一、在物理概念教学中培养学生的推理能力

物理概念是物理现象、物理过程的概括化和抽象化的思维形式，是物理学习或物理思维的基本单位，是物理科学知识的基本组元，是物理基础知识最重要的内容。在物理教学中，使学生正确牢固地形成物理概念，具有特别重要的意义。目前，中学生普遍感到物理难学，究其原因，主要在于学生对物理概念的理解和掌握仅仅停留在背定义、记公式上，忽视了对建立概念的事实依据和形成概念的抽象概括方法的理解，进而影响了对物理概念和物理规律的理解和掌握。所以让学生掌握好物理概念是物理教学成败的关键。

（一）利用学生的生活经验和已有的知识进行形象类比，明确概念

对于许多抽象的概念尽管教材中叙述得比较清楚，但学生是否能真正理解，不能光看他是否将定义背得准确无误，应着重看他能否在头脑中形成清晰、正确的认识。比如，电流的定义是“电荷的定向移动形成了电流”。如果从字面上理解，认为电荷排着队迈着整齐的步伐朝着一个方向“齐步走”就是电流，那就错了。实际上电流只不过是在自由电荷无规则热运动基础上叠加的一种定向漂移。学生初学电学时对电流的传播速度不理解，问题在于他们把电流的传播速度误认为自由电子从导线的一端“跑到”了另一端。为了弄清楚电流的实质，教师可以举一个学生很熟悉的生活中的例子：军训时，同学们排成一列。训导员一声令下：“齐步走！”全队列的同学几乎同时走动，并不是一个同学由队尾跑到队首。当人们按压电灯开关时，电路中全部自由电子犹如听命令的同学们，几乎同时获得向着同一方向运动的加速度。正是这一瞬间，电流的“信息”已经在整个电路里传递。由此，教师可以告诉学生，电流的传播速度即电场的传播速度，它等于光速。这样的比喻，消除了学生的误解，使学生很快理解了这一物理现象的微观机制，也为学生以后认识电场做了准备。通过这样的方式，学生对类比推理的方法有了一定认识。在概念的学习过程中，利用学生的生活经验和已有的知识进行形象类比，可以加强学生科学推理的意识和能力。

（二）使学生深刻理解物理概念的内涵和外延

教师要使学生理解物理概念的内涵。主要包括：使学生知道该物理概念反映的是哪一类客观事物的哪些本质属性；它是如何定义的，对于定量概念，其量值是怎样测量和计算的，单位是什么。必须指出的是，构成物理概念内涵的本质属性可能是一个，也可能是若干个。例如，匀速圆周运动的概念就包括三个方面的含义：物体在运动；物体运动的轨迹是圆形的；速度大小不变，其方向随时间不断改变。正是由于物理概念具有上述特征，所以在理解物理概念的内涵时，不能把物理概念理解为某类事物的所有属性。

教师要使学生了解物理概念的外延。在物理概念教学中，衡量或判断学生是否掌握物理概念外延的标准是：学生是否能准确把握该概念的适用范围和条件；是否能正确了解该概念与相近概念之间的区别和联系。在理解或实际运用物理概念时，自觉或不自觉地缩小或无条件地外推概念的外延都将造成错误的结果。例如，对于电容器电容概念的教学，教师可以通过让学生探究，引导学生对实验结果进行分析、综合抽象和概括，从而使学生掌握电容概念的形成过程及实质。首先，分析对于同一电容器，当电量Q变化时，电压U也变化，但Q/U不变，经过抽象得出该比值与电量Q和电压U无关；其次，经过分析和比较，发现对于不同的电容器来说，Q/U不同，在此基础上进行抽象和概括，每一电容器都存在一个Q/U，不同电容器的Q/U不同。因此，Q/U是一个既与电量Q无关，又与电压U无关，而只与电容器本身有关的一个物理量，它表征了电容器本身的一个本质属性。然后教师再讲电容的物理意义，最后再演示与电容大小有关的物理量（正对面积、板间距离、介质材料），讲电容的大小决定式。这样教学的效果非常好，使学生分清了电容的定义式与大小决定式，在以后的学习中不容易把两个关系式混淆了。

（三）帮助学生顺化头脑中存在的前概念

前概念和科学概念一样，都源于人类的实践活动。因此，前概念又分为两类。一类是学生在学习物理以前从生活中获得的，和科学概念是相一致的。它们有利于正确概念的形成，如钟摆和秋千，能帮助学生正确理解振动概念，水波的形态能帮助学生理解波的传播。还有一类则大不一样，即根据原有经验，学生头脑中已经反复构建了系统但非科学的概念，这些概念根深蒂固且难以改变。比如，匀速圆周运动不是匀速运动，波的传播过程中质点不会随波迁移等。这是前概念对物理概念教学产生的巨大阻碍。这时，教师必须促使学生头脑中的前概念发生转变，这是一个相当缓慢、非常艰难的过程。(www.daowen.com)

（四）由抽象概念到形成具体概念要注重阶段性，要循序渐进

对于中学生来讲，他们对于物理概念的理解是一个由浅入深、逐步深化的过程。所以在教学的不同阶段，学生对概念的理解可以有不同的深度，这样可以避免在某一个阶段由于讲得过分复杂而引起学生理解上的困难，或者在某一个阶段讲得过分简单而让学生失去学习兴趣，觉得没有东西可以学。例如，对于质量的概念，在初中阶段，我们只要求学生知道“物体所含物质的多少”叫质量，质量是物体本身的一种属性，它具有两个性质——“不随物体的形状、温度、状态而改变，不随物体的位置而改变”，并且知道和学会用天平称物体的质量。到了高中阶段，在牛顿第二定律的教学过程中，通过演示加速度和质量的关系，学生有了新的认识：质量是物体惯性大小的量度。学习了万有引力定律后，学生又进一步认识到“物体质量的大小决定着引力的大小”，初步形成引力质量的概念。此后，学生还要在学习相对论时，了解到当运动物体的速度接近光速时，它的质量并不是一个恒量，而是随速度的增大而增大。在学习到爱因斯坦质能联系方程时，更初步了解到物体的质量和能量有一定的内在联系。由此可见，在中学物理教学的各个阶段，对质量概念的阐述有不同深度的规定，学生对质量概念的理解是逐步深化的。因此，在教学中教师应该明确现在处在哪个教学阶段，所教概念应该达到哪个深度，同时也要注意与前一教学阶段的联系，使学生对概念的理解能融会贯通。

二、物理规律教学中培养学生推理能力

中学物理规律是中学物理学科的主要内容之一，是中学物理教学的核心，物理规律教学是培养学生逻辑思维能力的重要途径。获得物理规律的过程是培养和锻炼思维能力的重要途径。形成物理规律，必须通过实验或数学推导来揭示物理量之间的定性或定量关系，并通过分析、概括、推理等思维活动，最终归纳得到物理规律。这个过程不仅可以培养学生观察、实验的能力，更重要的是能培养和训练学生的逻辑推理能力，并且使学生对物理学的研究方法和思维方法有深刻体会和充分认识。

（一）利用不同的教学手段引入新课

物理规律是人们在观察和实验的基础上，经过物理思维和数学推理得出的。按照建立物理规律的方法不同，我们将高中涉及的物理规律分为下面的三种类型。第一类：实验规律——由实验归纳法建立的物理规律；第二类：理论规律——由理论分析法建立的物理规律；第三类：理想规律——由理想推理法建立的物理规律。对于这三种不同类型的物理规律，在引入新课时要利用不同的教学手段，创设便于发现问题、探索物理规律且符合学生思维规律的环境。首先，实验规律课的教学一般采用“观察实验法”。我们知道，物理学是以实验为基础的科学，其中大多数物理规律都是通过实验建立的，在实验过程中通过观察和操作，得到丰富的视觉形象，触觉形象和其他感知形象，然后通过思维加工，把感性认识上升到理性认识，形成理性思维（逻辑思维）。加强实验教学，使学生对物理规律的研究过程，具体内容等建立感性认识，这必将为逻辑思维的培养奠定坚实的基础。一般学校，可以根据自身的实验条件，依据物理规律的特点来设计实验，让学生亲自动手做实验，记录实验数据，以发现物理量之间的关系，为进一步获得规律奠定基础。这可以称为探索实验法，在学生分组实验中培养学生的归纳能力。学生分组实验是学生在教师的指导下利用整节课时间，在实验室分组进行实验的教学形式。它是学生亲自动手使用仪器、观察测量、取得资料数据，并亲自分析归纳总结的过程，是培养学生归纳能力的重要环节。一般分组实验都要写实验报告，学生归纳能力的培养重点在指导学生分析数据，找出实验结论的过程中。在定性的因素分析中如何得出实验结论，在定量的数据中如何得到实验结论。有时教师引导学生共同分析归纳实验结论，有时可以让学生自己分析结论，发现问题及时更正。例如，牛顿第二定律的教学中，让学生实验的基础上，分析实验结果，探索加速度与外力，以及加速度与质量之间的关系，从而得出结论：在质量一定的情况下，加速度与外力成正比；在外力一定的情况下，加速度与质量成反比。在进一步的教学中，教师可以引导学生总结加速度、外力和质量三者之间的关系，以得出牛顿第二定律。这样不仅调动了学生学习的积极性，增强学习兴趣，更重要的是符合学生的逻辑思维，能够使学生对总结出的规律的理解和记忆都更加深刻，而且有意识地训练了学生分析与综合能力。

（二）多角度来解析规律，从而培养学生“全面、本质地看问题”的基本素质

教师要从各个方面对规律进行深刻的剖析，使学生不只是从语言形式或数学表达式上认识规律，还要从物理意义、适用条件和范围，物理对象特征、状态特征，以及规律间相互关系等多方面、多角度来解析规律，从而培养学生“全面、本质地看问题”的基本素质，提高学生的逻辑思维能力。例如，对物理意义的解析要不仅包括规律文字表述含义，还要包括其数学表达式及相应图像的含义，以及每个物理量的物理意义。又如，从物理对象特征角度来看，有些物理规律是描述个体的，如动能定理等；而有些物理规律是描述系统的，如动量守恒定律等；还有些物理规律是描述大量微观粒子集体的，如理想气体状态方程等。而对于状态特征而言，有些规律是描述独立状态的定律，如牛顿运动定律等；有些规律是描述状态变化过程的定律，如动量定理等；有些规律是描述不同状态之间关系的定律，如波意耳定律等。物理规律之间的联系，在规律教学中更是不容忽略的。有些物理规律之间是存在着相互关系的。例如，牛顿第一定律和牛顿第二定律，是从不同角度描述力与运动的关系的，牛顿第一定律是描述不受外力时的运动情况，而牛顿第二定律是描述物体受到外力作用时的运动情况，前者是后者的基础，前者是后者的特殊情况。