初中生物理归纳推理的认知分析与指导策略

孙洪波

摘要：科学思维能力对于学生独立思考和判断、分析和解决实际问题能力的发展、提升创造力等具有重要作用，归纳推理能力作为科学推理能力的重要组成部分，也是衡量学生科学思维能力的重要指标。另外，归纳推理是物理教学中的重要方法，在初中物理教学中许多概念的建立、规律的得出都涉及到归纳推理，培养学生的物理归纳推理能力不仅有助于加深学生对概念、规律等的理解，也能促进学生掌握物理方法、形成物理思维。由此看来，分析初中生物理归纳推理的认知过程，并提出针对性的指导策略，对于学生科学思维能力的培养以及物理教育质量的提升均具有重要意义。

關键词：初中生;物理归纳

中图分类号：G4 文献标识码：A

1 初中生物理归纳推理的认知过程

1.1 信息抽取

物理事实包括在自然和生活中、物理实验中客观出现的物理现象和物理过程等[3]，在信息抽取阶段，学生需要对情境中的物理信息进行过滤，剔除无关信息，识别出与归纳推理任务相关的信息，如物理事物的特征与属性，物理现象、物理过程中蕴涵的因果关系等联系。接着将这些信息转化到工作记忆中进行编码与表征，通过初步的分析与比较，提取出相关的物理特征。在信息抽取阶段，学生若能产生顿悟式的联想，就能迅速进入假设生成阶段;否则，进入到归纳加工与识别阶段。

1.2 归纳加工与识别

信息抽取起到初步的定向作用，接下来学生将物理情境中有关物理对象特征的信息与认知结构中有关物理对象属性的信息进行匹配，对这些信息做进一步的分析和比较，识别其中的相似性与差异性。对于较复杂的物理情境，可借助分类等方法，构建物理对象、特征、属性之间的关系结构，通过分析这些关系结构之间的相似性寻找规律。在归纳加工与识别阶段，若能成功识别规律，则进入到假设生成阶段;若不能识别规律，则返回信息抽取阶段。

2 初中物理归纳推理教学的指导策略

2.1 挖掘归纳推理素材，引导学生认识归纳推理

“归纳推理”本身比较抽象，教师必须遵循一定的程序帮助学生学习如何进行归纳推理，使他们理解归纳推理的方法。在学生的生活中、物理教材中蕴涵的归纳推理素材十分丰富，教师可以结合学生的认知水平，选取恰当的归纳推理实例，引导学生认识和理解归纳推理。具体可以从以下两个方面进行尝试。

2.1.1 以物理实例为“引”，使学生了解归纳推理的程序

初中生虽然没有学习过归纳推理的一般性知识，但在生活中会经常接触到归纳推理。教师可以结合学生熟悉的例子，如，“冬至在月头，大寒年夜交;冬至在月中，天寒也无霜;冬至在月尾，大寒正二月”等谚语，介绍归纳推理的基本形式。还可以结合具体的物理实例，做好示范，将全部归纳推理的流程呈现给学生，明确指出归纳推理的方法，揭示归纳推理的形式、特点和操作过程等，使学生有章可循，逐步掌握归纳推理的一般方法。

2.1.2 以物理学史为“导”，使学生感悟归纳推理的思想

物理学史能引导学生追寻科学家的研究历程，体验知识的形成过程，让学生在理解知识的同时，体会科学的思维方法。合理选取和组织史料，可以让物理学史的背景成为物理归纳推理的情境。在教学中，教师可以通过创设历史情境，使学生沿着历史的线索追溯科学家的归纳推理过程。具体可以围绕着这些问题展开：这些物理现象的共性是什么？科学家怎样将它推广到更大范围？如何检验假设？若出现反例，反例与假设的本质矛盾是什么？如何调整修正假设？教师引导学生解决这些问题的过程也是让学生体验归纳推理的过程。

2.2 巧设梯度性问题，激发学生的归纳推理思维

“学起于思，思起于疑”。受学生认知特点的制约，他们的归纳推理过程往往不太顺畅，会出现各种各样的错误，教师需要精心设计问题串，让学生在问题中思考，在问题中深入探究，使师生的认知与思想形成积极的互动。

2.2.1 通过比较型问题，引导学生识别规律

归纳推理情境中所呈现的信息一方面可能看似迥异，毫无关联，需要我们从巨大差异中寻找共同本质。另一方面，可能看似相同，以至于掩盖其中的区别，需要我们看清其内在的本质差异。教师需要引导学生对各物理事物的特征、属性进行分析、比较，引导学生识别规律。因此，教师在教学过程中可以设计一些比较型问题，引导学生进行分析比较：一是，对事物的形态、特征进行比较，识别事物特征的相似性、差异性，把具有共性的物理对象归为同一类。例如：“这些物理对象有哪些相似之处？从什么角度分析？是否还能从其他角度进行分析？”多角度地找出相似之处。二是，对事物的属性进行比较，识别事物内在的、本质的联系。例如：“这些物理对象都有哪些性质？它们有哪些相同的性质？”三是，对事物的特征、属性以及事物与属性间的内在联系进行本质性比较，使学生避开胡乱的猜想，“由表及里”地识别出规律。

2.2.2 通过反思型问题，培养学生的假设修正意识

学生的知识、能力、非智力因素等都可能导致归纳推理的结论存在例外或完全错误，因此，教师应引导学生梳理思维过程，对假设进行修正。可以围绕以下问题向学生提问：提出的假设是否符合一般常识？它在什么范围内成立？在更大的范围内是否也成立？是否可以对假设进行改进？这个现象是否符合假设？若不符，如何调整修正假设？通过这些问题来引导学生进行积极的反思和自我监控，直到这样的提问成为学生的自觉行为。

2.3 创设体验性活动，促进学生深度参与归纳推理

归纳推理是一种基于“事实”的推理，物理实例、物理现象是归纳推理的根源，需要学生的经验和亲身体验。归纳推理能力是一种在潜移默化中形成的能力，不是教师“教”出来的，而是学生在参与物理活动的过程中“做”出来、“悟”出来的[7]。在物理教材中，重要的概念、规律总是要展示其得出过程，这个过程常常包含归纳推理方法，因此，教师需要深入挖掘并选取教材中蕴涵归纳推理的内容，结合学生的兴趣、已有的生活经验和思维特点，将物理概念、规律的学习和归纳推理的运用融为一体，为学生深度参与归纳推理创造机会。

归纳推理要经过观察、实验，得到物理对象的特征与属性;通过分析、比较事物的相似性与差异性，识别出共性或规律;再进行抽象概括，生成假设;最后对假设进行调整修正，获得一般性结论。因此，教师在教学中需要把握这四个层次，引导学生按照“实验—观察—识别规律—提出假设—调整修正”的顺序进行规律的探究。在探究的过程中，学生通过对物理现象的观察、分析，提取出物理对象的特征与属性等关键特征;通过对实验数据的处理，寻找数据间的内在联系，并自主进行分析、比较，识别出共性或规律;接着通过抽象概括，生成假设，并进一步思考假设的适用范围，思考若出现反例，该如何修正假设等。在探究物理规律的过程中使学生的物理归纳推理活化。

参考文献

[1] 金新喜.中学物理教学中的归纳之惑[J].物理教师，2014，35（07）：7-10.

[2] 崔小迪.斯腾伯格---启发智力研究的新世界[J].大众心理学，2011（08）：47-48.

[3] 续佩君.物理能力测量研究[M].南宁：广西教育出版社，1996.