建立規律的思維方法

2022-04-01 08:18:02 字數 1731 閱讀 7502

在獲得足夠的感性認識的基礎上,教師要指導學生探索物理規律,根據建立物理規律的思維過程和學生的認知特點,選擇適當的途徑,對感性材料進行思維加工,認識研究物件、現象之間的本質的、必然的聯絡,概括出物理規律。這是在物理規律教學中培養學生思維能力的關鍵。 中學生在建立物理規律時,常用的思維方法有四種:

第一,實驗歸納。實驗歸納即直接從觀察實驗結果中分析、歸納、概括而總結出物理規律的方法。具體的做法有:

第一,由對日常生活經驗或實驗現象的分析歸納得出結論。如掌握蒸發快慢的條件、電磁感應定律等;第二,由大量的實驗資料,經歸納和必要的數學處理得出結論。如掌握共點力的平衡條件、胡克定律、光的反射定律等;第三,先從實驗現象或對事例的分析中得出定性結論,再進一步通過實驗尋求嚴格的定量關係,得出定量的結論,如掌握牛頓第三定律、光的折射定律等;第四,在通過實驗研究幾個量的關係時,先分別固定某些量,研究其中兩個量的關係;然後加以綜合,得出幾個量的關係。

如掌握歐姆定律、牛頓第二定律、焦耳定律等等;第五,限於條件,無法直接做實驗時,可通過分析前人的實驗結果,歸納出結論。例如掌握光電效應公式。

第二,理論分析。理論分析就是利用已有的物理概念和物理規律,通過物理思維或數學推理,得出新的物理規律的方法。常見的有理論歸納和理論演繹兩種。

理論歸納就是利用已有的物理概念和物理規律,經歸納推理,得出更普遍的物理規律的思維方法。例如,能的轉化和守恆定律的學習和掌握,就可利用理論歸納的方法。能的轉化和守恆定律是在科學各分支學科長期發展的基礎上,經許多人系統的研究和總結後,於19世紀中期形成的自然界的一條基本規律。

學習和掌握這一規律不可能由某一實驗歸納來完成,可以根據科學史上建立這一規律的過程,對有關規律進行歸納而得到。19世紀中期以前,在力學方面,建立了動能、勢能、機械能等概念和機械能守恆定律:在熱學方面,人們建立了熱量的概念,並廣泛研究了熱與機械功的相互轉化問題,得到熱力學第一定律;在電學方面,英國物理學家焦耳對電流熱效應進行了定量的研究,建立了焦耳定律;化學反應中建立了能量守恆。

學生可以對所學的這些實驗規律進行歸納總結,從而掌握能的轉化和守恆定律;理論演繹就是利用較一般的物理規律,經演繹推理,推導出特殊的物理規律的思維方法。例如,在學習了能的轉化和守恆定律後,可以推斷出判定感應電流方向的規律——楞次定律。

第三,模擬。模擬是根據兩個(或兩類)物件在某些屬性上相似而推出它們在另一屬性上也可能相似的一種推理形式。其具體過程是:

通過對兩個不同的物件進行比較,找出它們的相似點,然後以此為依據,把其中某一物件的有關知識或結論推移到另一物件中去。模擬方法在物理學中獲得了廣泛的運用。首先,模擬是提出物理假說的重要途徑;其次,在物理學研究中廣泛運用著的模型化方法,實質上包含著模擬方法的應用。

學生在學習物理規律時,可以遵循建立物理規律的程式和原則,通過模擬的思維方法,加深對物理規律的理解,同時提高思維能力。

第四,臻美。所謂臻美的方法,就是在研究物理問題的過程中,按照美學規律,對尚不完美的東西進行加工、修改以致重組的思維方法。 美是在審美主體與審美客體統一的審美活動中,能滿足主體需要的並合乎客觀規律的可感形象。

物理學中蘊含著美的本質,本質要通過形式來反映。雖然物理的研究範圍極為廣泛,物理規律極為複雜,但物理家們普遍認為,物理學中蘊含的形式美主要有:「對稱、簡潔、和諧、多樣統一」。

利用臻美的思維方法,通過對美的追求提出假說,然後利用實驗直接或間接驗證,從而建立物理規律,是物理規律建立的一種重要的方法。學生在學習某些物理規律時,要掌握這一思維方法。

當然,在帶領學生探索和研究具體的物理規律時,不一定要按照歷史上建立物理規律的過程來進行,教師可以根據教學要求、學生的年齡特徵、知識基礎、能力水平、學校情況、教學內容、自身特點等來確定用什麼方法。

例談物理概念和規律的建立方法

摘要 如何使學生形成 理解和掌握物理概念,進而掌握規律,並使他們的認知能力在這個過程中得到發展,是中學物理教學的核心問題。義務教育物理課程標準 中的課程目標明確提出 學習從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規律,嘗試應用已知的科學規律去解釋某些具體問題,有初步的分析概括能力 的要求。在教學中對學生進行方...

如何建立自己的思維方式

比方說你學到乙個分析問題的方法,比如麥肯錫的 現象 問題 原因 對策 反饋 迴圈,看起來容易,但真成為你的思維 庫中的一種,你至少得找不同場合不同的事情用同樣的方法反覆練習。記住是不同的場合不同的事情用同樣的方法反覆練習,把一件事情反覆做一百遍和用乙個方法反覆做一百件事情是完全不同的概念。所以我常常...

思維的基本方法

思維是智力結構的核心成分,是智力活動的關鍵要素。思維又是認識活動的高階階段,同時思維活動也是乙個非常複雜的心理過程,有著不同種類 不同水平。思維反映的客觀事物是十分複雜的,而且能夠揭露事物的本質和內部規律性聯絡。我們必須分析了解並掌握思維活動的過程 活動形式 運作規律及有關原理,並學會運用思維的方法...