培养学生数理逻辑推理能力的意义和途经.DOCVIP

培养学生数理逻辑推理能力的意义和途经 大支坪民族初级中学 王保林 数理逻辑推理是一个广义的概念，所设计的内容涉及多个领域，在初中物理学习阶段特指运用数学原理（包含图像）来推导物理探究过程中的潜在规律，是一种物理规律和数学逻辑相结合的方法，它有时甚至可以代替我们物理探究的具体实验操作过程，而运用逻辑推理来总结物理规律，起到有效解决物理问题的途径！ 一、培养学生数理逻辑推理能力的意义 物理学的发展离不开数学，很多物理问题的解决是数学方法和物理思想巧妙结合的产物。在应用物理知识解决实际问题时，一般或多或少总要运用到数学运算进行推理，而且处理的问题愈高深，应用的数学知识也愈多。所以能熟练地运用数学处理物理问题，是学好物理的必要条件，在近几年的物理中考题都不同程度的体现了这一思想。在今后的高等物理学中的《理论力学》更是把数理结合的思维方式表现得淋漓尽致。尽管中学物理教学仅限于初等数学工具的使用，但数学方法与物理学密切相关，教学中如能切实加强对学生运用数学方法分析解决物理问题的训练。培养学生运用数学方法分析和解决实际问题的能力，将能使教学效果事半功倍。 二、培养学生数理逻辑推理能力的途径 在中学物理教学中，应用到的数学方法大致可分为两大类，一类是几何图像法，另一类是数学推理法，第一类运用几何图像来分析问题和解决问题，我们在教学过程中经常遇到，（如热学中晶体的熔化图像，液体的沸腾图像，静力学中物体的运动图像速度图像，电学中的u-i图像等），也是现阶段物理教学和近几年物理考试的一个重点，学生学习和掌握起来相对来说比较容易！第二类由于其深奥的内涵，加上学科之间的衔接不够，我们往往比较忽视，学生在学习运用上相对较难，不易掌握甚至运用！下面我分别举几个例子加以分析说明： 首先是几何图像法，在中学物理教学中需要用到许许多多的图像来表述一些物理概念、过程和结论。在教学中如能巧妙地用好这些图像将能使学生对概念的记忆、对过程的了解、对结论的理解更加深刻。几何图像法主要有以下两方面的应用： 用静态图像表述物理概念。 数学图像是定义物理概念最简洁、最精确、最概括、最深刻的语言，许多物理概念都要以数学形式（公式或图像）来表述，也只有利用了数学表述，才便于进一步运用它来分析、推理、论证，才能广泛地定量地说明问题和解决问题。力学中，路程、速度和时间的关系，密度、体积和质量的关系，压强、压力和受力面积的关系；热学中，热值、质量和热量的关系；电学中，电流、电压和电阻的关系，功、功率和时间的关系等运用数学中正比例函数的图像来表述，使学生记忆更加牢固。 如初中物理电流与电压的关系教学中，可用如图坐标系来表示电流随电压的变化情况。 此图像与数学中的正比例函数Y=KX的图像完全相同，但在正比例函数Y=KX中，要求k是一个定值，因而在电流与电压关系I=U/I中，也要求 1/R 是一个定值，即R的大小不能发生改变。由此延伸到在测小灯泡灯丝的电阻实验中，绝大多数学生把电流和电压的关系用图像表示出来时，得到图像的不是直线，原因何在呢？通过教师引导，使学生明白，不是直线的原因肯定是因为电阻R在实验过程中发生了变化，从而使学生注意到在此实验中温度对电阻的影响不容忽略。这样不但使学生明确掌握电流与电压的关系，还能对学生在测小灯泡灯丝电阻的实验产生明显的指导意义。 第二、用动态变化图像反映物理过程的变化规律. 如在初中物理凸透镜成像的教学中，我们一般都是通过实验演示出凸透镜的各种成像情况，然后再进行总结，并以表格的形式把各种成像情况表示如下： 物距（U） 像距（V） 像的大小 像的性质 正立或倒立 U2f fv2f 缩小 实像 倒立 fU2f v2f 放大 实像 倒立 U=2f v=2f 等大 实像 倒立 U=f 不能成像 Uf vU 放大 虚像 正立 作出图形后，引导学生分析在物体从无穷远处向凸透镜靠近的过程中，平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后，始终经过焦点，它们的方向和位置都不会发生改变。而经过光心的光线随着物距的减小，它与主光轴的夹角慢慢增大。这时，我们可以向学生灌输一种连续变化的思维方法，即在物体从无穷远处向凸透镜靠近的过程中，经过光心的光线以光心为中心按顺时针方向旋转，而另一条光线始终保持不变，则它们的交点会由近而远慢慢移动，接着消失，然后交点转移到凸透镜的左侧。通过这样用几何作图的方法去分析凸透镜的成像，能够使学生在大脑中建立一个连续变化的运动模型，对于成像的各种情况更加理解，从而使学生形成深刻的记忆。 其次， 通过数学推理的方法使复杂的计算过程简单化，导出潜在的物理公式，这也是学生学习运用上的难点！ 我们常遇到有些综合题所反映的物理过程往往比较复杂，其中，有些物理量是并不要求解出的，但