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在物理教学中如何培养学生的逻辑思维能力
新疆乌鲁木齐市百园路农十二师高级中学 李 超
【摘 要】高中物理是比较困难的科目，主要原因是因为物理无论是在知识上，还是在思维方法上都对逻辑思维有很高的要求。逻辑思维能力需要学生具有非常强的逻辑性,思维比较严密,它是学生学好物理这学科的基本素养之一。在高中物理教学中,教师应该在物理概念、物理规律和物理实验的教学过程中，注重培养、提高学生的逻辑思维能力,这样才能提高学生的物理素养，最终达到提高教学质量的目的。
【关键词】逻辑思维 物理素养
逻辑思维是一种理性的思考，是人们在揭示事物的本质过程中，借助概念、判断、推理等思维形式进行比较、分析、综合、概括，进而认识客观世界的一种大脑活动。高中物理一向以逻辑性强著称，因此学生在理解时会出现不少的困难，这也是学生普遍感觉高中物理难学的重要原因。但是逻辑思维能力同时也是高中物理基本素养之一，是每一位物理教师在教学中必须面对的问题，学生逻辑思维能力的强弱直接影响到学生的物理学习水平。因而在高中物理教学中必须注重有效地培养学生的逻辑思维能力。下面我结合自己的教学浅谈一下培养学生逻辑思维能力的方法。
一、在章节知识网络中培养学生的逻辑思维能力
学生在学习物理时，掌握每一章节的逻辑关系，才能更好地把学过的知识融会贯通。比如物理《必修一》第一章，物理概念是非常多的。在教学中讲解概念时，我首先要这些物理概念的逻辑关系给学生理清楚：为了研究匀变速直线运动，必须先确定研究对象——质点，为了能够定量研究质点的运动，还要事先选定参考系，建立坐标系，然后，还要确定描述质点运动的一些物理参量，如位移和路程，时刻和时间，速度和速率，最后，又向学生介绍了匀变速运动中最重要的概念——加速度等，这样就为研究匀变速直线运动做好了准备工作。学生理解了这些概念之间的逻辑关系，也就能理解编者编写这一章的用意，更有利于学生构建物理知识体系。
二、在物理概念教学中的培养学生的逻辑思维能力
教师在讲解概念时，不能仅仅把概念将给学生，还要把概念的逻辑关系讲清楚。比如我在讲圆周运动中线速度和角速度这两个概念，讲完这两个概念之后，我问学生：前面已经讲过速度，平均速度，瞬时速度了，为什么不继续使用它们，还要再引入新的速度呢？引导学生思考得出：那些速度在圆周运动中数值都为零了，没有意义。为了描述圆周运动中运动的快慢，必须引入线速度这个物理量。继续问：有了线速度，为什么还要引入角速度呢？引导学生思考得出：在圆周运动中，运动的快慢和转得快慢是不一样的，为了描述转动得快慢，还须引入角速度这个物理量。学生理解了这两个概念引入的原因，也就对它们认识更叫深刻了。这样在概念课的教学过程中，就可以一点一滴地培养学生的逻辑思维能力。
三、在物理规律教学中培养学生的逻辑思维能力
比如讲解动能定理，学生在学习前已建立能量的概念和动能的概念，已经与“功是能量转化的量度”衔接在了一起，动能定理则是建立在这一联系之上，将学生对功与能的关系拓展到一个新的高度，使得物体所受的合外力所做的功，与物体的动能变化联系在了一起。同时我们也应当知道，合外力所做的功与物体的动能变化之间的关系，不是学生够靠逻辑推理就能得出，教师必须分多个层次进行指导。我是通过自由落体运动推导动能定理的。先问学生：物体增加的动能是从哪里来的？学生很容易说出是重力势能转化来的。接着问：能量转化都需要有力做功，物体做自由落体运动时，哪个力对物体做功了呢？学生也很容易回答出是重力做功。再问：重力做功与物体动能的增加量相等吗？学生比较难以回答。这时可以从理论上进行推理。推理动能定理所需要的数学知识在学生的数学学习中已经成型，因此可以充当逻辑思维的重要工具。根据功的定义，重力做的功为：W = m g h。再有根据匀变速直线运动规律：v22-v12=2gh。两者联立可以得出：W = 1/2 MV22-1/2MV12即动能定理的简单形式。然后设计一个自由落体的实验（如图所示），让学生用实验数据，量出纸带上两点的距离，并计算处着两点的速度，最后验证动能增量和重力做功的数量关系。这样层层递进，可以很好的培养学生的逻辑思维能力。
四、在实验课教学中培养学生的思维能力
实验对学生的逻辑思维能力的要求非常高，更需要教师在实验的设计，实验仪器的选择，实验的误差分析等方面的教学中培养学生的思维能力。比如在《探究牛顿第二定律》这个实验中，先提出猜想：加速度可能与物体的质量和物体受到的力有关，那么用什么方法找它们之间的关系呢？为了排除干扰，加速度与物体的质量和物体受到的力的关系要一一验证，必须使用控制变量法。在选择实验仪器的时候，小车很容易想到，那如何让小车受到的拉力恒定呢？用手拉肯定是不行，学生根据以前做过的实验，可以想到使用钩码。在得出物体加速度与物体质量关系时，学生画a – m 图象，很容易猜想它们是成反比关系，但并不十分肯定。可以引导学生思维：如何才能确定它们是反比关系呢？如果学生不能直接回答出来，可以引导：我们不能直接从图象中看出反比关系，但我们能不能直接从图象中看出正比关系呢？大多数学生能回答出正比函数图象是过原点的斜直线。继续引导：如果 a 与 1/m 成正比，那a与m是什么关系呢？这是几乎所有的学生都能回答出是反比关系了。此时培养学生这种借助数学工具进行物理推理的能力，时机恰到好处。实验做完以后，可以问学生：我们在做实验时，没有考虑摩擦力，这对实验结果又什么影响？如何减少摩擦力对实验的影响呢？平衡摩擦力，对学生来说有些偏难，学生不太可能想到。但这也没有关系，只要学生思考了，对学生来说就是一次锻炼。
我们在教学中可以看出，逻辑思维能力的培养并不是一朝一夕的事，需要教师在教学中不断地刺激，学生在学习中不断的感受。一方面需要相应的意识和知识作为支撑，另一方面需要在逻辑推理的过程中锻炼。逻辑思维能力的培养离不开教师在初步推理过程中的引导；更需要学生进行思维和推理练习，而且这个练习还必须是长期的。学生只有在长期的刺激中才能提高逻辑思维能力，这个过程虽然并不容易，但只有使学生的能力逐步得到锻炼，提高学生的物理素养才不再是一句空话。
