高中物理解題中推理法的應用實踐分析

周良喆

摘 要：物理是高中階段學生學習的主要學科之一，物理知識與學生的生活十分緊密，由此可見物理的重要性。為了提高物理綜合素質與學習水平，習題求解是最為有效的方式之一，使用推理法進行解題，可以在掌握物理知識的基礎上提高物理解題水平。文章以提高物理學習素質為前提，分析了推理法在高中物理解題中的實踐應用。

一、引言

高中階段的物理知識相比較初中物理知識而言，難度更高，且物理知識、體系也更為煩瑣，當學生進行物理知識求解時，如果只是使用簡單的思維是無法得出真正答案的。所以，為了真正有效地掌握高中物理知識，在解題時可以使用推理法。所謂推理法，即利用習題中的已知條件，并對其進行分析，掌握各條件的關聯，從而高效完成解題的一種方法。筆者在高中物理和推理法的基礎上，分析了推理法的實踐運用，這對于學生物理推理能力的提升具有非常重要的意義。

二、推理法特征

為了對學生的物理推理能力進行了解，就要先掌握物理學科的特點，透過表層表象確定事物中蘊藏的物理原理。在此基礎上可以判斷，物理推理能力即對判斷并分析事物的表象，并將其過渡到學科性質的一種思維模式。一般使用推理法進行物理習題求解時，主要體現了幾點特征[1]：①規范性，學生在求解物理習題時，所運用的思維模式都是一致的，通過這種規范化的思維模式，可以發現事物之間所具備的共同點，從而完成解題；②等級遞進，學生使用推理性思維進行物理解題時，一般會用物理基礎知識作為基礎，再循序漸進地思考，而這種“等級遞進”的特點，便是推理性思維得以持續進行的保證；③方向多樣化，學生學習物理知識，以及解題的過程中，盡管習題最終結果是唯一的，然而求解的過程卻可以多樣化，所體現的多方向性特點，也為推理思維賦予了靈活性、多變性的特征，學生可以更好地掌握物理知識；④實驗性，物理學科的學習是伴隨著實驗同步進行的，這也是物理學科的一大特點，同時一些物理知識點經過推理之后也需要通過實驗才能夠驗證。

三、推理法應用流程

1.物理習題分析

當學生學習物理知識時，一旦遇到不理解的問題便會加以思考，而思考的過程便是進行物理推理、分析的過程。在這一過程中，學生主要是將不理解的問題進行層次和所屬領域的劃分，以此為之后的推理奠定基礎，提供推理條件[2]。高中階段的物理知識學習的分析過程，在求解某一領域問題方面體現了非常關鍵的作用，比如，我們在學習“曲線運動”這一部分知識時，便需要通過平拋運動實驗對理論知識進行驗證。實驗的過程中，極為容易出現實驗結論和預期結論不符的現象，為此，便要用到推理法，對這一現象進行分析，確定兩種方法結論不吻合的原因。通過對實驗結果的分析，最終了解到導致實驗結果不準確的原因在于其中的一些可變因素，利用推理法可以快速地確定這些可變因素，即導致實驗結果和實驗預測不符的原因。在實際的平拋實驗過程中，發現“斜槽末端的水平性”對于結果的真實性有非常重要的影響。

2.信息整合與差異對比

對物理習題進行分析時，會發現其中包含對實驗結果造成影響的因素，即可變因素，為了保證最終結果的準確性，必須在發現的可變因素中確定一個可能性最高的，并對其進行重復試驗，整合所有試驗數據，這也就是物理推理法運用的信息整合階段。

通過以上信息的整合，可以在發現問題的基礎上，確定一些相似點，這一行為被叫作差異對比。差異對比可以有效提高學生物理知識的遷移能力，在問題的不同點和相同點中間確定一個推理的突破口，從而順利開始后續問題的求解。此外，在差異對比的過程中，也能夠幫助學生形成物理思維與概念。

3.推理總結

當已經完成已知條件分析、信息整合、差異對比環節之后，便要總結物理問題。在這一環節中，因為要將物理問題進行總結，所以也對學生平時知識點的掌握和分類能力帶來了嚴格的要求。例如，我們在學習高中物理與“力學”有關的知識時，便要學會分類力的性質。力的性質的分類也考驗了物理概念的理解程度，按照“力”的不同來源，可以將其分為多個類別，如在地球引力支持下的重力、在相互運動支持下的摩擦力、在形變支持下的彈力等。

通過以上分析可知，在物理解題中運用推理法，不僅能夠有效扎實學生的物理基礎，深入了解并掌握物理知識，而且還可以鍛煉、培養物理知識的分類能力。

四、高中物理解題中不同推理法的應用

1.歸納推理法

所謂歸納推理法，也被叫作例證推理法，即通過對事物屬性的分析，在個別知識的基礎上歸納、總結出來的一般性結論，由此構成的解題過程即為歸納推理法。在物理解題過程中運用歸納推理法，需要按照“例子→例子→結論→檢驗”的流程進行，也就是通過具體實例歸納出結論，并對結論進行檢驗[3]。對例證推理法進行實際應用時，需要注意的一點是，以推理為前提的例證務必要確保真實性，凡是經過例證的命題，也要保證合理的推導過程。如果例證不真實，那么推導出來的結論也是錯誤的。因此，為了能夠提升自身的推導能力，作為學生務必要謹慎推理。

例如，我們在學習“時間與位移”的相關知識時，其中一位學生提出問題：“我們在上學路途中，是如何來到學校的？”在這一問題中，便涉及了關于位移和時間的問題。我們通過畫圖的方式可以了解時間和位移之間的關系，由此引出時間間隔這一概念以及位移、時間的概念。在這一實例的背景下，我們對位移和時間之間的關系進行分析，可以確定一個結論，即位移受時間長短的影響而變化，隨后便可以對這一結論進行驗證，以此來證明該結論的準確性。

再如，我們學習牛頓第三定律的相關知識，并且求解這一環節的習題時，要求證作用力與反作用力之間的關系，那么便可以通過一些生活中比較常見的內容作為事例，如海平面的劃水運動員快速滑行過程中，為何這些運動員不會下沉？在這一問題的引導下，便可以進行猜測和推導：游艇帶領劃水運動員在進行向前運動的過程中，因為運動員自身在通過滑板運動，并且向水面同時施加了斜向下的力。通過繪圖的方式可以了解到，牽引力越大，那么運動員向水面施加的力也就越大。因為水自身特性的原因，這時便可以按照力的特性，以例證推理的方式對牛頓第三定律進行驗證[4]，就像反作用力是怎樣使運動員不會下沉到水中的。在驗證的過程中，學生可以畫出運動員的受力過程，并綜合分析這個受力過程，以此也可以對適才提出的猜測和推論組織實施驗證，總結出以下結論：當反作用力在豎直方向分力與運動員重力相同，那么運動員便不會下沉，一直漂浮在水面上。endprint

2.演繹推理法

演繹推理法和歸納推理法并不相同，這是一種在已知部分條件的基礎上對問題進行分析，一般是選擇能夠有效反映該部分客觀規律的理論，對未知部分進行推理的一種思維方法。該推理方法在物理解題應用的具體流程如下：“如果……那么……”，即通過假設的方式推理出結論，同時這一方法也是物理解題分析當中十分常用的方法，有助于鍛煉學生演繹推理水平，從而使其能夠更高效的分析、解答物理問題，建立一個趨于完善的推理思維。那么以“牛頓第一定律”相關習題為例，對演繹推理法的運用進行分析。

例如：在一艘勻速向北行駛的輪船甲板上，一運動員做立定跳遠，若向各個方向都用相同的力起跳，則（D）。

A.向北跳最遠

B.向南跳最遠

C.向東向西跳一樣遠，但沒有向南跳遠

D.無論向哪個方向跳都一樣遠

在求解例子時使用演繹推理法，如果人站立于船艙甲板上時和輪船一起向前運動，那當人跳起來之后，出于慣性會在水平方向依然維持原來向北的速度，而人向各個方向跳出的力都相同，那么他跳出的距離都相等，據此選擇D選項。

再以足球運動為例，足球運動員在踢球時通過用力踢出足球而收獲動能，足球運動在草地上因為阻力的原因導致其速度逐漸變緩，且動能也不斷縮小。如果外力對物體做功，那么這一物體動能是否會發生變化，且做功和動能發生變化是否具有聯系。運用演繹推理法對這一問題進行推理，如果物體原本已經具備速度v1，并且水平面摩擦力為f，在外力F的作用下，歷經一段位移s，其速度可以達到v2，以此證明外力做功和動能的聯系。可以先列出需要的條件，分析并整合問題要素，進而推導出結論。

3.類比推理法

類比推理法主要通過分析事物對事物之間的相通屬性進行分析和總結，并分析其中相同屬性，以此在通過聯想、推理的方式建立另一種和其他屬性相同的思維方式。類比推理法在物理解題中應用的步驟如下：“如果……則像……”，這一點與演繹推理法之間存在差異，演繹推理法是以假設的方式推理出結論，而類比推理法則是通過對比的方式推理出結論。在學習“電勢能”這一部分知識時，便可以通過類比推理的方式，對結論進行推導。例如，正電荷q處于電場強度為E的勻強電場內，試求假設從A點到M點水平運動時電荷做功嗎？對這一問題進行求解時，可以先聯想一下之前學習的知識，想一些與該過程類似的知識。這時可以想到物理在重力場中發揮的重力作用，且在問題中要求解的是電荷由A點至M點水平運動，這與物體在重力場中移動過程中重力對其做功、路徑毫無關聯，只是與初末位置相關的思維路徑類似。因此，我們可以使用物體在重力場內表現的實際情況組織類比。聯想相關概念，通過重力勢能、電勢能等知識點的對比，了解帶電體處于靜電場內具有“勢能”這一特點，因此可以總結其水平運動時做功這一結論。

五、結語

綜上所述，使用推理法求解高中物理習題，不僅能夠提高學生的推理能力，培養其邏輯思維能力，也能夠讓學生更加扎實地掌握物理基礎知識，將各部分知識進行緊密連接，從而熟練地運用在物理習題求解中，進而達到提高物理學習水平的目的。

參考文獻：

[1]李運紅.論推理法在物理解題中的運用[J].科技傳播，2010（14）：132，137.

[2]蔡岳哲.利用解題后的反思來提高高中物理解題實效性[J].科技展望，2017（5）：221.

[3]李新紀.分析高中物理電場及靜力問題解題的思路與方法[J].通訊世界，2017（4）：248-249.

[4]孟宏蔚.物理解題訓練中突破學生思維障礙的幾點策略[J].現代農村科技，2017（2）：93.endprint