物理学中蕴含着丰富的逻辑思维方法.docVIP

物理学中蕴含着丰富的逻辑思维方法, 逻辑思维方法是分析和解决物理问题的关键,寓逻辑关系、逻辑思维于物理教学之中, 是培养学生科学思维能力的主要途径。一、比较和归类的方法比较法是认识研究对象之间的相同点和不同点的逻辑思维方法。考察不同的物理运动, 比较它们的运动特征, 搞清楚它们之间的内在联系, 总结概括出它们共同遵循的规律, 从更深层次上来认识所研究的对象。如物理规律是在对大量的物理实验现象进行研究比较后形成的。考察在改变条件下的某一物理过程变化, 通过比较变化前后的区别和联系, 可能得到一些新的认识。判断假说的对错, 是在实验现象与假说的比较中完成的。同中求异、异中求同是比较法的关键。居里夫妇用α粒子轰击铍时, 发现一种穿透力很强的且经过比较后猜想为不带电的光子流。查德威克重复了这个实验, 他采取“同中求异”比较法发现这种中性射线虽不会被磁场偏转, 但有与质子相近的质量, 且速度不及光速的十分之一。因此, 他把这种粒子称为中子。教学实践表明, 采取比较法讲解新知识, 既可巩固旧知识, 又可帮助学生建立知识网络, 比单纯讲授新知识容易设计教学方案, 讲授时条理清楚, 学生容易接受, 从而使学生在学习中受到比较法的熏陶。归类法是以比较为前提, 根据研究对象的异同点,将其区分为不同种类的逻辑方法。通过归类可以使物理现象条理化、系统化, 形成一个严密的知识体系, 为新的物理现象研究提供了方向和方法, 也为知识的传授和记忆提供了方便。如在研究运动学问题时, 可分为两大类:( 1) 已知质点的运动方程x=x( t) , 求质点的速度v( t) 或加速度a( t) ;( 2) 已知质点的加速度a( t) 或速度v( t) , 求质点的运动方程。 二、分析和综合的方法 分析方法就是把复杂的研究对象分解成若干个简单的部分, 再分别进行研究, 从而认识研究对象各部分、各方面本质的思维方法。综合法是在分析的基础上把研究对象的各个部分、各个方面联结成为一个整体加以认识的思维方法。分析是综合的基础, 综合是分析的发展, 只有分析得细致、透彻, 才能准确、全面地综合。在研究较为复杂的平抛运动时, 待水平和竖直两个方向的分运动规律都研究透彻后, 利用水平方向与竖直方向运动的等时性, 再把这两个分运动联合起来考察物体的位移、速度和加速度变化规律。许多比较复杂的物理现象, 可人为地控制现象发生的条件, 能把复杂的多因素影响分析为几个单因素的影响, 逐一加以研究, 然后再把各个因素联系起来综合研究, 找出事物变化的本来规律。电流、电压、电阻三者变化关系, 牛顿第二定律a、F、M三者关系, 一定质量理想气体状态( 三个参量P、V、T) 的变化规律, 平行板电容器的( 电容C、板间距离d、正对面积S、介电常数ε) 几个因素关系等类似问题的研究, 都是利用这种分析和综合的办法来解决的, 在组织教学时要注重对学生进行分析和综合方法的训练。 三、归纳和演绎的方法 归纳和演绎是一种运用最广泛的辩证逻辑思维方法。归纳法是从个别中发现一般的思维方法和推理形式。演绎则是从一般到个别的推理方法。当人们认识了许多特殊事物, 需要从中得出普遍规律时, 就要用归纳; 反之, 在人们认识了普遍规律后, 再研究特殊事物时, 就要用演绎。归纳法和演绎法是对立统一、相辅相成的。物理学的绝大部分规律都是经过归纳和演绎的思维方法而发现的。在物理教学中, 可以通过具体物理内容的传授, 来培养学生的归纳和演绎能力。如讲授“分子运动论”时, 可先列举现象、观察实验、列表分析, 而后引导学生归纳出分子运动遵循的规律, 再将这一普遍规律应用于理想气体。在压强足够小情况下的一切实际气体, 都可以看成是理想气体,这一演绎又具有典型意义。在应用楞次定律判断电磁感应现象中感应电流的方向时, 可通过分析几类典型的例子, 归纳一般的判断步骤, 然后就要进行大量的演绎, 运用楞次定律去解决具体的问题。 四、类比的方法 类比是根据两个或两类对象的相同、相似方面来推断它们在其他方面也可能相同或相似的一种推理方法。许多物理规律都是通过类比方法提出、经过实验所证实的。如惠更斯把光现象与声现象进行类比,光也像声那样能够反射、折射, 提出光的波动说。德布罗意根据光的波粒二象性提出微观粒子也具有波动性, 得出物质波的概念。卢瑟福类比行星围绕太阳运转的方法, 并通过α粒子散射实验验证, 建立了“ 原子行星模型”。利用类比的方法是物理教学中一种行之有效的教学方法。例如把电场与重力场类比, 把磁场和电场类比, 把电流和水流类比。在讲摩擦系数μ、电阻R和电场强度E时可类比归纳如下: μ与摩擦力F、正压力N无关, 只由物质本身的特性决定; 电阻R与电压U、电流I无关, 只与导体的材料、直径、温度有关;电场强度E与电场力F、电量Q无关, 只由电场