培养演绎推理能力的初中物理教学策略

演绎推理能力是从广泛接受的一般原理或定律出发，通过逻辑推导得出具体结论或规律的能力。这种能力在日常生活、学习探索、科学研究等诸多方面都发挥着重要作用。长期以来，初中物理教学对演绎推理关注不够，对学生相关能力的培养不足，导致演绎推理成为初中物理教学的短板，也成为初、高中物理课程衔接的鸿沟，更成为物理学习研究的阻碍。在物理教学中，笔者从多角度设计教学，培养学生演绎推理能力，取得一定成绩。

一、培养学生演绎推理能力的重要意义

（一）促进核心素养的发展

在物理学习中，首先，演绎推理可以帮助学生理解、解释和预测物理现象或事实，帮助学生对物理概念和规律进行深度理解与灵活应用，促进物理观念的形成。同时，演绎推理是对物质的本质属性、内在规律和相互联系形成整体认识的主要方法，是模型建构与应用的重要工具，也是对理论或结论进行论证测试和质疑修正的有效手段，通过演绎推理可以提高思维逻辑的严密性和创造性，进而更好地培养学生的科学思维。其次，演绎推理能够指导实验和观测，可以在实验前检验实验原理和方案的科学性，也能在实验后验证实验过程和结论的准确性，提高学生的科学探究能力。再次，演绎推理的过程是严谨认真、实事求是的过程，在此过程中能较好地培养学生的科学态度与责任。

（二）提供问题解决的依据

真实情境下的物理问题往往具有一定的复杂性和综合性。应用演绎推理，用已知条件推导出未知结果，确保前提的正确性和逻辑的严密性，可以实现从一般到特殊、从简单到复杂，系统全面地理清问题的内在逻辑，为理解和解决物理问题提供理论依据，从而帮助学生解决实际问题。

（三）奠定长远学习的基础

初中学生进入高中后，所学习的物理课程在理论性、复杂性上有较大提升，如匀变速直线运动的基本公式和常用推论、圆周运动的系列公式、电磁感应的综合应用问题等，都需要学生具备较强的演绎推理能力。通过对演绎推理能力的培养，学生能够更好地掌握物理学的基本概念和原理，为未来的学科学习、科学研究和实际应用打下坚实的基础。

二、新课标对演绎推理能力培养的要求

《义务教育物理课程标准》（2022年版）（以下简称新课标）指出物理课程要促进学生核心素养的养成和发展，因此教学要关注科学思维的培养。在教学中强化演绎推理能力的培养有助于学生科学思维的提升，进而促进学生核心素养的发展。

此外，新课标在课程内容要求中引导教学要强化演绎推理能力的培养。如新课标课程内容要求“2.2.4”在2011年版课标要求的基础上新增加了“了解同一直线上的二力合成”一条。据此，我们可利用同一直线上二力合成的一般性结论，通过演绎推理得出二力平衡的特殊结论，其中渗透了演绎推理的方法。又如，新课标将2011年版课标中课程内容要求“2.3.3通过实验，探究并了解光的反射定律”修改为“2.3.3探究并了解光的反射定律”，引导教学除了通过实验手段来探究物理规律之外，还可以运用其他方式进行探究，如通过演绎推理得出物理规律。

三、初中学生演绎推理能力水平现状

（一）考试中学生演绎推理能力的反映

初中学业水平考试是义务教育阶段物理学科的终结性考试，发挥着评价教学质量、检测学生学业水平的作用。我们研究考查学生演绎推理能力的试题的答题情况，能有效反映学生演绎推理能力的水平。

例1如图1所示，水中有一支长 底部嵌有铁块的蜡烛，露出水面的长度为 点燃蜡烛，至蜡烛熄灭时，水对容器底部产生的压强__________（选填“变大”“变小”或“不变"）。熄灭时蜡烛所剩长度为______cm。

例2如图2所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向下移动，则（ ）

A.电压表V和电流表A的示数之比不变

B.电压表V和电流表A的示数之比变大

C.电压表 示数的变化量和电流表A示数的变化量

比值的绝对值 变大D.电压表 示数的变化量和电流表A示数的变化量比

值的绝对值 不变

以上述两题为例，例1、例2分别是云南省2021年、2023年初中学业水平考试物理试题。例1中已知竖直漂浮的蜡烛长度和蜡烛露出液面的长度，要求学生分析并计算点燃蜡烛至蜡烛熄灭时容器底部受到的液体压强的变化情况和蜡烛熄灭时剩余的长度。需要学生从所学浮力、压强等知识出发，通过演绎推理预测蜡烛熄灭时的情况。例2则要求学生分析滑动变阻器的滑片移动导致电路中电流、电压的变化情况，需要学生从欧姆定律及串联电路中电流、电压的特点出发，通过演绎推理得出结论。例1、例2的学生答题人数均在58万人左右，答题情况如表1所示，其中例1、例2的得分率分别为 16.5% 和 126% ，满分率分别为 0.3% 和 16.3% ，反映出初中学生的演绎推理能力薄弱，也表明初中物理教学对学生演绎推理能力的培养不足。

（二）高中学生物理课程的学习表现

因工作关系，笔者经常深入学校，通过大量的高中物理课堂观察及与高中物理教师访谈了解到，初中学生毕业后进人高中学习物理课程普遍存在一定的困难，原因之一便是学生演绎推理能力薄弱，面对理论性较强的高中物理课程的学习存在较大的障碍，体现在对演绎推理能力要求较高的内容学习上，如推导公式、形成推论、推理模型、解决综合问题等方面。

四、培养学生演绎推理能力的教学策略

（一）在规律学习中培养演绎推理能力

通过演绎推理学习物理规律，学生不仅能从一般的原理或规律出发推理得出新的结论或规律，更能在学习过程中提高演绎推理能力。

以“光路可逆”的教学为例，教师往往基于“光的反射”实验得出结论。如图3所示，PQ为镜面，AO为入射光线，OB为反射光线。再让一束光沿着BO方向射到镜面上O点，光线被镜面反射后沿0A方向射出，反射光线的路径与原来人射光线AO的路径相同，便得出了“光路可逆”的规律。该过程虽然能快速直观地得到结论，但弱化了对学生思维和素养的培养。

教学中除了可以通过实验探究得出“光路可逆”的规律外，教师也可以利用演绎推理进行理论探究，得出此规律。教学过程如下：

如图4所示，设A o 为人射光线，入射角为 ∠ a，O B 为反射光线，反射角为 ∠ b，N O 为法线。使另一束光由B点射向o 点， B O 为入射光线，入射角为 ∠ b，O C 为反射光线，反射角为 ∠ c 。根据光的反射定律 ，A O，O N，B O 在同一平面内，同时 B O，O N，O C 也在同一平面内，因此OC和A o 在同一平面内。根据光的反射定律， ∠ b=∠ a 同时 ∠ c=∠ b ，所以∠ c=∠ a 可知AO和OC重合，即反射光线OC跟原人射光线 重合。因此，光路可逆。

在通过演绎推理学习“光路可逆”规律的过程中，学生针对需要探究的问题和已经掌握的光的反射定律和数学知识，有逻辑地推理出“光路可逆”的规律。此过程培养了学生思维的逻辑性和严谨性，引导学生学会建立知识之间的关联，养成说理要有证据的思维习惯，进而把演绎推理能力进行迁移运用，解决实际问题。

（二）在习题教学中提升演绎推理能力

在习题教学中，教师可以精心选择考查演绎推理能力的习题，引导学生分析题目，明确已知条件，将所学知识进行关联，梳理逻辑线索，通过演绎推理得出结论。此过程可以提升学生的演绎推理能力。

例3科技制作活动中，小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭，制成简易密度计，如图5所示。为了给密度计标刻度，他将密度计分别放入水和煤油中，密度计均竖直漂浮，吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为 12cm ，在煤油中时d为 ，若将密度计放入密度为 的液体中，则d为 ____cm。 （ρ_水=1.0gcm³，ρ_煤油=00.8gcm³）