物理教学中两种典型思维方式与思维导图绘制

罗敏　李琳

摘 要： 本文介绍了物理教学中三种典型的思维方式与物理思维导图的建构过程。图文结合的思维导图教学可以进一步丰富学生的物理思维，使物理思维更具有灵活性﹑深刻性和创新性；物理思维完善能使物理学习进行得更顺利更轻松，即学生在学习中更容易构建思维导图。学习物理是一个极富探索性的活动，它能激发学生学习兴趣，能使学生的探索和创新精神得到培养。

关键词： 类比思维 归纳思维 多向思维 思维导图

一、类比思维与物理思维导图绘制

类比是从个别—个别，一般—一般的演绎推理方法，是以比较为基础的一种科学认识，它通过两个或两类研究对象进行比较，找出他们之间的共同属性（或规律或存在的自然事物），并将此作为根据，把其中对某一个（或某一类）对象的有关知识和结论推广到另一个（或一类对象上），进而推论出他们的其他属性（或规律或存在的自然事物）也可能相同或相似的结论。类比思维大致有两种，一种是同一问题不同方面的对比，另一种是相似问题之间的对比。

类比思维在高中物理教学中是一种非常被教师推崇的思维方式，也常常被称为举一反三﹑触类旁通等。康德说：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。”著名的物理学家麦克斯韦认为：“一门科学的定律和另一门科学的定律存在部分相似，这使得每条定律对其他定律有所说明。”

类比思维渗透在整个物理学的发展过程中，因而高中物理教材中的类比比比皆是，教师不仅要充分利用教材中的类比思维，还要吸收科学家们曾经用过的类比史料培养学生的类比思维能力，养成类比的思维习惯。科学史中有很多重大发现都归于类比思想，它就像一个伟大的引路人指引着我们朝成功的方向前进。德国物理学家欧姆受到傅立叶热流规律的启示，通过以热现象与电现象的类比中作出假设：导线中两点之间电流的大小可能正比于这两点间的某种驱动力，随后欧姆通过实验验证了这个假设，从而得到了欧姆定律I=U/R。1766年氧的发现者普利斯特利受到牛顿研究万有引力的启示，他把电荷的作用与物质引力的内部的作用类比，猜测电荷的相互作用遵循距离的平方反比，完成这个实验验证的是库仑，库仑用电白实验验证前面的假设，得到了库仑定律。

类比思维的应用可以把陌生的模型和熟悉了解的模型进行对比学习，可以把未学的知识和头脑中已有知识的进行类比，可以有效提高学习效率。类比思维方式被应用到物理思维导图专题的研究中，可以进行同类问题的横向类比和纵向类比，这样可以使学生更深刻地了解问题﹑归纳总结问题的解决方法。图文相结合使学生更深刻了解和记忆问题出现的所有可能性，以此克服學生马虎忽视一些情况的可能性。现在以传送带模型问题进行研究，横向类比可以分为四种情况：同向水平传送﹑逆向水平传送﹑倾斜同向传送﹑倾斜逆向传送。纵向类比可以将传送带问题泛化到两物体叠加问题。思维导图可以使学生更好地掌握所学知识内容，同时能轻松地对所学知识内容进行迁移，在有限的时间内使学生达到预期效果。

二、归纳思维与物理思维导图的绘制

培根首次提出了归纳法在人们认识科学世界中占据不可取代的地位。归纳法是一种从个别事实中概括出一般概念﹑规律的思维方法，它是一种推理形式。人类认识过程中必须从因果关系，分析个别事物﹑现象出发，任何可靠的真理都必须以大量事实为依据。通过对多数事物的比较，就可能使单一的﹑个别的事物上升到普遍﹑一般，升华成结论﹑规律。

牛顿在一系列重大科学发现过程中，正确应用归纳法，取得了很多成果。如他从别人在不同纬度上测得的重量差异归纳出质量的存在，从各个天体上存在重力性质的差异归纳出有引力的存在。运动三大定律是在大量观察和实验的基础上，通过归纳才得出的定量定律，如运动第二定律就是在水平面上和垂直落下的加速运动实验之中，先归纳出外加力和重力分别与惯性质量中速度和引力质量乘重力加速度的比例关系，然后通过惯性质量和引力质量等效，才归纳出运动第二定律。

归纳法是一种推理形式，运用归纳法进行推理时，可以分为三个基本步骤：

第一步搜集材料。普遍认为搜集的资料料越多﹑越广泛，得出普遍结论可信度越高。

第二步整理材料。整理从观察和实验所得的材料，将材料归类在适当的秩序内。

第三步概括抽象。通过对材料加以处理对比﹑分析，透过事物表象，揭示事物内在的本质规律。

归纳法是人们了解物理﹑研究物理比较普遍的一种方法。我们可以将归纳法应用于物理思维导图专题中，可以从一般的问题中，找出本质的东西，从而归纳出简单便捷的解题方法，使得学习事半功倍。人们从感性认识上升到理性认识，从观察实验结果到得到科学理论，是一个能动的认知过程。当感性材料达到一定程度时，思维能动地对这些材料进行分析综合，归纳—演绎﹑类比推理，抽象—概括，等等，形成对客观事物的一般的和概括性的认识。这样恰好就是我们进行构建思维导图的全过程。现在以力和物体的平衡分析专题为例作简单分析。

思维导图改变了学生的传统学习方式，促进学生主动实现所学知识体系的重构﹑再生。物理思维方式巧妙应用到物理思维导图的绘制中，使建构过程轻松﹑自然；思维导图的绘制过程进一步丰富了物理思维，进而提高学生分析解决问题的能力。

类比思想和归纳思想是高中物理学习中两个重要的思维方式，也是物理思维导图建构的思想基础，思维导图的建构丰富了类比思想和归纳思想。通过类比思想﹑归纳思想应用到物理思维导图专题中，学生学习更加系统化﹑全面化，有效提高了学习效率。

参考文献：

[1]朱龙祥.物理教学思维方.首都师范大学出版社，2000

[2]俞礼钧全葆兰红霞著.现代中学物理教学概论.华中科技大学出版社，2001