穆勒五法在中學物理教學中的應用

　　摘 要： 物理概念和規律教學在中學物理教學中占有重要地位，其教學成效直接影響物理教學質量和學生科學素養的培養，對歸納的方法理解得比較透徹會使概念和規律教學的邏輯比較嚴密。本文結合穆勒五法舉例談其在中學物理教學中的應用。
　　關鍵詞： 穆勒五法 中學物理教學 應用
　　
　　物理中用得最多的推理就是歸納推理。歸納推理實際上就是考察被研究現象出現的場合，在它的先行現象或恒常伴隨的現象中去尋找它的可能的原因，排除一些不相干的現象或假設，最后得到比較可靠的結論。即考察被研究對象出現的一些例子(場合)，這些例子包含幾種單獨的現象（先行現象），從中分析得出結論。具體包括由培根先行提出，穆勒后來系統總結的“求因果五法”：求同法、求異法、求同求異并用法、共變法和剩余法。這五種方法亦稱“穆勒五法”。下面我舉例談談穆勒五法在中學物理教學中的應用。
　　1.求同法
　　1.1求同法及結構
　　求同法亦稱“契合法”，是指這樣一組操作：考察被研究現象出現的若干場合，找出此現象的先行現象；其中有些現象時而出現時而不出現，由于因果是恒常伴隨的。因此這些現象肯定不是被研究現象的原因。在這些場合中保持不變的、總與被研究現象共同出現的那個僅有的先行現象，就與被研究現象有因果關系。其結構如下表所示：
　　1.2物理學科中的案例
　　一本書放在桌面上：書由于產生微小形變，書恢復原狀時對桌面產生垂直于桌面的向下的彈力，這就是書對桌面的壓力；同時桌面由于產生微小的形變，桌子恢復原狀時對書產生垂直于書面向上的彈力，這就是桌面對書的支持力。一根繩下掛一物體：由于物體的重力作用而拉緊繩，使繩和物體都發生微小的形變，繩子由于發生微小形變，對物體產生豎直向上的彈力，這就是繩對物體的拉力；物體由于發生微小形變，對繩產生豎直向下的彈力，這就是物體對繩的拉力。
　　三種場合中的共同點是，物體施加的彈力方向都是該施力物恢復形變的方向。所以，得到結論：彈力的方向是施力物恢復形變的方向。
　　1.3教學方法
　　一個物理結論如果是使用求同法獲得的，教學中必然包含如下教學環節：
　　（1）引導學生分析、確定被研究現象出現的若干場合；
　　（2）引導學生從上述場合中識別出其中有很多變化因素，但是存在一個共同因素；
　　（3）引導學生形成結論命題。
　　2.求異法
　　2.1求異法及結構
　　求異法亦稱“差異法”，是指這樣一組操作：考察被研究現象出現和不出現的兩種場合，在這兩種場合都出現的那些先行現象肯定不是被研究現象的原因，而在被研究現象出現時出現、在被研究現象不出現時不出現的那個先行現象，則與被研究現象有因果關系。其結構如下表所示：
　　所以，A與a有關。
　　2.2物理學科中的案例
　　把一條導線平行地放在磁針的上方，未給導線通電，磁針不發生偏轉；給導線通電，磁針就發生偏轉。所以，通電導線產生磁場。
　　2.3教學方法
　　一個物理結論如果是使用求異法獲得的，教學中必然包含如下教學環節：
　　（1）引導學生確定被研究現象出現和不出現的兩個場合；
　　（2）引導學生分析兩個場合中的各種因素，確定只有一個因素不同；
　　（3）引導學生形成結論命題。
　　3.求同求異并用法
　　3.1求同求異并用法及結構
　　求同求異并用法亦稱“契合差異并用法”，是指這樣一組操作：先在正面場合求同：在被研究現象出現的幾個場合中，只有一個共同的先行現象；再在反面場合求同：在被研究現象不出現的幾個場合中，都沒有這個先行現象；最后在正反場合之間求異，得出結論說：這個先行現象與被研究現象之間有因果關系。其結構如下表所示：
　　所以，A與a有關。
　　求同求異并用法的主要特點是把正面場合與反面場合加以比較，無論是正面場合還是反面場合，都要求有兩組以上的例證。求同求異并用法是把求同法和求異法的綜合應用，所得出的結論的可靠性更高一些。
　　3.2物理學科中的案例
　　不論是閉合電路的一部分導體做切割磁感線的運動，還是閉合電路中的磁場發生變化，穿過閉合電路的磁通量都發生變化。所以，穿過閉合電路的磁通量發生變化，就有感應電流。
　　3.3教學方法
　　一個物理結論如果是使用求同求異并用法獲得的，在教學中必然包含如下教學環節：
　　（1）引導學生確定被研究現象出現的正面場合和不出現的反面場合；
　　（2）引導學生分析兩種場合中的各種因素，確定在正面場合只有一個共同的因素，而在反面場合中沒有這個因素；
　　（3）引導學生形成結論命題。
　　4.共變法
　　4.1共變法及結構
　　共變法是通過考察被研究現象發生變化的若干場合，每當某一現象發生一定程度的變化時，被研究現象也隨之發生一定程度的變化，則這兩個現象之間有因果關系。其結構如下表所示：
　　4.2物理學科中的案例
　　用向心力演示器來研究向心力與質量、角速度、半徑的定量關系。如研究向心力與半徑的關系：
　　所以，向心力與半徑成正比。
　　4.3教學方法
　　一個物理結論如果是使用共變法獲得的，教學中必然包含如下教學環節：
　　（1）引導學生確定結果發生了程度上變化的若干場合；
　　（2）引導學生分析先行現象，確定只有一個因素發生了程度上的變化;
　　（3）引導學生形成結論命題。
　　共變法是物理教學中最常用的歸納方法，是物理研究方法中控制變量法的基礎。
　　5.剩余法
　　5.1剩余法及結構
　　剩余法是指這樣一組操作：如果已知某一復合現象是另一復合現象的原因，同時又已知前一現象中某一部分是后一現象中某一部分的原因，那么前一現象的其余部分與后一現象的其余部分有因果關系。其結構如下表所示：
　　剩余法一般被用來判明事物的復雜的因果聯系，而且必須在判明了全部原因中的一部分原因的基礎上才能使用。
　　5.2物理學科中的案例
　　不論B、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對C的摩擦力方向能確定嗎？
　　將B、C作為一個整體分析時，B、C受到的重力為豎直向下，若B、C受到水平面的支持力，該力必然豎直向上，而A對B的拉力在水方向上的分力為水平向右，此時整體還只可能受到水平面的摩擦力，則推出水平面對C的摩擦力一定向左。
　　5.3教學方法
　　一個物理結論如果是使用剩余法獲得的，教學中必然包含如下教學環節：
　　（1）引導學生先確定全部原因中的部分原因；
　　（2）引導學生分析出其余的原因。
　　當然，中學物理的許多概念和規律教學都可以借助于穆勒五法，希望本文能起到拋磚引玉的作用。
　　參考文獻：
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