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摘 要：物理是高中阶段学生学习的主要学科之一,物理知识与学生的生活十分紧密,由此可见物理的重要性.为了提高物理综合素质与学习水平,习题求解是最为有效的方式之一,使用推理法进行解题,可以在掌握物理知识的基础上提高物理解题水平.文章以提高物理学习素质为前提,分析了推理法在高中物理解题中的实践应用.
一、引言
高中阶段的物理知识相比较初中物理知识而言,难度更高,且物理知识、体系也更为烦琐,当学生进行物理知识求解时,如果只是使用简单的思维是无法得出真正答案的.所以,为了真正有效地掌握高中物理知识,在解题时可以使用推理法.所谓推理法,即利用习题中的已知条件,并对其进行分析,掌握各条件的关联,从而高效完成解题的一种方法.笔者在高中物理和推理法的基础上,分析了推理法的实践运用,这对于学生物理推理能力的提升具有非常重要的意义.
二、推理法特征
为了对学生的物理推理能力进行了解,就要先掌握物理学科的特点,透过表层表象确定事物中蕴藏的物理原理.在此基础上可以判断,物理推理能力即对判断并分析事物的表象,并将其过渡到学科性质的一种思维模式.一般使用推理法进行物理习题求解时,主要体现了几点特征[1]：①规范性,学生在求解物理习题时,所运用的思维模式都是一致的,通过这种规范化的思维模式,可以发现事物之间所具备的共同点,从而完成解题；②等级递进,学生使用推理性思维进行物理解题时,一般会用物理基础知识作为基础,再循序渐进地思考,而这种“等级递进”的特点,便是推理性思维得以持续进行的保证；③方向多样化,学生学习物理知识,以及解题的过程中,尽管习题最终结果是唯一的,然而求解的过程却可以多样化,所体现的多方向性特点,也为推理思维赋予了灵活性、多变性的特征,学生可以更好地掌握物理知识；④实验性,物理学科的学习是伴随着实验同步进行的,这也是物理学科的一大特点,同时一些物理知识点经过推理之后也需要通过实验才能够验证.
三、推理法应用流程
1.物理习题分析
当学生学习物理知识时,一旦遇到不理解的问题便会加以思考,而思考的过程便是进行物理推理、分析的过程.在这一过程中,学生主要是将不理解的问题进行层次和所属领域的划分,以此为之后的推理奠定基础,提供推理条件[2].高中阶段的物理知识学习的分析过程,在求解某一领域问题方面体现了非常关键的作用,比如,我们在学习“曲线运动”这一部分知识时,便需要通过平抛运动实验对理论知识进行验证.实验的过程中,极为容易出现实验结论和预期结论不符的现象,为此,便要用到推理法,对这一现象进行分析,确定两种方法结论不吻合的原因.通过对实验结果的分析,最终了解到导致实验结果不准确的原因在于其中的一些可变因素,利用推理法可以快速地确定这些可变因素,即导致实验结果和实验预测不符的原因.在实际的平抛实验过程中,发现“斜槽末端的水平性”对于结果的真实性有非常重要的影响.
2.信息整合与差异对比
对物理习题进行分析时,会发现其中包含对实验结果造成影响的因素,即可变因素,为了保证最终结果的准确性,必须在发现的可变因素中确定一个可能性最高的,并对其进行重复试验,整合所有试验数据,这也就是物理推理法运用的信息整合阶段.
通过以上信息的整合,可以在发现问题的基础上,确定一些相似点,这一行为被叫作差异对比.差异对比可以有效提高学生物理知识的迁移能力,在问题的不同点和相同点中间确定一个推理的突破口,从而顺利开始后续问题的求解.此外,在差异对比的过程中,也能够帮助学生形成物理思维与概念.
3.推理总结
当已经完成已知条件分析、信息整合、差异对比环节之后,便要总结物理问题.在这一环节中,因为要将物理问题进行总结,所以也对学生平时知识点的掌握和分类能力带来了严格的要求.例如,我们在学习高中物理与“力学”有关的知识时,便要学会分类力的性质.力的性质的分类也考验了物理概念的理解程度,按照“力”的不同来源,可以将其分为多个类别,如在地球引力支持下的重力、在相互运动支持下的摩擦力、在形变支持下的弹力等.
通过以上分析可知,在物理解题中运用推理法,不仅能够有效扎实学生的物理基础,深入了解并掌握物理知识,而且还可以锻炼、培养物理知识的分类能力.
四、高中物理解题中不同推理法的应用
1.归纳推理法
所谓归纳推理法,也被叫作例证推理法,即通过对事物属性的分析,在个别知识的基础上归纳、总结出来的一般性结论,由此构成的解题过程即为归纳推理法.在物理解题过程中运用归纳推理法,需要按照“例子→例子→结论→检验”的流程进行,也就是通过具体实例归纳出结论,并对结论进行检验[3].对例证推理法进行实际应用时,需要注意的一点是,以推理为前提的例证务必要确保真实性,凡是经过例证的命题,也要保证合理的推导过程.如果例证不真实,那么推导出来的结论也是错误的.因此,为了能够提升自身的推导能力,作为学生务必要谨慎推理.
例如,我们在学习“时间与位移”的相关知识时,其中一位学生提出问题：“我们在上学路途中,是如何来到学校的?”在这一问题中,便涉及了关于位移和时间的问题.我们通过画图的方式可以了解时间和位移之间的关系,由此引出时间间隔这一概念以及位移、时间的概念.在这一实例的背景下,我们对位移和时间之间的关系进行分析,可以确定一个结论,即位移受时间长短的影响而变化,随后便可以对这一结论进行验证,以此来证明该结论的准确性.
再如,我们学习牛顿第三定律的相关知识,并且求解这一环节的习题时,要求证作用力与反作用力之间的关系,那么便可以通过一些生活中比较常见的内容作为事例,如海平面的划水运动员快速滑行过程中,为何这些運动员不会下沉?在这一问题的引导下,便可以进行猜测和推导：游艇带领划水运动员在进行向前运动的过程中,因为运动员自身在通过滑板运动,并且向水面同时施加了斜向下的力.通过绘图的方式可以了解到,牵引力越大,那么运动员向水面施加的力也就越大.因为水自身特性的原因,这时便可以按照力的特性,以例证推理的方式对牛顿第三定律进行验证[4],就像反作用力是怎样使运动员不会下沉到水中的.在验证的过程中,学生可以画出运动员的受力过程,并综合分析这个受力过程,以此也可以对适才提出的猜测和推论组织实施验证,总结出以下结论：当反作用力在竖直方向分力与运动员重力相同,那么运动员便不会下沉,一直漂浮在水面上.
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