基于邏輯能力培養的高中物理教學實踐研究

摘 要：教育改革背景下，培養學生邏輯能力已經成為廣大物理教師關心的焦點問題.落實邏輯能力培養，有助于培養學生綜合素養，并且能夠在教師的引導下逐步建立適合自己的邏輯型學習模式，對學生的后續發展具有積極影響.為提高高中物理教學的有效性，筆者運用案例分析法提出教師可通過分享思考問題、組織學生參與講題訓練、輔以技術手段、借助實驗教學、巧用思維邏輯導圖等方式，優化物理教學，培養學生物理邏輯能力.

關鍵詞：邏輯能力；高中物理；教學實踐

中圖分類號：G632

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0333（2024）24-0087-03

收稿日期：2024-05-25

作者簡介：韓大偉（1982.4—），男，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

在新課標指導下，教師需要關注對學生邏輯能力的培養.改善傳統教育思想，遵循以生為本的教育理念，依據教材內在邏輯聯系以及物理知識的邏輯規律展開教學活動，在理解邏輯能力的基礎上，積極探索基于邏輯能力培養的高中物理教學實踐策略.

1 分享系列問題，以有序思考促進邏輯能力發展

在高中物理課堂中，有效的提問能起到激活學生思維、發展學生邏輯能力的作用^［1］.因此，教師需要關注問題設計的重要性，科學整合教材內容，明確物理知識之間存在的邏輯聯系，基于學生學習能力，為其分享系列性、具有延續性的問題.幫助學生在層層遞進解決問題期間發展邏輯能力，在思考中夯實物理知識，逐步強化思維能力，感受物理學習的現實價值.

以魯科版高一物理必修第一冊《摩擦力》教學為例，通過本課學習，學生需要掌握滑動摩擦力、靜摩擦力、摩擦力等相關知識，理解摩擦力的特點.在教學期間，為激活學生參與問題探究的積極性，講解滑動摩擦力時，教師可以圍繞生活情境講授：雪橇犬是人類的好朋友，在部分偏遠地區，冬季出行不便時，人們就會將繩索套在雪橇犬的身上，利用雪橇犬完成拉貨、載人等工作.現已知雪橇與雪地間的動摩擦因數為0.02，雪橇（包括所載人及物品）的總質量為300 kg.若近似認為狗以水平拉力拉著雪橇在水平雪地上做勻速直線運動，狗拉雪橇的拉力大小應為多少？（取重力加速度g=9.8 N/kg）與真實情境相關的問題，能激發學生探究熱情，基于邏輯能力培養要求，教師可以先對問題進行拆解，圍繞關鍵信息補充系列問題.如雪橇在水平方向上受什么力？物體對接觸面的壓力是怎樣的？雪橇在水平雪地上做勻速直線運動，由二力平衡可知，拉雪橇的拉力與什么力大小相等？根據教師補充的系列問題，學生可以按照邏輯進行思考，先繪制出受力示意圖，然后再分析二力平衡的特點，利用滑動摩擦力公式f=μN對問題進行計算.在學生給出結果后，教師還可以對原有問題進行補充.如果雪地的情況不變，當狗拉著雪橇在水平雪地上加速前進時，雪橇所受的摩擦力是否改變？你能用所學知識分析雪天容易使人滑倒的原因嗎？以問題驅動學生思維深層發展，在分析問題期間理清滑動摩擦力解決問題的一般步驟.

2 組織講題訓練，以語言表達促進邏輯能力發展

在常規教學中，學生處于被動學習狀態，邏輯能力可能會受到影響.為實現邏輯能力培養目標，教師需要關注學生在學習活動中的主體地位，向學生分享豐富的練習資源，鼓勵學生在掌握知識的基礎上參與講題，扮演教師角色，賦予學生使命感.這樣的方式，可以順利幫助學生在講題中鍛煉邏輯能力，還可有效提高學生參與學習活動的積極性，使其強化情感體驗，獲得成就感^［2］.以魯科版高一物理必修第二冊“庫侖定律”教學為例，在教學期間，教師運用帶電氣球能使金屬筒滾動的實驗導入新課，向學生講解建立點電荷理想模型的基本方法，帶領學生學習兩個點電荷間相互作用的規律.教師為學生設計下面這樣一道問題，指導學生在完成練習后在班級內分享解題步驟.

真空中有三個點電荷，固定在一等邊三角形的三個頂點，三角形的邊長l=50 cm，已知q₁=3.0×10^-6 C，q₁=-3.0×10^-6C，q₃=-5.0×10^-6 C，求出q₃所受的靜電力.

基于教師提供的題目，學生利用所學知識解決問題，并在班級中分享解題步驟.首先，為解決本題目需要先分析電荷q₃所受靜電力（呈現解題過程中繪制的模型，如圖1）.然后，從圖中可以發現，q₃受到q₁的吸引力F₁，受到q₂的排斥力F₂，q₃受靜電力F等于這兩個力的合力.運用庫侖定律求靜電力時，可將電荷量的絕對值代入公式計算靜電力的大小，根據電荷的正、負判斷靜電力的方向.最后，因F₁、F₂大小相等，故合力F的方向與q₁、q₂的連線平行，得到最終答案，q₃所受靜電力的大小為0.54 N，方向與q₁、q₂的連線平行并指向右方.

學生在表達解題步驟期間，由于其邏輯能力尚處于發展時期，為幫助其養成邏輯表達習慣，教師可以指導其在講解中利用“1、2、3”或“首先、然后、最后”等表示邏輯順序的詞語，使學生邏輯能力得以提高.3 善用信息技術，以可視化手段促進邏輯能力發展

信息技術的發展為傳統物理教學注入生機活力.課堂中難以通過語言講述的內容，教師可以利用信息技術手段呈現，將抽象化的知識與具象化情境聯系在一起，通過可視化手段幫助學生掌握知識內在邏輯，在潛移默化中培養邏輯能力^［3］.

以魯科版高二物理選擇性必修第一冊《動量守恒定律及其應用》教學為例，在本課教學中教師將帶領學生探尋動量守恒定律，通過學習學科知識形成適應社會發展的必備品格與關鍵能力.教師在講解反沖運動與火箭這一部分知識期間，因為學生缺乏經驗，對火箭發射的形式以及特征的理解存在疑惑，可能會影響其后續邏輯能力的形成.針對這一問題，教師可以向學生分享“火箭發射”視頻資源，指導學生瀏覽相關信息，了解到火箭點火后，燃料燃燒產生的高速氣流從火箭尾部噴出，使火箭向前飛行.根據直觀信息，學生能了解到火箭發射的過程，就此教師提出思考問題，邀請學生在繪制火箭反沖運動示意圖的基礎上，分析當火箭發射時，負荷、噴氣速度、燃料以及火箭到達速度之間的關系，促使學生在有邏輯、有條理的分析中，體會物理知識與實際生活的聯系.圍繞本課主題信息，教師還可以邀請學生在課后時間探尋多級火箭是如何獲得更高速度的，在下一節課中邀請學生分享自學成果，鍛煉學生邏輯表達能力.

4 結合物理實驗，以學科實踐促進邏輯能力發展

實驗是高中階段物理教學的重要組成部分，通過有效教學能鍛煉學生實踐水平，幫助其深化理解學科理論知識^［4］.教師在培養學生邏輯能力期間，可以利用物理實驗，指導學生以小組為單位自主設計實驗方案.在班級中分享實踐經驗，總結實驗基本步驟，構建系統化的實驗邏輯，在實驗學習中實現核心素養的發展.

以魯科版高一物理必修第二冊《勢能及其改變》教學為例，教師在講解彈性勢能期間，利用射箭比賽中運動員射箭作為素材，指導學生從現象中建立物理觀念，了解彈性勢能的基本內涵.為幫助學生進一步加深對彈性的理解，教師可以鼓勵學生圍繞“彈性勢能原理”，以小組為單位自主設計實驗，按照邏輯順序說明實驗材料、實驗步驟、實驗現象、實驗結論等.當學生完成實踐活動后，由教師組織學生在班級內開展分享、交流活動.在此期間，有小組提出本組成員利用不同型號的彈簧，將其中彈簧取出分別標上記號，再用硬卡紙組成圓柱體，套在彈簧上，如圖2所示，將圓柱體紙殼用力下壓，使彈簧產生一定的彈性形變，然后迅速放開記錄其彈起的高度.實驗中，為確保科學性，本組成員重復實驗操作，記錄數據，從中得到結論：彈簧的彈力對外做多少功，彈性勢能就減小多少，反之，克服彈力做多少功，彈性勢能就增大多少.

5 繪制思維導圖，以知識整合促進邏輯能力發展

思維導圖是一種創新型的思維工具，運用思維導圖，學生可以更清晰、更直觀地理解物理知識，形成系統性的物理思維.在基礎教學任務結束后，教師需要指導學生重新回顧所學知識，對重點信息進行整理，通過思維導圖的方式整合知識.這樣，學生在整合期間能充分發展邏輯能力，夯實基礎知識，形成良好的總結與反思習慣，對后續的學習、生活起到積極促進作用^［5］.

以魯科版高一物理必修第一冊《牛頓第一定律》教學為例，通過本課學習，學生已經了解到力與運動之間的相互關系，通過探究牛頓第一運動定律及其意義，感受物理的奇妙及對社會發展的推動作用.在基礎教學任務結束后，教師可以向學生分享思維導圖設計模板，指導學生重新對所學知識進行梳理，依據模板提示嘗試自主設計思維導圖并在班級中分享.為激發學生設計思維導圖的積極性，教師還可以在班級內開展評選活動，邀請學生分享自己的思維導圖作品，幫助大家在總結、展示中積累學習經驗，發展邏輯能力.

6 結束語

綜上所述，培養學生邏輯能力是高中物理教學中一項重要任務，文章對具體培養方法進行總結，其中仍存在不足之處.廣大教師在具體實踐中需要遵循以生為本的教育理念，解讀邏輯能力的具體內涵，重構高中物理課堂，幫助學生在學習中不斷強化邏輯能力.參考文獻：

［1］ 李玲.基于高階思維培育的高中物理深度教學研究［J］.廣西物理，2022，43（04）：129-131.

［2］ 鐘贛萍.指向深度學習的高中物理教學模式研究［J］.廣西物理，2022，43（04）：177-179.

［3］ 龔婷.高中物理教學中學生解題邏輯思維能力培養途徑研究［J］.理科愛好者（教育教學），2021（05）：36-37.

［4］ 山根明.高中物理教學中問題情境創設研究［J］.新課程，2021（31）：69.

［5］ 劉慶剛.高中物理培養學生邏輯思維能力策略分析［J］.中學生數理化（教與學），2021（02）：42.

［責任編輯：李 璟］