初中物理教學中推理能力培養的實踐研究構架

俞天元

摘 要 物理學是一門研究客觀世界內在規律的學科，物理學比較抽象、深奧，與初中生的日常生活存在著一定的距離。因此，初中物理教師需要著重提升學生的抽象思維、培養學生的推理能力，繼而引導學生掌握物理知識，切實提高學生的物理素養。本文將就如何在初中物理教學中培養學生的推理能力展開研究，希望本文可以幫助各地、各初中學校的物理教師改善物理教學。

關鍵詞 初中 物理教學 學生 推理能力

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.10.050

Abstract Physics is a discipline that studies the internal laws of the objective world. Physics is abstract and profound， and there is a certain distance between physics and junior high school students' daily life. Therefore， junior high school physics teachers need to focus on improving students' abstract thinking， cultivating students' reasoning ability， and then guide students to master physical knowledge， and effectively improve students' physical literacy. This paper will study how to cultivate students' reasoning ability in junior high school physics teaching， hoping that this paper can help physics teachers around the junior high school to improve physics teaching.

Keywords junior high school; physics teaching; students; reasoning ability

推理，是邏輯學的一個重要組成部分。推理能力，不僅是數學核心素養的重要組成部分，而且是物理學核心素養的重要組成部分。在初中物理教學中，教師必須著重培養學生的推理能力，必須不斷提升學生的推理能力。

1 從東西方方法論的差異來觀察當前國內初中物理教學中存在的短板

文化史研究表明：中國人與古希臘人的方法論存在著巨大的、根本性的差異。中國人習慣用整體論的眼光來看待周遭的事物表象，基于整體論創立了中醫與《周易》以及中國古代物理學、中國古代邏輯學;古希臘人用原子論的眼光來分析自然事物背后隱藏的內在聯系，基于原子論創立了幾何學、化學、物理學以及邏輯學。還有文化史學家認為：近代西方科學家正是將邏輯學與儀器分析、精細觀測相互結合，并基于原子論推演，才創立了近代物理學。[1]

儒家思想占領中國封建社會上層建筑、壟斷中國農耕社會意識形態后，中國古代自然科學研究、數學研究、邏輯學研究受到嚴重摧殘、窒息。隨著時間的推移，中國古代邏輯學演變成“白馬非馬”的詭辯論，漸漸為人們遺忘（范進從二十歲一直考到五十四歲，參加了二十多次科考，卻不知道公孫龍是何許人也）。中國古代物理學也淹沒在歲月的流逝之中——盡管沈括在《夢溪筆談》中詳細研究了光學、磁學、聲學等各種物理現象，沈括卻沒有發明一個抽象符號來描述物理現象，更沒有將他的物理學見解整理成一個完整的知識體系（令人感到匪夷所思的一個歷史史實是：《夢溪筆談》中法律、文學、軼事、考古學、語言學、文學等非自然科學內容的占比超過64%，《夢溪筆談》更像是一本百科全書，而非物理學標準教材。毛澤東對《夢溪筆談》愛不釋手，毛澤東一生竟然沒有做過一道物理學計算題）。北宋王朝允許《夢溪筆談》出版，卻沒有在科舉考試中設立物理學、工科、數學;沈括之后八百多年的歲月里，一代代士大夫日復一日、年復一年地醉心于邊飲酒作樂、邊行飛花令，一代代書生執著于誦經，執著于背誦“君君臣臣父父子子”“教五子，名俱揚”“孝于親，所當執”“父母責，須順承”，泱泱中華竟再也沒有出現第二個沈括。被電視劇《康熙大帝》吹捧為“千古圣君”的清朝康熙皇帝，將所有來華傳授自然科學的法國傳教士統統圈禁在紫禁城里，與他們談論科學，同時嚴禁任何漢族百姓接近法國傳教士，甚至不允許自己的兒子、孫子（包括弘歷）與法國傳教士互相來往。——由此導致中國物理學、邏輯學完全落后于西方。當病入膏肓、愚昧絕望的滿清政府在1900年終于意識到讀圣人經典培養不出工程師，不得不摒棄八股舊學，在教育體系中引入西方自然科學、引入物理學時，已經為時已晚、無力回天。

在2021年的今天，國內初中學校向學生傳授的物理學全部是西方物理學，可是，物理教師受制于教學分工，在課堂教學過程中沒有向初中生傳授古希臘原子論，也沒有向學生傳授邏輯學知識。[2]這是國內物理教學的突出短板。——實際上，不僅中國物理教學中存在著這種情況，蘇聯物理教學、日本物理教學、韓國物理教學中同樣存在著類似的情況（這從一個側面折射出：后發國家在物理學教育中只注重其功利性、實用性，只希望能夠盡快將物理學教育成果運用于工業化建設，卻沒有將物理學教育與哲學教育、邏輯學教育相互銜接起來）。

物理學（從嚴格意義上講，應稱之為西方物理學）是一門研究客觀世界內在規律的學科，物理學的內容比較抽象、深奧，物理學與初中生嬉戲打鬧、踢足球、玩電子游戲的日常生活存在著相當大的距離。加上初中生的思維在很大程度上仍然停留于形象思維、直覺行動思維上（一些初中生的思維甚至停留在擬人化思維上），因此，許多初中生對物理學感到陌生、迷惑;他們不能理解物理學的內在含義，對物理課缺乏興趣。

有鑒于此，初中物理教師需要轉變學生的方法論，引導學生學習古希臘原子論。但初中生的學年只有三個學年（六個學期），物理教師在有限課時內不可能向學生詳細介紹古希臘原子論，不可能徹底轉變學生的方法論。[3]因此，物理教師必須接受客觀現實，退而求其次，要在有限的課時內向學生傳授邏輯學知識，著重提升學生的抽象思維，著重提升學生的推理能力。

2 現階段初中生普遍缺乏物理推理能力

2020年10月，為研究初中物理學教學現狀，專家隨機抽取全國各地的三所初中，在這三所初中學校內又各任選一個初中班級，對三個班的初中生進行了一次問卷調查。共有130名初中生接受此次問卷調查，他們的年級涵蓋初一～初三各個年級。調查結果顯示：在全部接受調查的學生中，只有19%的學生養成了每周定期總結物理學習情況的習慣（其他81%的學生則沒有定期總結物理學習情況的習慣），有39%的學生不知道什么是“歸納”，有48%的學生從來沒有對物理作業上出現的錯誤進行歸類，有33%的學生在物理考試前不知道將《物理》課本上各章的重點整理成一個體系，有64%的學生不關心物理規律是如何推導出來的，有78%的學生從來沒有主動尋找事物之間的共同特征，有74%的學生遇到新問題時，不知道將新問題與舊知識相互聯系起來，有55%的學生不知道將物理課本上的知識與課外知識聯系起來，有68%的學生從不知道用物理學概念來解釋日常生活中的現象，有17%的學生從沒有在物理課后總結知識點，有40%的學生不知道各種物理知識之間的內在聯系，有66%的學生坦率地承認：不喜歡上物理課，覺得教師講的內容太枯燥，不喜歡做物理題，一做物理題就覺得頭疼（這些學生們所不知道的是：他們的教師無法完成教學進度，每天也非常頭痛）。

此次調查充分說明：初中生在推理能力方面存在著短板，當前，有許多初中生缺乏歸納推理能力與演繹推理能力，難以真正理解物理學，難以提升物理學學習效率。[4]

3 研究如何在物理教學中培養學生的推理能力

3.1 推理與推理能力

推理，是從一個判斷出發（或從一個已知的客觀事實出發），運用相關知識，推導出一個新判斷、一個新結論的思維過程。推理能力，是基于邏輯規則，運用推理方法，從已知的事實或已經掌握的知識出發，推出新的、正確的結論的一種思維能力。

在物理教學中，教師不僅要培養學生的歸納推理能力，還要培養學生的演繹推理能力。歸納推理是基于大量個別性結論推出一般規律的推理方法，演繹推理則是基于一般性原理、概念推出某個個別性判斷的推理方法。

3.2 實踐研究

下面，我們將結合人教版九年級物理第二十章第一節《磁現象磁場》的教學實踐，來研究如何培養學生的推理能力。

《磁現象磁場》需要引導學生認識磁現象，認識磁極，并了解磁感線的分布情況，繼而認識到在磁體周圍，存在著一個肉眼看不到的磁場。——在這上節物理課時，教師需要準備磁鐵、鐵片、鋼尺、鋁布、塑料片、玻璃片、紙張等各種教具。上課開始前，教師先要把這些教具一一分給學生。

然后，教師便可以開始上課。首先，教師要向學生介紹指南針是中國著名的四大發明之一，沈括被王安石排擠，賦閑在家研究“司南”，發現了磁偏角;沈括死后四百多年，哥倫布在遠航時才又一次發現了磁偏角。馬克思在總結世界近代史時，指出指南針打開了世界市場并建立了殖民地。愛因斯坦小時候并不是很聰明，有一天，一位在愛因斯坦家借宿的猶太人大學生送給5歲的愛因斯坦一個指南針，小愛因斯坦發現：無論如何旋轉，指南針始終指向一個方向。小愛因斯坦被指南針迷住了，認識到指南針背后有某種深藏著的東西;從此走上了研究物理學的人生道路。這樣，就可以在短時間內使學生對磁現象產生興趣。接下來，教師拿起一塊磁鐵，向學生們宣布：“同學們，大家都知道，指南針是一根磁針。今天，讓我們一起來認識磁鐵。”

教師向學生布置第一個課堂試驗：“請同學們各自拿起手中的磁鐵，用它來吸桌子上的各種東西，以及同學們身邊的任何東西。然后，請同學們將磁鐵能夠吸起的東西歸為一類，把磁鐵不能吸起的東西歸為另一類。”（歸納推理來自對大量客觀事實的分析、總結。教師組織學生進行磁體試驗，可以讓學生在短時間內獲得各種感性認識，學生對這些感性認識進行總結，就可以掌握歸納推理的基本規則）[5]。

教師布置任務后，便可以放手，任由學生們進行試驗。通過試驗，學生會發現：鐵片、鋼尺、鋁布及其他金屬制品都可以被磁鐵吸引，而塑料片、玻璃片、紙張、衣服、褲子、鞋子都不能被磁鐵吸引（這時，學生已經自主進行了一次歸納，教師已經培養了學生的歸納能力）。

教師再舉起自己戴的金屬手表，問學生：“同學們，你們說，我戴的這塊手表應該歸于哪一類呢？”聰明的先進生很快就發現手表屬于金屬制品，立即脫口而出：“老師，您的手表磁鐵也可以吸引，您可不能讓您的手表碰到磁鐵！”這時，學生已經基于歸納推理得出的事實，進行了一次演繹推理。

接下來，教師要繼續組織學生們進行其他試驗。教師叫學生拿手中的磁鐵去吸引一堆大頭針，再讓學生們觀察大頭針在磁鐵上的分布情況。每個學生很快就會發現：自己手中的磁鐵的兩端，可以吸住大量大頭針;但磁鐵的中間部位，沒有吸住幾根大頭針。這時，教師對學生們說：“請同學們把吸住大頭針的磁鐵放在自己的課桌上。”學生們放好磁鐵后，教師接著說：“現在，每個同學都可以離開自己的座位，去看其他同學課桌上的磁鐵。我請同學們仔細觀察：看看每塊磁鐵上的大頭針，究竟是怎樣分布的。”學生們會高高興興地在教室里走來去去，仔細觀察磁鐵。他們很快就會發現：每塊磁鐵的兩端都吸有大量大頭針，每塊磁鐵的中間部位都沒有吸住幾根大頭針。

學生通過觀察積累起對磁感線的感性認識后，教師便可以引導學生對觀察的事實進行歸納，使學生認識到在磁體周圍分布著磁感線。教師還要讓學生們自己去總結、歸納磁感線的分布情況。

3.3 實踐研究指導

在初中物理教學實踐中培養學生的推理能力，需要教師指導學生接觸、認識大量物理現象，使學生獲得豐富、多樣的感性認識。在此基礎上，教師要指導學生進行對感性認識進行歸納，引導學生將感性認識上升為理性認識;從而培養學生的歸納推理能力。在此基礎上，教師需要運用問題教學法，引導學生利用已經掌握的理性認識來解決個別問題，從而培養學生的演繹推理能力。

4 結束語

在初中物理教學中引導學生觀察物理現象，引導學生進行歸納總結和演繹推理，可以培養并增強學生的抽象思維能力，提升學生的物理推理能力，從而改善物理學教學。因此，這方面的問題值得進一步深入研究。

參考文獻

[1] 梁彩清.互聯網+背景下初中物理教學培育學生核心素養的方法探析[J].中國新通信，2020，22（19）：210-211.

[2] 孫繼剛.學科素養要求下初中物理教學改進策略研究[J].教育觀察，2020，9（15）：98-99.

[3] 劉俊.初中物理教學中學生核心素養的培養策略[J].科技經濟導刊，2020，28（08）：170.

[4] 郭詩藝，張金良.核心素養導向下高中物理教學中問題情境創設的探索[J].科教文匯（中旬刊）， 2020（02）：135-136.

[5] 孟帥，田寶成.初中物理教學中核心素養能力培養策略探究[J].科學咨詢（科技·管理），2020（02）：244.