高中物理解题中推理法的应用实践分析

周良喆

摘 要：物理是高中阶段学生学习的主要学科之一，物理知识与学生的生活十分紧密，由此可见物理的重要性。为了提高物理综合素质与学习水平，习题求解是最为有效的方式之一，使用推理法进行解题，可以在掌握物理知识的基础上提高物理解题水平。文章以提高物理学习素质为前提，分析了推理法在高中物理解题中的实践应用。

一、引言

高中阶段的物理知识相比较初中物理知识而言，难度更高，且物理知识、体系也更为烦琐，当学生进行物理知识求解时，如果只是使用简单的思维是无法得出真正答案的。所以，为了真正有效地掌握高中物理知识，在解题时可以使用推理法。所谓推理法，即利用习题中的已知条件，并对其进行分析，掌握各条件的关联，从而高效完成解题的一种方法。笔者在高中物理和推理法的基础上，分析了推理法的实践运用，这对于学生物理推理能力的提升具有非常重要的意义。

二、推理法特征

为了对学生的物理推理能力进行了解，就要先掌握物理学科的特点，透过表层表象确定事物中蕴藏的物理原理。在此基础上可以判断，物理推理能力即对判断并分析事物的表象，并将其过渡到学科性质的一种思维模式。一般使用推理法进行物理习题求解时，主要体现了几点特征[1]：①规范性，学生在求解物理习题时，所运用的思维模式都是一致的，通过这种规范化的思维模式，可以发现事物之间所具备的共同点，从而完成解题；②等级递进，学生使用推理性思维进行物理解题时，一般会用物理基础知识作为基础，再循序渐进地思考，而这种“等级递进”的特点，便是推理性思维得以持续进行的保证；③方向多样化，学生学习物理知识，以及解题的过程中，尽管习题最终结果是唯一的，然而求解的过程却可以多样化，所体现的多方向性特点，也为推理思维赋予了灵活性、多变性的特征，学生可以更好地掌握物理知识；④实验性，物理学科的学习是伴随着实验同步进行的，这也是物理学科的一大特点，同时一些物理知识点经过推理之后也需要通过实验才能够验证。

三、推理法应用流程

1.物理习题分析

当学生学习物理知识时，一旦遇到不理解的问题便会加以思考，而思考的过程便是进行物理推理、分析的过程。在这一过程中，学生主要是将不理解的问题进行层次和所属领域的划分，以此为之后的推理奠定基础，提供推理条件[2]。高中阶段的物理知识学习的分析过程，在求解某一领域问题方面体现了非常关键的作用，比如，我们在学习“曲线运动”这一部分知识时，便需要通过平抛运动实验对理论知识进行验证。实验的过程中，极为容易出现实验结论和预期结论不符的现象，为此，便要用到推理法，对这一现象进行分析，确定两种方法结论不吻合的原因。通过对实验结果的分析，最终了解到导致实验结果不准确的原因在于其中的一些可变因素，利用推理法可以快速地确定这些可变因素，即导致实验结果和实验预测不符的原因。在实际的平抛实验过程中，发现“斜槽末端的水平性”对于结果的真实性有非常重要的影响。

2.信息整合与差异对比

对物理习题进行分析时，会发现其中包含对实验结果造成影响的因素，即可变因素，为了保证最终结果的准确性，必须在发现的可变因素中确定一个可能性最高的，并对其进行重复试验，整合所有试验数据，这也就是物理推理法运用的信息整合阶段。

通过以上信息的整合，可以在发现问题的基础上，确定一些相似点，这一行为被叫作差异对比。差异对比可以有效提高学生物理知识的迁移能力，在问题的不同点和相同点中间确定一个推理的突破口，从而顺利开始后续问题的求解。此外，在差异对比的过程中，也能够帮助学生形成物理思维与概念。

3.推理总结

当已经完成已知条件分析、信息整合、差异对比环节之后，便要总结物理问题。在这一环节中，因为要将物理问题进行总结，所以也对学生平时知识点的掌握和分类能力带来了严格的要求。例如，我们在学习高中物理与“力学”有关的知识时，便要学会分类力的性质。力的性质的分类也考验了物理概念的理解程度，按照“力”的不同来源，可以将其分为多个类别，如在地球引力支持下的重力、在相互运动支持下的摩擦力、在形变支持下的弹力等。

通过以上分析可知，在物理解题中运用推理法，不仅能够有效扎实学生的物理基础，深入了解并掌握物理知识，而且还可以锻炼、培养物理知识的分类能力。

四、高中物理解题中不同推理法的应用

1.归纳推理法

所谓归纳推理法，也被叫作例证推理法，即通过对事物属性的分析，在个别知识的基础上归纳、总结出来的一般性结论，由此构成的解题过程即为归纳推理法。在物理解题过程中运用归纳推理法，需要按照“例子→例子→结论→检验”的流程进行，也就是通过具体实例归纳出结论，并对结论进行检验[3]。对例证推理法进行实际应用时，需要注意的一点是，以推理为前提的例证务必要确保真实性，凡是经过例证的命题，也要保证合理的推导过程。如果例证不真实，那么推导出来的结论也是错误的。因此，为了能够提升自身的推导能力，作为学生务必要谨慎推理。

例如，我们在学习“时间与位移”的相关知识时，其中一位学生提出问题：“我们在上学路途中，是如何来到学校的？”在这一问题中，便涉及了关于位移和时间的问题。我们通过画图的方式可以了解时间和位移之间的关系，由此引出时间间隔这一概念以及位移、时间的概念。在这一实例的背景下，我们对位移和时间之间的关系进行分析，可以确定一个结论，即位移受时间长短的影响而变化，随后便可以对这一结论进行验证，以此来证明该结论的准确性。

再如，我们学习牛顿第三定律的相关知识，并且求解这一环节的习题时，要求证作用力与反作用力之间的关系，那么便可以通过一些生活中比较常见的内容作为事例，如海平面的划水运动员快速滑行过程中，为何这些運动员不会下沉？在这一问题的引导下，便可以进行猜测和推导：游艇带领划水运动员在进行向前运动的过程中，因为运动员自身在通过滑板运动，并且向水面同时施加了斜向下的力。通过绘图的方式可以了解到，牵引力越大，那么运动员向水面施加的力也就越大。因为水自身特性的原因，这时便可以按照力的特性，以例证推理的方式对牛顿第三定律进行验证[4]，就像反作用力是怎样使运动员不会下沉到水中的。在验证的过程中，学生可以画出运动员的受力过程，并综合分析这个受力过程，以此也可以对适才提出的猜测和推论组织实施验证，总结出以下结论：当反作用力在竖直方向分力与运动员重力相同，那么运动员便不会下沉，一直漂浮在水面上。endprint

2.演绎推理法

演绎推理法和归纳推理法并不相同，这是一种在已知部分条件的基础上对问题进行分析，一般是选择能够有效反映该部分客观规律的理论，对未知部分进行推理的一种思维方法。该推理方法在物理解题应用的具体流程如下：“如果……那么……”，即通过假设的方式推理出结论，同时这一方法也是物理解题分析当中十分常用的方法，有助于锻炼学生演绎推理水平，从而使其能够更高效的分析、解答物理问题，建立一个趋于完善的推理思维。那么以“牛顿第一定律”相关习题为例，对演绎推理法的运用进行分析。

例如：在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力起跳，则（D）。

A.向北跳最远

B.向南跳最远

C.向东向西跳一样远，但没有向南跳远

D.无论向哪个方向跳都一样远

在求解例子时使用演绎推理法，如果人站立于船舱甲板上时和轮船一起向前运动，那当人跳起来之后，出于惯性会在水平方向依然维持原来向北的速度，而人向各个方向跳出的力都相同，那么他跳出的距离都相等，据此选择D选项。

再以足球运动为例，足球运动员在踢球时通过用力踢出足球而收获动能，足球运动在草地上因为阻力的原因导致其速度逐渐变缓，且动能也不断缩小。如果外力对物体做功，那么这一物体动能是否会发生变化，且做功和动能发生变化是否具有联系。运用演绎推理法对这一问题进行推理，如果物体原本已经具备速度v1，并且水平面摩擦力为f，在外力F的作用下，历经一段位移s，其速度可以达到v2，以此证明外力做功和动能的联系。可以先列出需要的条件，分析并整合问题要素，进而推导出结论。

3.类比推理法

类比推理法主要通过分析事物对事物之间的相通属性进行分析和总结，并分析其中相同属性，以此在通过联想、推理的方式建立另一种和其他属性相同的思维方式。类比推理法在物理解题中应用的步骤如下：“如果……则像……”，这一点与演绎推理法之间存在差异，演绎推理法是以假设的方式推理出结论，而类比推理法则是通过对比的方式推理出结论。在学习“电势能”这一部分知识时，便可以通过类比推理的方式，对结论进行推导。例如，正电荷q处于电场强度为E的匀强电场内，试求假设从A点到M点水平运动时电荷做功吗？对这一问题进行求解时，可以先联想一下之前学习的知识，想一些与该过程类似的知识。这时可以想到物理在重力场中发挥的重力作用，且在问题中要求解的是电荷由A点至M点水平运动，这与物体在重力场中移动过程中重力对其做功、路径毫无关联，只是与初末位置相关的思维路径类似。因此，我们可以使用物体在重力场内表现的实际情况组织类比。联想相关概念，通过重力势能、电势能等知识点的对比，了解带电体处于静电场内具有“势能”这一特点，因此可以总结其水平运动时做功这一结论。

五、结语

综上所述，使用推理法求解高中物理习题，不仅能够提高学生的推理能力，培养其逻辑思维能力，也能够让学生更加扎实地掌握物理基础知识，将各部分知识进行紧密连接，从而熟练地运用在物理习题求解中，进而达到提高物理学习水平的目的。

参考文献：

[1]李运红.论推理法在物理解题中的运用[J].科技传播，2010（14）：132，137.

[2]蔡岳哲.利用解題后的反思来提高高中物理解题实效性[J].科技展望，2017（5）：221.

[3]李新纪.分析高中物理电场及静力问题解题的思路与方法[J].通讯世界，2017（4）：248-249.

[4]孟宏蔚.物理解题训练中突破学生思维障碍的几点策略[J].现代农村科技，2017（2）：93.endprint