浅谈物理解题思路的逻辑思辨教学

李桂珍

摘   要：本文从注重培养学生的学科语言转化能力，注重培养逻辑检索、挖掘关键联系的能力，注重培养思维构建式解题能力，教师积极创设有效培养逻辑思辨的情景、习题，注重解题思路培养等四个方面阐述物理解题思路的逻辑思辨教学。

关键词：逻辑思辨;习题教学;解题能力

物理学科中蕴含着丰富的逻辑思维方法，逻辑思辨能力是分析和解决物理问题的关键，逻辑关系、逻辑思辨在物理教学中是培养学生科学思维能力的主要途径[ 1 ]。下面就物理解题思路中的逻辑思辨教学谈谈个人的一点教学方法。

1  注重培养学生的学科语言转化能力

每个学科都有自己的学科语言，在物理的题目中也要清晰地明白题目所表达的意思和物理信息，充分理解物理中的各个物理量和物理过程的逻辑关系，将物理语言转换成物理情景和物理模型。例如：在讲整体法和隔离法的时候。如图1甲所示：把两个小球a、b用两根质量不计的细线悬挂在天花板上，现在对小球a持续施加一个向左偏下45°的恒力F，同时对小球b持续施加一个向右偏上45°的同样大小的恒力F的作用，最后达到平衡，两小球质量关系未知，在下列图1乙中正确表示两球的平衡状态的是（    ）

分析：在处理上端绳子的拉力时只要对两小球看成整体进行受力分析就可以知道上端绳必须是竖直的，这就得理解物理中绳子的偏向方向和力的关系，正确理解整体法的使用。拓展一步，如果给a、b两小球带上同种不等量的电荷，那么轻绳的方向又是那种情况呢？仍然通过整体法对a、b受力分析的，还是A答案，这样学生比较容易得出。进一步变形，把图甲挂到一个小车车厢里，让车向右匀加速运动，上下两根轻绳子又会是怎么的情况？例如：车厢内用细线悬挂两个质量不同的小球，上面小球的质量比下面小球的大，如图2所示，当车厢水平向右做初速度为零的，加速度为a的匀加速直线运动，两小球均相对车厢静止时，不计空气阻力，下述各图正确的是

分析：两小球与车厢具有相同的加速度，分别对质量小的小球和两球整体分析，可得两小球的加速度是一样的，得出绳子拉力的方向，从而确定正确的选项B.

2  注重培养逻辑检索、挖掘关键联系的能力

在物理的学习中学生存在着较多的逻辑混乱的问题，在整个教学过程中无论是实验探究还是其他物理学习中都离不开物理的逻辑思维思想，因此培养学生的逻辑检索和挖掘关键信息的逻辑思辨能力，使学生在分析物理问题时有一个比较清晰的逻辑关系思路。培养高中生的逻辑检索、挖掘关键联系的能力是一个重要的任务[ 2 ]。这就要求我们在做题的时候要充分挖掘隐含条件，构建逻辑关系。例如：我们在分析电路的题型时的电路逻辑关系比较多是电流关系、电压关系、电阻关系、电功率关系，充分应用这些关系可以更好地建立起逻辑的思辨方法。如图3所示，在恒定电流中的电路一部分电路图中，三个电压表都相同，R1和R2是两个定值电阻，电路稳定后，电压表V2和V3的示数分别为4V和10V，如何求电压表V1的读数？

分析：电压表V2、V3 是并联关系，再与电压表V1串联的关系，又因为三个电压表是一样的所以内阻一样，并联后分电路电流和等于总电流，这里的逻辑关系就是并联后再串联电流的关系问题，隐含的关键信息就是电压表可以当成电流表，这样问题就简单了。学生容易受到R1，R2的影响。

3  注重培养思维构建式解题能力

平时应注重培养学生认真观察生活中的物理现象，在物理学习中教师也应把相应的知识具体化到现实生活的问题中，这样有利于学生对学习的知识内容具体化和形象化，形成知识的模块在大脑中更易存储和记忆。在解决实际问题时，针对题设中的关键信息及条件的正确解读，引导学生把题目的信息还原并正确构建物理模型，充分挖掘隐含条件逐渐形成逻辑思辨的解题方法。我们在教学中可培养学生思维构建进行逻辑思辨的能力，建立物理模型，展示思维辨析过程。例如：在如图4所示A、B两滑块质量分别为mA、mB，A和B用轻质弹簧连接起来在恒力F的作用下一起沿接触面做匀加速运动，一种情况是水平面情况，一种是沿斜面，并且分成光滑面和粗糙面两种情况，在这（1）-（5）五种情况下的运动中，求弹簧的弹力大小关系。

通过分析我们可以发现他们的模型可以由图4（4）情景下进行逻辑思辨，建立物理模型，只是夹角不同，以及摩擦因数不同，其他图都是图4（4）的特殊情况下的情形，因此只要在这个基础上进行的辨析和拓展。先利用整体法，由牛顿第二定律可求出整体运动的加速度的大小，再利用隔离法可以求得弹簧对物体A的拉力的大小。

4  教师积极创设有效培养逻辑思辨的情景、习题，注重解题思路培养

每个物理规律和概念的形成都来源于对物理现象和情形的分析、建模、思维构建的一个过程，因此在解题过程中我们也要将题目的情形还原到物理逻辑思辨的情景，在教学过程中通过精心设计和充分展现物理情景，让学生更加深刻地领悟物理模型和掌握物理规律，从而更加有效地培养学生的逻辑思辨能力，形成解题思路。

例如：分析电磁感应的综合题（厦门市 2018-2019 學年度第一学期高三年级质量检测16题）.有一间距为L与水平方向成 θ 角的光滑平行轨道足够长如图5所示，空间存在磁感应强度B的匀强磁场，方向垂直轨道平面向上，轨道上端接有电容器C和定值电阻R，S为单刀双掷开关。单刀双掷开关先接到a点，一根电阻不计、质量为m的导体棒以初速度v0从轨道底端沿着轨道向上运动，到达最高点单刀双掷开关再到接b点，经过一段时间后导体棒又返回到轨道底端，已知重力加速度为g，轨道电阻不计。求：（1）导体棒初速度v0时，电容器的带电量q;（2）导体棒在上滑过程中加速度的大小a;（3）若已知导体棒到达轨道底端的速度为 v，求导体棒下滑过程中定值电阻产生的热量Q和导体棒运动时间t。

分析情景逻辑思路：本题从力和能量两个角度，分析电磁感应现象，根据欧姆定律、法拉第定律和电流的定义式推导出加速度与电流的关系是解题的关键。对于问题2小题导体棒切割类型，关键要正确分析受力，把握其运动情况和能量转化关系。（1）导体棒获得初速度v0时切割磁感线产生感应电动势E，由E=BLv0求出感应电动势，此时电容器板间电压等于感应电动势U，从而求得电容器的电压U，即可求得电容器的带电量q=CU=CBLv0。（2）根据电流的定义式、欧姆定律、法拉第电磁感应定律推导出感应电流表达式，从而得到安培力表达式，再根据牛顿第二定律求得加速度（3）导体棒上滑过程做匀减速运动，由运动学公式求出导体棒上滑的最大距离s。对于下滑，运用动量定理和积分法求导体棒运动的时间t。由能量守恒定律求热量Q。

逻辑思辨教学是培养学生能更好更有效地应用物理逻辑思辨思路解题能力的一个很好的途径和方法。在解物理问题中，我们要让学生形成自己的逻辑思辨的方法和方式，同时也要有发散性的思辨能力的培养，进而更加有效地提高解题能力。

參考文献：

[1] 王福新.试论物理学中的逻辑思维方法[J].教学与管理（理论版），2007（11）.

[2]周进.高中物理教学中学生逻辑思维的培养[J].中学生数理化（教与学），2016（1）.