直观外推法在探究教学中的应用

王　（亻凡土）

摘要：“直观外推法”是用直观能理解的东西来推理自然界其他现象的方法。将这种方法运用到探究教学中，就形成了“直观——外推探究模式”。本文阐述了“直观——外推探究模式”的原理，并通过案例，说明了如何把此模式运用到探究教学中。

关键词：初中物理；直观外推法；探究教学；探究模式；直观——外推探究模式

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148(2009)4(S)-0063-2

青岛市是全国最早的课改实验区之一，多年来，我们在运用科学方法进行探究模式的建构上进行了许多有益的尝试，建构出经过实践检验的几十种不同的探究模式，“直观——外推探究模式”就是其中之一。“直观外推法”是用直观能理解的东西来推理自然界其他现象的方法，这是中国古代科学家搞理论的基本模式，从而使中国古代取得许多在当时十分领先的科技成就。在探究教学中运用直观外推法，能使我们通过类比已知的、熟悉的直观事物，形成对待研究的陌生问题的假说，从而找到相对合适的探究方向，为实验检验做好准备。将这种方法运用到探究教学中，就形成了“直观——外推探究模式”。该模式的类比过程思维发散度较高，有利于培养学生创造性思维的流畅性、灵活性，从而有利于实现新课改教学的三维目标。

1 直观外推法及其实例

1．1 直观外推法

所谓“直观外推法”就是用直观能理解的东西来推理自然界其他现象的方法。这是中国古代科学家搞理论的基本模式。可以用图1表示：

1．2 有关实例

（1）两小孩辨日

据说孔子东游齐国途中，看见两个孩子在那里争论不休。一个孩子说：“太阳从东方出来时离人最近，因为初升的太阳大得像车上的伞，到中午，却只有碟子那么小。难道不是因为远显得小，近处显得大吗？”另一个分辩说：“不对！早晨天气寒冷，到中午却热开了锅，这难道不是太阳在中午近了才觉得热，远了感觉到凉吗？”孔子听了两个小孩的话，也无法判断哪个正确。

上述故事中，两个小孩在推测太阳距离的远近时，都运用了“直观外推法”，过程如图2所示。

小孩甲的推理过程：

（2）彩虹的形成

雨后空中出现的彩虹，对古人来说是一种十分困惑的现象。彩虹究竟是什么？是否是一种神奇的动物？唐代张志和（约730~约810）曾经做过这样的实验：背向太阳喷洒小水珠，可以看到类似虹霓的情景。由此，推测出空中的彩虹也是由于阳光通过空中的水滴形成的。虽然还没有真正解释彩虹的成因，但在一千多年以前，能有这样的认识是很了不起的。张志和对彩虹的科学的解释就是运用了直观外推法，如图3所示。

可见，直观外推法的实质是一种“类比法”，是中国古代特有的一种类比的方法。

2 直观——外推探究模式

在探究教学中运用直观外推法，能使我们通过类比已知的、熟悉的直观事物，形成对待研究的陌生问题的假说，从而找到相对正确的探究方向，为实验检验做好准备。这样，就形成了“直观——外推探究模式”

2.1 “直观——外推”探究模式的思维程序

如图4所示是“直观——外推”探究模式的思维程序。

问题——直观——外推——假说——检验——结论

2.2 对上述思维程序的有关说明

①问题：提出要研究的问题。

②直观：学生将研究对象看作一个或几个周围熟悉的直观事物。然后，找到直观事物的某些性质。

③外推：将直观事物的这些性质，对应到要研究的对象中。

④假说：根据对应的内容，形成关于研究对象有关问题的假说。

⑤检验：运用实验手段检验假说的正确性。

⑥结论：得出关于研究对象的结论。

3 “直观——外推”探究模式的应用案例

下面通过探究初中物理“压力效果的有关因素”，体会这种模式的运用方法(如图5所示）。

4 问题讨论

（1）这种模式的基本思路是：通过与直观问题的类比，形成研究问题的假说。因此，这是一种“类比假说法”。

（2）“直观”环节中，要引导学生发散思维，通过“相似”，学生自己找到直观对象。由于和研究对象相似的直观事物可以不止一个，相似角度也可以不止一个方面，因此可以找到多个不同的直观对象。

（3）“直观”环节中，让学生自己找到直观对象的某些方面的性质，然后教师引导学生将这些性质转换、“翻译”成与研究对象相似的说法。这正是教师的引导作用的体现。

例如，将“打吊瓶”翻译为“药物与身体的接触面积大”，这样就为后面“外推”环节对应提出压力效果与受力面积可能有关做好准备。

（4）“外推”环节中，将直观性质与研究对象进行对应，引导学生将对应结果与规范的物理理论尽可能相同或相近。从而，使提出的假说方向更加合理。

（5）由于在“直观”中类比对象（直观对象）由学生自己提出，学生可以找到多个不同角度的直观对象，由于直观对象的性质可能各不相同，由此可能造成“假说”环节中出现多种不同的假说，这是十分正常的，正是这种模式在培养学生发散思维方面的重要体现。在“检验”环节分别设计实验，然后分别分组进行检验即可。

可见，“直观——外推探究模式”的类比过程思维发散度较高，有利于培养学生创造性思维的流畅性、灵活性也有利于实现新课改的三维教学目标。

(栏目编辑张正严)