劉 華

摘 要：高中物理作為高中教育體系中的一門重要學(xué)科，也是高考的一個(gè)必考科目，其學(xué)科特點(diǎn)具有較強(qiáng)的抽象性和邏輯化，對(duì)學(xué)生邏輯思維能力和推理能力有著較高要求。隨著新課程教育改革的不斷深入，越來(lái)越多新的教學(xué)方法出現(xiàn)在高中物理教學(xué)當(dāng)中，其中推理法在高中物理解題中的應(yīng)用，不僅能夠幫助學(xué)生更容易解題，提高學(xué)生解題的正確率，同時(shí)對(duì)于學(xué)生推理能力和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)也能夠起到積極促進(jìn)作用。基于此，本文就推理法在高中物理解題中的有效應(yīng)用展開了詳細(xì)分析與討論，希望對(duì)相關(guān)教育工作者有所幫助，僅供參考。

關(guān)鍵詞：高中物理解題；推理法；有效應(yīng)用

高中物理學(xué)習(xí)，要求學(xué)生需要對(duì)事物具備一定的理解能力和判斷能力，而判斷的前提便是需要有一個(gè)合理的預(yù)測(cè)，而這就是所謂的“推理能力”。如果學(xué)生能夠具備良好的推理能力，就能幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和理解掌握物理知識(shí)。但是通過(guò)對(duì)高中物理教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中只是一味地注重對(duì)學(xué)生理論知識(shí)的傳授和物理實(shí)驗(yàn)的開展，忽略了學(xué)生推理能力的培養(yǎng)，這樣學(xué)生在解題過(guò)程中很容易出錯(cuò)，制約學(xué)生學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。而經(jīng)大量教學(xué)實(shí)踐證明發(fā)現(xiàn)，將推理法應(yīng)用到高中物理解題當(dāng)中，可以促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的有效提升。而針對(duì)如何在高中物理解題中有效應(yīng)用推理法，成為當(dāng)前高中物理教師所面臨的一個(gè)主要問題和探討話題[1]。

一、物理推理能力的特征分析

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生物理推理能力的培養(yǎng)和提升，首先需要對(duì)物理這門學(xué)科特點(diǎn)有所了解，透過(guò)事物表象，挖掘出物理原理的實(shí)質(zhì)。從學(xué)科特點(diǎn)這一角度來(lái)分析，所謂的“物理推理能力”，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是由事物表象粗淺層面的分析和判斷上升到學(xué)科性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，這種思維方式即可稱之為“物理推理能力”。物理推理能力具有以下幾種明顯特征：（1）模式化。在相對(duì)一致的模式條件下，很容易找到事物的異同點(diǎn)。所以，物理的分析和判斷、推理需要一個(gè)模式化的過(guò)程。（2）多方向性。在物理解題中，雖然正確的解題答案只有一個(gè)，但是解題思路、解題方法卻有很多個(gè)，而這也就凸顯出了物理解題的多方向性特征。正是因?yàn)檫@一特征，賦予了物理推理思維明顯的靈活多變特點(diǎn)，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行物理學(xué)習(xí)和解題。（3）等級(jí)遞進(jìn)性。在進(jìn)行深層次物理知識(shí)的分析和研究時(shí)，要以物理推理思維為支撐，然后再結(jié)合相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)，逐步由基礎(chǔ)階段向高級(jí)階段遞進(jìn)。這種等級(jí)遞進(jìn)，在一定程度上可以為物理推理思維的持續(xù)性提供有力的保障。（4）實(shí)驗(yàn)特性。經(jīng)過(guò)對(duì)物理知識(shí)的推理會(huì)得出相應(yīng)結(jié)論，之后需要對(duì)所獲得的結(jié)論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，只有這樣才能判斷推理是否正確。而這種實(shí)驗(yàn)特性，也是物理學(xué)科特點(diǎn)的表現(xiàn)[2]。

二、物理推理能力的過(guò)程分析

（一）分析階段

所謂的“物理推理分析階段”，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到不解問題后進(jìn)行的思考過(guò)程。這一階段的工作內(nèi)容主要是對(duì)事物或問題做好層次分類，為接下來(lái)的推理提供有利條件。在高中物理學(xué)習(xí)中，分析階段對(duì)于學(xué)生物理問題的解決能夠起到很好的幫助作用。以“曲線運(yùn)動(dòng)”這一部分知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)為例，在實(shí)際學(xué)習(xí)中需要開展平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。但是有時(shí)候獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)與預(yù)測(cè)結(jié)果相差很大，而這時(shí)就需要學(xué)生具備一定的物理推理能力，通過(guò)使用物理推理思維來(lái)進(jìn)行分析和推理，可以很快地找到出現(xiàn)這一問題情況的原因所在。經(jīng)過(guò)分析和推理得出這樣一個(gè)結(jié)論，即影響平拋實(shí)驗(yàn)結(jié)果最大的一個(gè)因素便是“斜槽末端是否保持為水平狀態(tài)”。

（二）信息整合階段

在分析階段中，可以找出影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素，然后再?gòu)亩喾N可變因素中找出影響最大的因素展開重復(fù)實(shí)驗(yàn)。之后便進(jìn)入到第二個(gè)階段，即信息整合階段，在這一階段中可以更全面地認(rèn)識(shí)物理問題[3]。

（三）差異類比階段

所謂的“差異類比”，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在類似的問題中找到相似點(diǎn)，通過(guò)差異類比，不僅能夠幫助學(xué)生更好地找到問題的突破口，順利解決問題，同時(shí)也非常有利于學(xué)生知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)和鍛煉。在差異類比這一階段，可以幫助和引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建起物理概念，并形成物理思維。

（四）總結(jié)階段

在經(jīng)過(guò)上述四個(gè)階段以后，便要對(duì)問題展開總結(jié)，而這也是物理推理過(guò)程的最后階段。這一階段的主要工作內(nèi)容就是對(duì)問題進(jìn)行總結(jié)，最終獲得一種或多種物理原因，這一過(guò)程要求學(xué)生需要具備一定的知識(shí)點(diǎn)分類能力。例如：在教學(xué)“力學(xué)”這一部分知識(shí)內(nèi)容時(shí)，便需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)力的性質(zhì)做好分類。從某一角度上來(lái)講，分類的過(guò)程可以說(shuō)是學(xué)生理解物理概念的過(guò)程。按照力的來(lái)源可以將力分為多種類型，包括重力、彈力和摩擦力、電場(chǎng)力等[4]。

三、高中物理解題中常用的幾種推理法分析

（一）歸納推理法

所謂的“歸納推理法”，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是對(duì)事物屬性進(jìn)行分析，然后將個(gè)別性知識(shí)歸納成一般性結(jié)論，這一過(guò)程即可稱之為“歸納推理法”。歸納推理法主要會(huì)涉及“舉例—分析—結(jié)論—檢驗(yàn)”這幾個(gè)步驟。例如：在對(duì)學(xué)生教學(xué)有關(guān)質(zhì)點(diǎn)概念這一部分內(nèi)容時(shí)，教師便可以用“老鷹在空中翱翔時(shí)身上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況”來(lái)作為舉例，問學(xué)生是否可以準(zhǔn)確描述出來(lái)。經(jīng)過(guò)分析，學(xué)生會(huì)得出這一結(jié)論：“因?yàn)槔销椀某岚虼笮『蜕眢w運(yùn)動(dòng)情況不同，所以無(wú)法將空中翱翔時(shí)身上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況準(zhǔn)確地描述出來(lái)?！本o接著教師再向?qū)W生提問：“同學(xué)們，你們還知道哪些例子也是無(wú)法準(zhǔn)確描述出運(yùn)動(dòng)情況的呢？”通過(guò)思考，聯(lián)系生活，學(xué)生會(huì)想到“自行車前進(jìn)”“足球滾動(dòng)”等例子。然后在教師的引領(lǐng)下與學(xué)生一起對(duì)鷹的運(yùn)動(dòng)軌跡展開分析和研究，最終得出這樣一個(gè)結(jié)論：“當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)情況比較復(fù)雜，可以忽略一些屬性。”如果忽略鷹的形狀大小，則可以準(zhǔn)確描述出鷹在空中翱翔時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。最后再讓學(xué)生分析“自行車的前進(jìn)”或“足球的滾動(dòng)”等例子來(lái)檢驗(yàn)這一結(jié)論正確與否[5]。

（二）演繹推理法

所謂的“演繹推理法”，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是從已經(jīng)分析得到的部分事實(shí)中找到可以反映客觀規(guī)律的這一部分理論，然后再根據(jù)這一部分理論將未知部分的思維方法推理出來(lái)。演繹推理法在解題中常表現(xiàn)為“如果……那么……”。例如：當(dāng)遇到“物體在力的作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)”這一相關(guān)問題時(shí)，學(xué)生便可以應(yīng)用這一推理方法解決：若物體受到了F的作用而發(fā)生了運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)位移為I，此時(shí)的功為W＝FI；當(dāng)對(duì)物體施加一個(gè)恒力后，物體開始保持勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)便可以直接套入這一公式計(jì)算。

四、推理法在高中物理解題中的具體應(yīng)用分析

（一）在運(yùn)動(dòng)學(xué)解題中的具體應(yīng)用

就剛剛步入高中階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)，其思維還未能完全由初中階段過(guò)渡到高中階段，所以“跳躍式”這種學(xué)習(xí)方法不適合剛進(jìn)入高中學(xué)生的學(xué)習(xí)，相比，逐層遞進(jìn)這種方法更適合學(xué)生學(xué)習(xí)。從高中物理課程中可以看到，運(yùn)動(dòng)學(xué)這一部分可以說(shuō)是教學(xué)的重難點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)有著非常大的影響。為此，作為高中學(xué)生需要結(jié)合自身思維特點(diǎn)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)情況，選擇適合自己的學(xué)習(xí)和解題方法，只有這樣才能更好地掌握知識(shí)。以下面一道題為例，對(duì)推理法在運(yùn)動(dòng)學(xué)解題中的具體應(yīng)用展開分析。如：“已知在光滑的水平面上靜止一物體，首先向物體施加一個(gè)水平向右的恒力F1，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，物體運(yùn)動(dòng)到距出發(fā)點(diǎn)s位置處，這時(shí)將F1去除掉，并對(duì)物體施加一個(gè)水平向左的恒力F2，然后又經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間t，物體運(yùn)動(dòng)到距出發(fā)點(diǎn)s/2位置處，問F1和F2的比值是多少？”第1步需要分析題目，經(jīng)過(guò)分析可知這一題是典型的物體受恒力且是直線運(yùn)動(dòng)類型題，當(dāng)遇到恒力運(yùn)動(dòng)時(shí)需要立即想到動(dòng)量定理、動(dòng)能定律和牛頓第二定律等相關(guān)定理。第2步需要選擇正確的解題方法。通過(guò)對(duì)題目分析可知，這道題屬于受恒力問題，因此選擇牛頓第二定律要更為合適一些，同時(shí)通過(guò)分析題目還可知這道題應(yīng)從兩種情況入手進(jìn)行解答。設(shè)物體的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律可得這樣一個(gè)公式F1=ma1，通過(guò)轉(zhuǎn)換a1=F1/m，因?yàn)樵陬}目中提到物體是從靜止開始運(yùn)動(dòng)的，因此可以選擇S=1/2＊a1＊t?這一直線運(yùn)動(dòng)的位移公式。第1種情況：假設(shè)物體運(yùn)動(dòng)到距出發(fā)點(diǎn)s/2這一位置處是位于出發(fā)點(diǎn)的右側(cè)，當(dāng)把F1去除掉以后再作用物體F2時(shí)，可以將物體運(yùn)動(dòng)看作是一個(gè)向右勻速和向左均加速的合成（v1t-1/2＊a2＊t2=1/2s），根據(jù)公式可得F1與F2的比值為2：5。第2種情況，如果物體運(yùn)動(dòng)距出發(fā)點(diǎn)s/2這一位置處是位于出發(fā)點(diǎn)的左側(cè)，這時(shí)可以啟發(fā)學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生自己嘗試、思考和分析，最終獲得解決方法。學(xué)生在自己動(dòng)手解決問題的這一過(guò)程中，不僅能夠加深對(duì)題目的理解，同時(shí)還可以更好地掌握推理法，并能夠?qū)⑵潇`活運(yùn)用到今后的解題當(dāng)中，達(dá)到一種“學(xué)以致用”的教學(xué)效果[6]。

（二）在機(jī)械能守恒解題中的具體應(yīng)用

就高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，正處在思維比較活躍階段，但是在邏輯性和嚴(yán)密性上會(huì)表現(xiàn)得明顯不足，大部分學(xué)生是采用“想當(dāng)然”這一方式來(lái)解題的，未能真正將自己所掌握的知識(shí)靈活運(yùn)用到問題解決當(dāng)中。而推理法的應(yīng)用可以很好地改善和解決這一問題，不僅能夠有效鍛煉學(xué)生耐心，而且對(duì)于學(xué)生嚴(yán)密推理能力的培養(yǎng)也能夠起到重要積極促進(jìn)作用。以高中物理課程中的“機(jī)械能守恒”這一部分知識(shí)內(nèi)容為例，借助下面一個(gè)例題來(lái)分析推理法在解題中的應(yīng)用。如：“以下幾種情況哪個(gè)屬于機(jī)械能守恒？A.物體沿光滑斜面下滑的過(guò)程；B.物體作自由落體的過(guò)程；C.物體沿粗糙斜面下滑的過(guò)程；D.降落傘在空氣阻力作用下勻速下降的過(guò)程。”學(xué)生在解題過(guò)程中，當(dāng)遇到機(jī)械能守恒問題時(shí)，首先需要知道機(jī)械能的概念。所謂的“機(jī)械能”，直接一點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是動(dòng)能、彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能的統(tǒng)稱。根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，要想物體的彈性勢(shì)能或重力勢(shì)能與動(dòng)能之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，其前提條件必須要保證重力或彈簧彈力做功，所以B選項(xiàng)滿足機(jī)械能守恒，因?yàn)槲矬w是作自由落體運(yùn)動(dòng)。而A選項(xiàng)物體沿光滑斜面下滑，整個(gè)過(guò)程中重力在做功，滿足機(jī)械能守恒，所以A選項(xiàng)也是正確的。而C選項(xiàng)，物體沿粗糙斜面下滑，整個(gè)過(guò)程主要是阻力在做功，不符合機(jī)械能守恒，所以C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。最后的D選項(xiàng)，降落傘在空氣阻力作用下勻速下降的這一過(guò)程中重力與阻力相等，除重力做功以外，還會(huì)涉及阻力做功，所以機(jī)械能不守恒，D選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。通過(guò)這樣的一種推理，當(dāng)學(xué)生在今后做題時(shí)遇到此類問題便會(huì)輕松解決，從概念和定義入手，逐層分析和挖掘題目中所涉及的相關(guān)信息，然后一點(diǎn)一點(diǎn)地去推理和求解，推理法更加適用于高中物理學(xué)習(xí)[7]。

（三）在電場(chǎng)解題中的具體應(yīng)用

在高中物理課程中，電場(chǎng)同樣也是一個(gè)重要板塊。所以，就要求學(xué)生要提高重視，找到適合自己的學(xué)習(xí)方法去更好地掌握這一部分知識(shí)內(nèi)容。以下面一道題目為例，幫助學(xué)生如何應(yīng)用推理法來(lái)解決電場(chǎng)問題。如：“已知虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處的點(diǎn)電荷帶正電?，F(xiàn)有一帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，虛線與實(shí)線的交點(diǎn)為a、b、c這三點(diǎn)，問以下選項(xiàng)中對(duì)該粒子的描述哪個(gè)是正確的？A.該粒子帶的是負(fù)電；B.該粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在c點(diǎn)的電勢(shì)能大；C.該粒子在c點(diǎn)時(shí)的受力是最大的；D.該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化比從b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化大?！备鶕?jù)題目中給出的粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡這一已知條件可知，該粒子受到了圓心處正電點(diǎn)電荷的排斥，所以可以得出該粒子帶正電這一結(jié)論，這樣就可以排除A選項(xiàng)。同時(shí)，根據(jù)這一條件還可知該粒子在a點(diǎn)時(shí)的受力最大，這樣又可以排除C選項(xiàng)。最后，根據(jù)電勢(shì)能定理和動(dòng)能定理可以推理出，B選項(xiàng)和D選項(xiàng)是正確的。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生這樣一層一層地推理，讓學(xué)生能夠?qū)⑼评矸ǜ`活地應(yīng)用到解題當(dāng)中，在一定程度上能夠有效提高解題效率，激發(fā)起學(xué)生對(duì)物理這門課程學(xué)習(xí)的自信心。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，推理法可以說(shuō)是高中物理一種有效的解題方法，不僅能夠幫助學(xué)生有效降低物理問題的解決難度，提高解題質(zhì)量和效率，同時(shí)還可以促進(jìn)學(xué)生嚴(yán)密的物理思維形成，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、探索問題和解決問題的能力，在增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)自信心的同時(shí)，感受解決物理問題過(guò)程的樂趣。所以，作為高中物理教師需要將這一方法積極傳授給學(xué)生，從而更好地應(yīng)對(duì)各種物理問題。

參考文獻(xiàn)

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[3]周芃池.推理法在高中物理解題中的應(yīng)用探討[J].青年時(shí)代，2017（36）：233-234.

[4]周良喆.高中物理解題中推理法的應(yīng)用實(shí)踐分析[J].求知導(dǎo)刊，2017（33）：126-127.

[5]姚志鵬.推理法在高中物理解題中的應(yīng)用[J].赤子，2018（7）：210.

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[7]李楊.高中物理解題中推理法的應(yīng)用實(shí)踐[J].數(shù)理化解題研究，2022（15）：110-112.