寧啟儀

［摘 要］初中物理教學要注重引導學生進行演繹推理、歸納推理、類比推理，以實現物理知識的建構，進而有效提升學生的思維質量，優(yōu)化學生的思維品質，完善學生的思維樣態(tài)。引導學生在物理學習過程中學會推理，對于學生的物理認知和思維發(fā)展具有十分深遠的意義和價值。

［關鍵詞］初中物理；科學推理；思維

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2024）12-0008-03

初中物理是一門兼具演繹性、歸納性、類比性的學科。實施初中物理教學，不僅要引導學生實驗，更要引導學生推理。初中物理教師要具備引導學生推理的意識和能力。推理，簡單地說就是從已知到未知的一個探究過程。它需要強而有力的證據以及科學嚴謹的論證。為了了解學生的推理思維，把握學生的推理方向、推理過程，教師有必要將學生的推理思維可視化，以便引導學生進行科學推理。在物理學習中，學生常用的推理有演繹推理、歸納推理、類比推理等。通過引導學生推理，提升學生的思維能力和認知能力，讓學生的物理認知和思維從低階走向高階、從膚淺走向深刻、從被動走向主動。實踐證明，科學推理能完善學生的思維方法和知識體系。

一、引導學生進行演繹推理，提升學生的思維質量

物理學科中有許多概念、公式等。這些概念、公式是從物理現象、規(guī)律等抽象而來的，具有極高的抽象性。在引導學生建構物理概念的時候，教師要從學生的已有知識經驗出發(fā)，激活學生的已有知識，并引導學生利用已有知識、概念進行演繹推理。演繹推理具有一種內在的邏輯性、嚴密性，有助于學生將物理新概念與原有概念等結合起來，進而建構物理概念和知識體系。引導學生進行演繹推理，能有效發(fā)展學生的物理學思維，促進學生的物理學認知，提升學生的物理素養(yǎng)。

比如，教學蘇科版教材九年級下冊的“電能表與電功”這一部分內容時，筆者引導學生采用控制變量法進行實驗：讓學生利用電源、開關、燈泡、滑動變阻器、導線等相關的實驗材料搭建一個簡單的電路。在學生移動滑動變阻器滑片的過程中，讓學生觀察燈泡的亮度，并引導學生猜想：影響電功大小的因素有哪些？這時學生自然會從電流、電壓等相關要素方面來回答。在此基礎上，引導學生自主設計串聯、并聯電路實驗，讓學生探究電功與電壓的關系、電功與電流的關系等。在學生建構出電功的公式[W=UIt]之后，引導學生復習純電阻電路中的歐姆定律[U=IR]，并通過演繹推理，自主建構出純電阻電路中用電器做功的另外兩個公式。在這個過程中，筆者不僅引導學生自主建構公式，還引導學生思考公式應用的前提、條件，讓學生認識到電功公式是一個普遍適用的公式（定義式公式），而引入歐姆定律之后所演繹的電功新公式（導出公式）是一個有條件的公式，即純電阻電路的電功計算公式。有了這樣的一種演繹，學生在學習“電功率”等相關知識時，就能從定義式、推導式等方面進行辨析。在物理教學中，通過引導學生比較、思考，進行演繹推理，能讓學生洞察物理學科知識和概念之間的聯系、區(qū)別，深刻地認識到物理概念、公式應用的精妙、巧妙、奇妙。只有引導學生自主演繹公式的誕生過程，才能讓學生對物理概念、公式的理解更加深刻、更加到位。因此，對于初中物理概念、公式等的演繹推理，教師應當盡可能地創(chuàng)設條件、打造平臺、提供契機，讓學生展開自主推理、自行演繹，進而認識到物理概念、公式等的本質，促進學生對物理概念、公式等的應用。

引導學生進行物理概念、公式的演繹推理時，教師可以將相關的物理概念、公式等的結果隱藏起來，讓學生深入思考與探究，體驗人類探索物理概念、公式的艱辛歷程。其中，教師尤其要引導學生將物理新知與舊知聯通起來，讓物理新知建構于學生的物理舊知的基礎上。只有這樣，才能讓物理新知有效納入學生的已有認知體系，與已有知識整合成一個新的知識體系。

二、引導學生進行歸納推理，優(yōu)化學生的思維品質

在初中物理教學中，教師不僅要引導學生進行演繹推理，還要引導學生進行歸納推理。歸納推理包括完全歸納推理和不完全歸納推理。一般來說，完全歸納推理是以某類中每個對象都具有或不具有某一屬性為前提，從而推導出該類中的全部對象具有或不具有該屬性為結論的推理形式。它具有嚴格性、嚴密性、必然性、結構性、完整性、體系性。而不完全歸納推理是通過某類中的部分對象具有或者不具有某一屬性，從而推導出該類的全部對象具有或不具有某一屬性的推理形式。顯然，不完全歸納推理具有或然性和局限性。在初中物理教學中，教師不僅要引導學生進行完全歸納推理，還要引導學生進行不完全歸納推理。通過引導、點撥學生進行歸納推理，提升學生的推理能力，促進學生驗證能力的發(fā)展。

如果說演繹推理注重引導學生分析，那么歸納推理則注重引導學生概括、抽象、提煉。在初中物理教學中，教師既可以引導學生對相關聯的概念、公式進行抽象、概括、歸納，也可以引導學生從物理實驗中進行抽象、概括、歸納。而物理實驗是學生進行歸納推理的引子，為學生的歸納推理服務。為此，教師在教學中要精心設計學生的物理實驗，讓學生從物理實驗中能抽象、概括、歸納出相關的概念、規(guī)律、公式等。比如，在教學蘇科版教材八年級上冊的“凸透鏡成像的規(guī)律”這一部分內容時，筆者引導學生分類進行物理實驗：一是將蠟燭（物）移至兩倍焦距之外；二是將蠟燭移至兩倍焦距處；三是將蠟燭移至一倍焦距到兩倍焦距之間；四是將蠟燭移至一倍焦距處；五是將蠟燭移至一倍焦距以內。通過這樣幾個關鍵節(jié)點的實驗，引導學生觀察凸透鏡成像的規(guī)律并思考：是成倒立的像還是正立的像？是放大的像還是縮小的像？是實像還是虛像？在此基礎上，引導學生自主概括、歸納凸透鏡成像的規(guī)律：一倍焦距分虛實；兩倍焦距分大??；像的大小像距定；像兒跟著物體跑。這一凸透鏡成像規(guī)律，就是學生在進行了關于物體在距離凸透鏡“一倍焦距以內”“一倍焦距”“一倍焦距到兩倍焦距之間”“兩倍焦距”“兩倍焦距之外”的成像實驗基礎上概括、歸納的，是學生實踐活動智慧的結晶。在引導學生歸納出凸透鏡成像的規(guī)律之后，教師不妨讓學生自己設定物體到凸透鏡之間的距離，進行自主性的實驗驗證，從而讓學生認識到，不完全歸納推理需要有效的舉例驗證。同時，教師也可以引入“高斯成像公式”來引導學生思考。

引導學生進行歸納推理，關鍵是要培育學生嚴謹、嚴密的思維。對于學生來說，歸納推理不僅僅是一種推理形式，更是提升自我邏輯思維的重要載體。在初中物理教學中，教師要鼓勵學生大膽地猜想，并引導學生應用相關的素材、資源對猜想進行驗證（證實或證偽）。同時，歸納推理也是一種思維方式、認知方式、探究方式。因此，教師必須注重引導學生進行歸納推理，讓學生掌握歸納推理的一般形式、程序思路、方法，在物理學習過程中會歸納、善歸納、樂歸納，使其成為學生進行物理思考、認知的一個重要方式，提升學生的歸納推理能力，使學生在物理學習中能有效地應用歸納推理。

三、引導學生進行類比推理，完善學生的思維樣態(tài)

類比推理是推理的一種重要形式、方式。相比較于演繹推理、歸納推理，類比推理更直觀、更形象、更具體。所謂類比推理，是一種“由此及彼”的推理。具體而言，就是根據兩個對象在某些方面具有相同、相似的屬性，推導出它們在其他屬性方面也相通的一個推理過程。類比推理也是一種或然性推理，但它不同于歸納推理，歸納推理是從特殊到一般的推理，而類比推理則是從特殊到特殊的推理。在引導學生進行類比推理的過程中，教師要加強引導學生觀察、比較。此外，類比推理可以分為完全類推和不完全類推。

在初中物理教學中，教師要引導學生選擇類比推理的視角，如性質關系類比、結構模型類比、概念引入類比、公式理解類比等。例如，在教學蘇科版教材九年級上冊中的“電壓”這一概念時，由于電壓是無形的，導致很多學生覺得這一概念比較抽象，在分析電路時經常會出現錯誤。為了促進學生對“電壓”這一抽象概念的理解，筆者在教學中引入了“水壓”的概念，引導學生從水壓的本質——水位差類比推導出電壓的本質——電位差。有了這樣的一種類比，學生在分析電路的時候，對于“電壓”就會主動借助“水壓”概念來理解。如在一個電路中，電流總是從電源的正極流向電源的負極，對此學生就會形象化地聯想到：在一個水路中，水總是從上游流向下游，而且水在流動的過程中，總是會“抄近路”，迂回繞過有障礙的地方。由此，學生就自然而然地理解了電路中相關的用電器被短路的問題。又如，在串聯電路中，幾個用電器的電阻不同，分得的電壓就不同，電阻大的電壓相應地大，電阻小的電壓也相應地小。對于這樣的“串聯分壓”，有的學生會積極主動地類比“水壓”，以此獲得深刻的理解。通過類比推理，學生能獲得對物理知識的深刻性、本質性、關聯性的理解。在理解了物理相關知識之后，學生就能有效地應用這些知識解決問題。其實，在物理學科的電路教學中，類比推理的應用十分廣泛。如我們可以將水管類比導線，將閘門類比開關，將水輪機類比小燈泡，等等。如此，學生對電流、電壓等電學概念就會有更為直觀、鮮明、形象、具體的認知。

類比推理在學生的物理學習中扮演著十分重要的角色。它可將抽象的知識形象化，將復雜的問題簡單化，將未知的問題已知化，能讓看似不相關的知識獲得某種溝通、某種契合。通過類比推理，能提升學生的物理分析能力、解決問題能力。作為教師，要充分發(fā)揮類比推理的多種育人功能，彰顯類比推理的多重育人價值，利用類比推理引導學生發(fā)現新知識，建構新概念。在物理學史上，有很多重要的、重大的物理學知識的發(fā)現，都是物理學家類比推理的結果。如盧瑟福通過類比原子和太陽系提出了一種原子結構模型，即帶正電的原子核相當于太陽，而帶負電的電子就相當于繞著太陽轉的行星；又如哈勃通過聲波和光波之間的類比提出了哈勃定律；等等。因此，在初中物理教學中，教師要善于引導學生進行類比推理，樂于引導學生進行類比推理，讓學生在物理學科學習中形成一種自覺的“類比意識”。只有引導學生進行類比推理，才能催生學生的物理發(fā)現，引導學生的物理學知識建構，促使學生進行自主性的物理學知識創(chuàng)造。

綜上所述，初中物理教學要注重引導學生進行科學推理。學生不僅需要掌握物理學知識，更需要形成物理學思維、物理學想象。借助于演繹推理、歸納推理以及類比推理，能有效地提升學生的思維質量，優(yōu)化學生的思維品質，完善學生的思維樣態(tài)。發(fā)展學生的推理能力，不僅是物理學科教學的目標與要求，同時也是學生學習物理的重要需求。俗話說：“授人以魚不如授人以漁?！敝挥凶寣W生在物理學習中學會推理、掌握方法、形成思維，才能有效助推學生物理學習力不斷、持續(xù)、和諧地發(fā)展。物理學科的學習不僅需要學生的理性思維，同樣也需要學生的感性思維、直覺思維、知性思維。引導學生在物理學習過程中學會推理，對于學生物理認知、思維的發(fā)展，具有十分深遠的意義和價值。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 郭玉英，張玉峰，姚建欣.物理學科能力及其表現研究［J］.教育學報，2016（4）：57-63.

［2］? 李寶銀.初中物理核心素養(yǎng)與關鍵能力的研究：對“實驗探究”教學的建議［J］.湖南中學物理，2018（12）：47-49.

（責任編輯? ? 羅? ? 艷）