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接（2）续 思维方式的不同 二、科学思维的方法 科学的思维方式就是运用概念、规律进行分析、判断和推理的过程。 教师要从教材和学生的实际出发，有计划有步骤地引导学生独立地进行多阶段的分析综合活动，运用比较、分类、抽象、概括、具体化、系统化等思维形式。 学生在学习物理的过程，也要主动的用这些逻辑思维的方式，去学习物理知识，分析探究物理问题。 下面说几个具体的方法： 1、比较 比较就是确定被比较的对象的共同和差异，以及联系。 为了确定两个或两个以上对象之间的异同把它们每个分解为部分，区别其特征，同时把它们相应的部分联系起来，比较、确定哪些方面相同，哪些方面不同。 例如在学习抽象的'电场'时，可把匀强电场与重力场比较会使学生对电场有较具体的理解： 电场对应的重力场，物理量的对应关系： E→g、U→hg、q→m、qv→mgh等， 这是相同之处。 这样在学习电场知识的过程中，许多在重力场中的方法思想，都可以'迁移'在电厂的学习中，如重力做功的特点，重力势能的特点，迁移在学习电场力做功和电势能的上面，既具体又容易被理解。 不同之处： 电量有正负，而质量无正负。这样电场的内容又比重力场的知识复杂了一些。 再比如，把电磁振荡与机械振动的比较，可使学生把熟悉的机械振动的认识运用于电磁振荡中，电磁波与机械波做比较学习，也是学生能够较容易理解电磁波，也是要注意到电磁波与机械波的本质不同，电磁波本身就是物质，它的传播可以不借助其他介质，而机械波的传播必须要有介质。 在解决问题方法和物理概念及规律上，也可以进行比较的学习上。 如电场强度E＝F/q的定义与磁感应强度B=F/IL的定义比较： 库仑定律与万有引力定律比较等。 库伦扭秤 2、分类 分类，就是明确标准，分出每一个对象的本质特征，并找出以这些特征为基础的属概念和种概念。 教师教学中要教会学生能够按照不同的标准进行不同的分类，学生要主动学会各种分类的方法。 如高中物理从研究内容上可分为：力学、热学、电磁学、光学、原子物理、天体物理等。 从内容和方法上又可分为：力和运动、功和能、物质结构、电与磁、应用技术等。 其中物质又可分为实物形态和场形态。 3、抽象、概括和具体化 抽象就是通过分析、综合把事物的一般的、本质的属性抽出来单独地加以考虑； 概括就是通过分析、综合把事物的一般的、本质的属性联结起来并推广到同一类事物上去。 例如物理概念建立的过程，都是抽象概括的过程。 各种理想化模型：质点、刚体、理想气体、点电荷、点光源、匀速直线运动、匀变速运动等都是抽象概括的过程。 具体化就是通过分析、综合将抽象、概括过程中获得的概念运用于实际，通过实例来说明概念，加深对概念的理解。 如把力的概念用于实际解决问题，并区分各种力； 把各种理想化模型用于解释实际的物理现象，就都是具体化的过程。 理想模型——弹簧振子， 4、系统化 系统化就是通过分析、综合把整体的各个部分归入某一定的逻辑顺序，在这个顺序中各个组成部分彼此发生一定的联系和关系，构成一个统一的整体。 系统化的过程就是建立知识结构的过程。学完章节可训练学生系统化建立知识结构，学完单元以及学完整个高中物理都可以建立知识结构和有关解决物理问题方法的小结，这样就能使学生的学习高屋建瓴，既见树木又见森林。 下面是高中力学知识结构的方框图： 高中力学知识结构的方框图 从图中的逻辑关系看，力基础知识，核心是牛顿运动定律。 力的作用效果不同，形成了各方面的不同分支： 力的瞬时效果，牛顿第二定律 F=ma 对应各种运动和运动规律， 力的时间积累，动量定理，Ft=mV₂-mV₁ 对应动量守恒定律， 力的空间积累，动能定理，Fs=（1/2）mV₂²-（1/2）mV₁² 对应着机械能守恒定律， 这样就建立了力学的一个知识体系 5、判断推理 推理就是从一个或几个已知的结果出发推出另一个新判断的思维形式。 用物理概念和规律在解决物理问题的过程中，实际上都是一个判断推理的过程。 推理又可以分成以下几种情况： 演绎推理是由反映一般性知识的前提得出有关特殊性知识的结论的一种推论，它的物理基础就是物理概念和规律，由此推出未知的规律，更多是解决物理问题。 比如我们根据牛顿运动定律和万有引力的知识，可以推理判断出，行星运动的规律和方位，出现日食月食现象等等。 平时训练的各种习题，多数都是这种演绎推理的一个过程。 类比推理是根据两个或两类对象在某些性质上相同，推断出它们在另外的性质上也相同。 这种推理往往可以发现新的规律。 如德布罗意把物质类比于光提出了物质波假设，回来的电子晶体衍射实验也证明了物质波的存在； 奥斯特实验 奥斯特实验发现了电可以产生磁，那么磁是否可以产生电呢？法拉第用了10年的时间，终于发现了电磁感应现象，建立了法拉第电磁感应定律。 法拉第 归纳推理是从多次个别性的认识得出一般性的认识。 例如实验定律的建立都是通过归纳得出来了结论，如气体三定律，波义耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律就是这样建立起来的； 德国天文学家开普勒对丹麦天文学家第谷等人对行星的大量观测积累的数据分析研究归纳，得出了开普勒行星运动三大规律。 当前人工智能和大数据的发展，也为分析归纳提供了技术上的优势，成为很有发展前景的一门科学。 开普勒行星运动定律 归纳推理往往是发现新规律的一个重要的途径。 |
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