邏輯思維促進高中生物理科學思維的形成策略

趙明龍

摘要：物理學科的核心之一是科學思維，訓練邏輯思維能力最為重要。例如，把以下邏輯思維方式自然的融入高中物理教學課堂中，包含總結、演繹、分析、匯總、抽象、概括等，同時恰當運用對比、因果、推進、反向等邏輯思維方式，進行重復訓練，使學生們的邏輯思維能力得到不斷提升，最后落地實行科學思維素養的培養。

關鍵詞：高中物理;邏輯思維;科學思維

《中國高考評價體系》將思維方法分類為科學、人文和創新思維。科學思維包括邏輯和非邏輯思維。在高中物理教學中，培育科學思維的核心是發展學生的邏輯思維。《辭海》中，“邏輯”的定義是思想、思維、理性等;其中“思維”是通過觀念、界線反應認識的對象。因此，邏輯思維抽象性很強，它是借助觀念、判定、推測等來反映和表達熟悉對象、揭示事物根本的過程。在教學過程中，要以抽象的觀念、判定、推測作為思維的基礎方法，以解析、綜合、對比、抽象、具體和歸納形成思維的基礎過程，啟發學生將物理現象的本質特點及秩序性聯系進行揭示。通過邏輯思維方法的訓練過程，使學生逐步獲得邏輯思維的能力。具體形成策略如下：

一、演繹與歸納思維

演繹推理分類為大前提、小前提和結論三部分。已知的普遍原理是大前提，議論的特殊情景是小前提，結論就是把特殊情景歸納到普通原理之中得出的新知識。因此演繹推理的條件是普遍原理，得出的結果才是特殊規律，表現在一般和個別之間相互包含。所以，演繹推理揭露特殊和一般的必然聯系，只要是推理合乎邏輯且前提正確，結論也是正確的。通過演繹推理作出科學預見的一項重要顯現就是正負電子轉化為光子的發現。唯心主義者的觀點認為：物質被消滅是因為正反粒子相遇后湮滅，而堅信唯物主義思想的物理學家們認定，物質和能量守恒定律適合于所有物質形式和所有能量轉化，另一種能量形成后輻射出的光子一定是正負電子湮滅后進行的轉化，經過后來的實踐證明，該運用演繹推斷得出的規律是正確的。

演繹的基礎是歸納。通過無數次的觀測數據，總結出物流規律必須依靠歸納來實現。開普勒是宮廷數學家，但最寶貴的是下了無數的天體觀測資料。著名的行星運動三大定律是開普勒通過第谷留下的觀測數據，經過長期努力的進行歸納，最后得以成功提出。萬有引力定律則是牛頓在開普勒歸納提出行星三大定律之后演繹得出，要從許多觀測數據中歸納出結論，本身又要用到其他由演繹得到的知識，因此演繹又是歸納的前導。

二、分析與綜合思維

分析是將研究對象的整體分為不同部分、方面、不同因素和層次進行分開研究，并加以考察和完整認識事物的過程，更是細致研討復雜問題的主線。例如：針對有多種特性材料的研究只能一一進行，多種材料一般有密度、堅硬度、導電性、導熱性等。再如，對于下面這種復雜的全過程運動來說，一物體從傾斜表面上下滑，先經過一段水平地面后直接沖上另一物體斜面這個運動。運動的全過程是非常負責，只有依據物體受力的不同將運動分解為多個階段，在對每一階段開展研究，這樣問題容易解決。

綜合是將分析過的物體各個部分、不同屬性有機的聯合成一個統一的整體。如：探究電磁感應規律。高中教學中使用不同方式發現感應電流，從而匯總出電磁感應規律，使學生了解電磁感應的本身特質。綜合和分析二者相互結合，相互轉化和相互滲透。又如，光的研討歷史中，光的“微粒說” 是以牛頓為代表，是通過光的直線傳播、光的反射、光的折射進行細致分析后綜合總結得出;光的“波動說”是以惠更斯為代表，則是通過分解光的干預、光的衍射等現象細致分析后綜合得出;因為光具有跟水波相似的特質，導致光的微粒說無可解釋，只有人們通過測量各種光的波長，之后提出光的電磁理論光是一種電磁波才被人們堅信;然而，光電效應被發現后不能用光的波動說來解答，因此光子說被成功提出。光具有波粒的二象性是通過人們把以上進行綜合后提出來的。當然，這里的“粒子說”和早期提出的“微粒說”完全不同。人類對光特質的認識，充分體現了分析與綜合循環相互承接重復合成，推進了人們認識上的深化和發展。所以說，經過分析與綜合得出的結果才是科學論斷。

三、因果邏輯思維與逆向邏輯思維

邏輯思維是通過原因來推斷結果的思維方式，其基本邏輯內容是：先有了原因，才產生結果。在物理教學中有很多因果邏輯思維的教學平臺，有：像彈簧得到拉力后一定伸長的一因一果;像固定質量中理想氣體的體積和本身的溫度同時決定了它的溫度這種多因一果，再如某物體運動的加速度a由該物體受到的合外力F和該物體的慣性（質量）m來決定，即內外因同時對事物的發展起著決定性作用。一因多果中假設因為外力作用導致該物體形狀發生了改變，便會使該物體的運動狀態也跟著發生變化。多因多果中，復雜的物理問題多數為多因多果邏輯思維。在高中物理教學中，只有讓學生經歷多個類型的邏輯思維，才有利于形成辯證唯物主義的思想。

與因果邏輯思維恰好相反的是逆向邏輯思維，它是由結果反向推斷原因。高中物理教學中的逆向邏輯思維不計其數，如通過逆向思維，英國物理學家法拉第引發了他的發明。在1820年，奧斯特發現了電流的磁效應，即是通電導線可以讓磁針轉動，隨后法拉第便從中得到了啟發，如果將磁鐵固定，線圈就很有可能運動。依據這種猜想，法拉第于1821年成功發明了第一臺使用電流將物體驅動的裝置，這個裝置雖然簡單，但它卻是世界上第一臺電動機;還是法拉第，他受到德國古典哲學中的辯證思想的影響，提出電可以產生磁，磁也能產生電，認定磁和電之間必然存在著既定聯系而且能互相轉化。

結語

綜上所述，科學思維的形成，需要采用嚴謹求真的邏輯思維方式應對各種問題。其重點要求在學科課程的實踐過程中，指導學生使用抽象與聯想、總結與概括等思維方法來構成、調動所學相關知識，解決學習、生活、實踐、探索等各種情境中出現的不同物理問題。因此，高中物理教學，應努力挖掘邏輯思維教育的各類素材來精心設計，以保證有效培養學生的邏輯思維能力，促成學生物理科學思維的養成。

參考文獻

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