耗的电能等同于电能表所转圈数。安排白炽灯、电风扇单独工作，直至两个电能表所转圈数相等，再公式运算，从而算出电风扇工作时间。通过这个习题，锻炼了学生的物理推理思维和能力。物理推理是借由多个已知的物理判断获取新的物理判断的思维能力，分为归纳、演绎、类比推理。物理习题类型丰富多样，可通过采用不同的习题类型，培养学生归纳推理、演绎推理或类比推理能力，使其具备完整的物理推理能力。上述例子只是描述利用信息题培养学生的逻辑、归纳推理能力，但并不能培养其类比推理、演绎推理能力。填空题是设计问题情境，给出数量关系，要求在一定范围内填上恰当的答案，使问题表述完整。填空题的解答需要学生采用物理规律和概念解决实际的问题，进而实现演绎推理能力的培养。因此，教师还可设计填空题培养学生的演绎推理能力。例如，在游泳过程中，人站在水中身体即将浸没，池底对脚的支持力几乎为零，若学生小白重460牛，在学校游泳池中漂浮，并站在水中保持不动，这时所受的浮力为___牛？排开水的体积约为___立方米。首先，要求学生阅读题目，找准物理关系。分析小白同学会受到支持力、浮力、重力的作用，在三种力的作用下，为平衡状态，支持力大小决定人感受的强弱程度，目前已知重力，还要判定支持力大小，就能求出浮力的大小，最终根据阿基米德定律测算出排开水的体积。其次，推理完整，规范表达。根据人的平衡状态，可知G＝F浮＋F支，而已知支持力为零，故F浮＝G＝460N。求得浮力大小后，再根据阿基米德定律，即F浮=G排=ρ液V排g,V排=F浮(ρ液g)=460N(1.0×103kg/m3×9.8N/kg)，得出5×10-2m3。最后，归纳总结，内化知识。在解答填空题后，要求学生作出总结，思考该类型习题的解题思路和方法。通常解答该类型题目需简化问题，找准对应知识点或关系，借助必要的推理，才能得出答案。

二、借助实践活动，培养学生物理推理能力

初中学生认知水平较低，自主意识弱，自我管理能力、约束能力较差，而且身心发育尚未成熟，在课堂上容易出现注意力不集中、开小差等情况。此外，物理教学课堂对于学生而言较为枯燥、无聊，积极主动性较差，不利于教师开展物理推理能力培养教学。课外实践活动是培养学生实践能力的主要途径，具有调动学生学习积极性、提高认知水平、开拓学习视野的作用。大多数物理规律和定律的发现都归于实践活动中。因此，将实践活动应用于物理推理能力培养教学中，有助于引导学生积极参与教学活动。在新课讲授时，教师适当引进课外实践活动，激发学生学习兴趣和动手兴趣，一起进入物理世界探索，引导其通过推理获得新知识。例如，在声音的传播这一课中，首先，教师应明确实践活动目的，引导学生有目的地探索、讨论和推理，使学生充分了解课本上声波的形成原理。其次，教师应要求学生先上网查阅相关资料，了解声波反射规律，了解不同介质的声波各有所异。再次，在课外开展实践活动中，提供钢锯条、棉线、纸杯、音叉、装着水的水杯。出示音叉，并提问：“钢锯条发出声音后，是如何传到人的耳朵？”鼓励学生尝试操作。之后教师用振动的音叉接触水面，展现水面波纹。要求学生在家设计一个实践活动，应用上述实践活动所学的知识，做一个传声筒。学生用水杯和棉线制作传声筒，并分析传声筒将两边的声音互相传递的原理，并验证自己的推理，同时也可以在网上查阅相关资料进行比对。最后，学生从实践活动中得出声的传播物理原理：声音是以波的方式实现传播的。同时，在实践活动中，学生将所学的知识应用于实际生活中，不仅能激发其学习兴趣，又能增强其在课外实践活动中探索和推理的成就感，有利于推动学生物理推理能力的培养。

三、借助范例教学，培养学生物理推理能力

在传统教学过程中，教师只是以教科书上的例子来说明物理现象，但部分物理现象比较抽象，学生难以理解，无法从中推理得出相关的物理定律。物理知识大多来源于生活，并服务于生活。教师在教学过程中，应将生活与物理相联系，通过采用生活现象、生活例子讲解抽象的物理知识，可以帮助学生轻松理解教学内容，也能锻炼学生物理推理能力。因此，在实际教学中，教师借助实际生活范例开展物理推理教学，增强学生的推理体验感，让其更深入理解抽象知识，帮助其轻松推理出抽象的物理定律。以物体的沉浮条件及应用教学为例。在日常生活中，大多数学生都能看到物体沉浮，如汤锅中的食物会沉浮。教师可将“煮饺子”作为生活范例教学的例子。教师提出问题：“大家在吃饺子的时候有没有发现饺子下锅时是沉底的，但过一会儿后饺子开始漂浮在水面上了，这是为什么呢？”有学生回答：“因为饺子的体积变化。”也有学生说：“因为水的浮力会变化。”根据学生说出的浮力和物体体积，教师开始引导学生演绎推理浮力与液体密度、体积之间的关系，并详细讲解饺子因密度和体积发生改变，进而出现沉浮现象，让其容易理解和消化该教学内容。通过将生活和物理推理相融合，让学生在推理过程中，感受到物理的魅力和重要性，降低物理学习难度，更容易接受物理知识。

四、加强实验教学，培养学生物理推理能力

实验是锻炼逻辑、推理思维的主要途径，而大部分物理理论和实验原理都需要经过实验进行验证，所以学生的推理过程离不开物理实验。因此，教师在教学过程中，应强化物理实验教学，依托实验，培养学生的推理能力。通过开展物理实验活动，让学生真正参与实验设计、分析、总结，在实验中合理地推理出结论。例如，在“阻力对物理运动的影响”实验教学中，教师引导学生思考，如何体现运动物体不受力的特点，鼓励其尝试设计物理实验进行验证。首先，学生设计实验，拿出小车和木板，将木板斜放做成斜坡，将桌面当成跑道，分别在桌面上铺垫棉布、木板、玻璃，让小车从斜坡出发，根据跑道摩擦力的不同观察小车的运动距离。其次，观察实验过程，总结结论：小车运动过程中，平面越光滑，小车运动距离越远，表示受到的阻力越小。最终，学生根据实验过程和现象进行推理，验证实验结论的准确性。教师提出问题：“假设木板绝对光滑，小车阻力为零，速度会如何变化，运动如何？”学生回答：“速度不变，并保持恒定不变的速度持续运动。”对此，教师要求学生画出小车的受力示意图，通过画图，使其明确小车的受力情况。再次提出问题：“当小车运动至木板末端，支持力与重力消失，是否会掉下去，为什么？”学生答道：“小车不会掉下去，因为小车不受力时，会做匀速直线运动。”通过上述实验教学，给学生提供推理机会，在合理的推断下，大部分学生都能理解“运动物体不受力时，会做匀速直线运动”的物理原理。这不仅实现实验教学目标，还培养了学生的物理推理能力。

五、借助同伴合作，培养学生物理推理能力

在以往教学中，教师过于重视教学目标的完成，导致学生物理推理能力得不到培养和展现，使逻辑思维发展成为理论教学的附属品，降低了初中物理教学的质量。合作学习是指选择平等地位的同伴来帮助学生积极主动获取技能和知识的学习活动，主要强调学生之间相互协作、相互帮助[2]。在实际教学中，教师要根据学生学情和特点进行分组，确保合作学习的顺利开展。通过合作，能让学生在学习活动中相互学习、帮助，自主开发推理思维，从而培养其物理推理能力。例如，教学平面镜成像这一课，首先，教师要个性化分组，以学生学习水平、操作能力等作为分组标准，同时坚持优帮差的原则，选择部分学习能力突出的学生分别作为每个小组的组长，其他组员学习能力各有高低。这样能确保每个学生总结归纳能力、思考能力与推理能力均得到发展。其次，应明确分工，教师要引导学生明确自己在小组中的角色，让组长按照设定问题、提出假设、制定实验步骤、收集资料、开展试验、小组谈论、交流总结的探究步骤，合理分工，确保物理推理活动有序进行。通过合作学习，引导每个学生积极参与教学活动，自主学习物理知识，并帮助学生在观察物理现象中进行推演，拓展推理思维，促进推理能力的培养。除了学生与学生之间的合作互动以外，还有教师与学生之间的合作互助。在培养推理能力教学中，教师不再处于课堂主体地位，而是扮演学生的学习伙伴、朋友。教师是师生合作互助的引领者，向学生提供课堂教学知识以外，还要引导其思考问题，培养其思考、分析、推理的习惯，使学生在求知欲、好奇心的驱使下，在教师的引领下学习、推理，进而实现推理能力的培养。例如，将学生已学的电压、串并联电路电压规律、电阻三节内容进行教学设计，根据知识点之间的联系，设计教学流程，帮助学生掌握推理方法。教师拿出小灯泡、干电池，并连接干电池、小灯泡、开关，闭合开关后，小灯泡发光，再逐次增加干电池的数量，闭合开关，小灯泡的亮度逐渐增强。教师则提出问题：“同学们都看到了什么？”学生回答：“小灯泡变得越来越亮。”教师又问道：“这是为什么呢？谁来完整地总结这个原理？”学生都开始默默沉思，教师则提示“灯泡是靠什么发亮的呢？电路中的什么变大了才使得这个灯泡越来越亮？”学生回忆以往学过的知识，想到在电压、电阻相同情况下，电路通电后会使得灯泡发亮，立即回答：“随着干电池节数增加，电路中的电流逐渐增大，才使得灯泡越来越亮。”通过教师提出的问题引导学生有目的地观察，再对干电池节数增加与灯泡亮度越来越高的过程进行思考、对比和推理，从而根据现有的逻辑关系，推理出干电池节数增大电流让灯泡变得越亮。在物理教学中，借助习题启发学生推理思维，为形成良好推理能力奠定基础。开展实践活动、强化实验教学，有利于学生增强手脑并用的能力，促进推理能力的培养。另外，合作教学和范例教学都能有效推进学生物理推理能力的培养和应用，从而有效提高物理教学的效率与效益。

【参考文献】

[1]王俊民，杨希.在物理教学中提升学生科学推理水平的方法[J].基础教育研究，2017（2）：44.

[2]丁云峰.同伴互助对初中生物理推理能力发展的作用探讨[J].课程教育研究，2018（50）：168.

作者：张丽蓉