目的:引出靜摩擦力
演示實(shí)驗(yàn):手握瓶,瓶保持靜止。
①師:同學(xué)請(qǐng)看,現(xiàn)在我手中握一個(gè)瓶子,瓶子處于什么狀態(tài)?
生:靜止?fàn)顟B(tài)
②師:握瓶的手對(duì)瓶子有沒有作用力?如果有,它是一種什么性質(zhì)的力?
生:手對(duì)瓶子有作用力,是壓力(彈力的一種)
③師:這個(gè)壓力方向如何?
生:垂直瓶壁,指向瓶里
④師:瓶子在豎直方向受到力的作用嗎?
生:受重力作用
⑤師:如果瓶子在豎直方向僅受重力作用,瓶子能保持靜止嗎?
生:不能
⑥師:為什么?
生:物體防止應(yīng)受平衡力,而僅受重力,則瓶子受力不平衡
⑦師:那么,現(xiàn)在瓶子保持靜止,因而在豎直方向,瓶子除受重力作用外,還必然受到一個(gè)什么方向力的作用?
生:豎直向上的力的作用
⑧師:這個(gè)豎直向上的力就是我們今天要學(xué)習(xí)的靜摩擦力
②一③問答:分析手對(duì)瓶子的作用力,目的是為下面分析瓶子在豎直方向受力作必要的準(zhǔn)備,避免學(xué)生將此力混為與重力平衡。
④~⑤問答,實(shí)際上是要完成一個(gè)演繹推理
(1)如果物體靜止,物體必受平衡力作用
瓶子僅受重力,則瓶子受力不平衡/瓶子僅受重力,瓶子不能保持靜止
⑦問答,實(shí)際上也是要完成如下演繹推理
(2)物體保持靜止,物體受平衡力作用
瓶子保持靜止/瓶子受平衡力作用
一對(duì)平衡力,則兩個(gè)力的方向必相反
瓶子在豎直方向受平衡力/瓶子在豎直方向上受力相反
瓶子所受重力方向豎直向下/與重力平衡的力方向必豎直向上
從上面這個(gè)例子,我們不難看出,針對(duì)教學(xué)中涉及的演繹推理,在組織教學(xué)時(shí),教師并不是由自己來完成推理,而是引導(dǎo)學(xué)生來完成推理,這種教學(xué)設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)了演繹法的啟發(fā)式教學(xué)的特點(diǎn)。那么,如何在演繹法教學(xué)中運(yùn)用啟發(fā)式?下面先對(duì)演繹法做一簡(jiǎn)單介紹。
二、演繹推理
演繹推理,又稱演繹法。它是從一般性較大的前提出發(fā),推出一般性較小的結(jié)論的推理。演繹推理的前提和結(jié)論之間有著必然的聯(lián)系,只要前提是真的,推理是合乎邏輯的,就一定能得到正確的結(jié)論。其基本的形式是三段論,三段論也是我們?nèi)粘I钪屑敖虒W(xué)中常運(yùn)用的。三段論由三個(gè)命題構(gòu)成,這三個(gè)命題分別稱為大前提、小前提、結(jié)論。由于物理學(xué)中的定律、規(guī)則一般可用假言命題給出,因而在物理教學(xué)中所遇到的演繹推理大多數(shù)為假言推理。根據(jù)假言推理大前提中前件和后件的關(guān)系,假言推理又可分為充分條件假言推理、必要條件假言推理和充要條件假言推理。
在演繹推理(1)中,大前提是一個(gè)充分條件的假言命題,正確運(yùn)用充分條件的假言推理,其形式一般有兩種:
肯定前件式
p→q/則q
實(shí)例如:
如果物體靜止,則物體受力平衡p→-q/則-q
物體靜止/物體受力平衡
否定后件式p→-q/則-q
實(shí)例如:
如果物體靜止,則物體受力平衡
物體受力不平衡/物體不保持靜止
演繹推理(1)即采用這種形式。
對(duì)于必要條件假言推理和充要條件假言推理,正確運(yùn)用時(shí)也有相應(yīng)形式。此處就不再詳細(xì)闡述了。
在進(jìn)行三段論推理時(shí),大前提必為已知,否則無法進(jìn)行推理。這樣一來,運(yùn)用三段論推理一般有兩種方式:
方式1:給出小前提,推出相應(yīng)的結(jié)論。
方式2:明確所要推出的結(jié)論,尋找相應(yīng)的小前提。
三、演繹推理的啟發(fā)式教學(xué)
演繹推理的啟發(fā)式教學(xué)是在教師引導(dǎo)下,由學(xué)生自己完成演繹推理過程的教學(xué)方式。如果要學(xué)生自己來完成演繹推理,則:
對(duì)方式1:教師在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析,在確信學(xué)生能夠獲取相應(yīng)小前提的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理。一般可通過對(duì)結(jié)論是否成立進(jìn)行設(shè)問來引導(dǎo)學(xué)生推理。如例一中,⑤問答。
對(duì)方式2:教師應(yīng)明確所要推出的結(jié)論,通過對(duì)結(jié)論成立所需的條件進(jìn)行設(shè)問來啟發(fā)學(xué)生推理,如例二中,⑤問答尋找相應(yīng)的小前提。
無論方式1,還是方式2,如果要學(xué)生能順利完成推理,學(xué)生都必須具備,并能提取正確的大前提。顯然,如果學(xué)生無法提取推理所需要的正確的大前提,學(xué)生將無法完成推理。因而在演繹推理的啟發(fā)式教學(xué)中,應(yīng)在涉及演繹推理時(shí),教師在適當(dāng)?shù)牡胤桨才糯笄疤岬膹?fù)習(xí)。處理有兩種辦法:
a,在推理完成后,問“為什么”。目的是讓順利完成推理的同學(xué)給出推理的依據(jù)──大前提及過程,如例一中的第⑥問答。當(dāng)然也可由教師給出推理的大前提及相應(yīng)的推理過程,第⑥問答可如下進(jìn)行:
⑥師:為什么瓶不能保持靜止呢?我們知道物體靜止,必受到平衡力。如果瓶在豎直方向僅受重力作用,那么瓶受力就不平衡,因而瓶就不會(huì)靜止。
b.在推理前,安排學(xué)生復(fù)習(xí)推理所需要的大前提。如例二所示。
四、演繹法的啟發(fā)式教學(xué)實(shí)例二
教學(xué)內(nèi)容:高中物理第一冊(cè),自由落體運(yùn)動(dòng)。本節(jié)教學(xué)中,在證明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),需用如下推理
所需推理:做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,滿足在相鄰連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移差為一常數(shù)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,滿足在相鄰連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移差為一常數(shù)/自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)
教學(xué)要求:引導(dǎo)學(xué)生自己完成上述推理,讓學(xué)生找到,證明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法,即上面推理中的小前提。
推理形式:如方式2。明確所要推出的結(jié)論(自由落體運(yùn)動(dòng)是匆變速直線運(yùn)動(dòng)),尋找相應(yīng)的小前提。
啟發(fā)式教學(xué)設(shè)計(jì):教學(xué)時(shí),教師應(yīng)明確要推出的結(jié)論,通過對(duì)結(jié)論成立所需條件的設(shè)問(如⑤問)來引導(dǎo)學(xué)生推理,尋找小前提。由于該推理所需的大前提是在前面幾節(jié)中學(xué)習(xí)的,為了使學(xué)生順利完成推理,應(yīng)對(duì)該大前提安排復(fù)習(xí)。
教學(xué)過程:
①師:前面我們學(xué)過,一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它在連續(xù)相等時(shí)間T的相鄰兩段位移差,滿足什么關(guān)系?
生:相鄰位移差為一常數(shù)
②師:如何用數(shù)學(xué)式表示呢?
生:Sn+1-Sn=aT2=常數(shù)
③師:此處a為運(yùn)動(dòng)物體的加速度,T為我們選擇的相等的時(shí)間間隔。
④師:剛才在課上,我們已經(jīng)看到,做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,其下落速度越來越快,這能不能說明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)?
生:不能
⑤師:那么,有由落體運(yùn)動(dòng)究竟是不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)?我們有沒有辦法來證明呢?
生:如果自由落體運(yùn)動(dòng)滿足Sn+1-Sn=a T2=常數(shù)
它就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
⑤師:下面我們就通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究。
①一③問答:復(fù)習(xí)舊知識(shí),實(shí)際上也是為下面的推理準(zhǔn)備所需的大前提。
④問答:這也是要學(xué)生完成一個(gè)簡(jiǎn)單推理。
如果物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)以速度越來越快。這是一個(gè)充分條件的命題?;卮饐栴}④,實(shí)際推理為,原命題為真,則其道命題為假。
⑤問答:明確所要推得的結(jié)論,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理,尋找相應(yīng)的小前提。因大前提已復(fù)習(xí)過,因而學(xué)生一般可以完成推理。
⑥問答:引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下一步任務(wù)。
從上面的討論,我們可以看出,要順利地完成演繹法的啟發(fā)式教學(xué),對(duì)教師而言,重要的是做好任務(wù)分析。
1:分析教學(xué)中所涉及的演繹推理,明確推理的大前提、小前提、結(jié)論。
2:明確教學(xué)中演繹推理所使用的形式。是給出小前提,推出相應(yīng)的結(jié)論;還是明確所要推出的結(jié)論,尋找相應(yīng)的小前提。
3:明確推理所需大前提是否學(xué)生已經(jīng)很好掌握。若是,則無須在教學(xué)中安排大前提的復(fù)習(xí);若不是,則教學(xué)時(shí)教師應(yīng)在適當(dāng)?shù)胤桨才糯笄疤岬膹?fù)習(xí)。
演示實(shí)驗(yàn):手握瓶,瓶保持靜止。
①師:同學(xué)請(qǐng)看,現(xiàn)在我手中握一個(gè)瓶子,瓶子處于什么狀態(tài)?
生:靜止?fàn)顟B(tài)
②師:握瓶的手對(duì)瓶子有沒有作用力?如果有,它是一種什么性質(zhì)的力?
生:手對(duì)瓶子有作用力,是壓力(彈力的一種)
③師:這個(gè)壓力方向如何?
生:垂直瓶壁,指向瓶里
④師:瓶子在豎直方向受到力的作用嗎?
生:受重力作用
⑤師:如果瓶子在豎直方向僅受重力作用,瓶子能保持靜止嗎?
生:不能
⑥師:為什么?
生:物體防止應(yīng)受平衡力,而僅受重力,則瓶子受力不平衡
⑦師:那么,現(xiàn)在瓶子保持靜止,因而在豎直方向,瓶子除受重力作用外,還必然受到一個(gè)什么方向力的作用?
生:豎直向上的力的作用
⑧師:這個(gè)豎直向上的力就是我們今天要學(xué)習(xí)的靜摩擦力
②一③問答:分析手對(duì)瓶子的作用力,目的是為下面分析瓶子在豎直方向受力作必要的準(zhǔn)備,避免學(xué)生將此力混為與重力平衡。
④~⑤問答,實(shí)際上是要完成一個(gè)演繹推理
(1)如果物體靜止,物體必受平衡力作用
瓶子僅受重力,則瓶子受力不平衡/瓶子僅受重力,瓶子不能保持靜止
⑦問答,實(shí)際上也是要完成如下演繹推理
(2)物體保持靜止,物體受平衡力作用
瓶子保持靜止/瓶子受平衡力作用
一對(duì)平衡力,則兩個(gè)力的方向必相反
瓶子在豎直方向受平衡力/瓶子在豎直方向上受力相反
瓶子所受重力方向豎直向下/與重力平衡的力方向必豎直向上
從上面這個(gè)例子,我們不難看出,針對(duì)教學(xué)中涉及的演繹推理,在組織教學(xué)時(shí),教師并不是由自己來完成推理,而是引導(dǎo)學(xué)生來完成推理,這種教學(xué)設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)了演繹法的啟發(fā)式教學(xué)的特點(diǎn)。那么,如何在演繹法教學(xué)中運(yùn)用啟發(fā)式?下面先對(duì)演繹法做一簡(jiǎn)單介紹。
二、演繹推理
演繹推理,又稱演繹法。它是從一般性較大的前提出發(fā),推出一般性較小的結(jié)論的推理。演繹推理的前提和結(jié)論之間有著必然的聯(lián)系,只要前提是真的,推理是合乎邏輯的,就一定能得到正確的結(jié)論。其基本的形式是三段論,三段論也是我們?nèi)粘I钪屑敖虒W(xué)中常運(yùn)用的。三段論由三個(gè)命題構(gòu)成,這三個(gè)命題分別稱為大前提、小前提、結(jié)論。由于物理學(xué)中的定律、規(guī)則一般可用假言命題給出,因而在物理教學(xué)中所遇到的演繹推理大多數(shù)為假言推理。根據(jù)假言推理大前提中前件和后件的關(guān)系,假言推理又可分為充分條件假言推理、必要條件假言推理和充要條件假言推理。
在演繹推理(1)中,大前提是一個(gè)充分條件的假言命題,正確運(yùn)用充分條件的假言推理,其形式一般有兩種:
肯定前件式
p→q/則q
實(shí)例如:
如果物體靜止,則物體受力平衡p→-q/則-q
物體靜止/物體受力平衡
否定后件式p→-q/則-q
實(shí)例如:
如果物體靜止,則物體受力平衡
物體受力不平衡/物體不保持靜止
演繹推理(1)即采用這種形式。
對(duì)于必要條件假言推理和充要條件假言推理,正確運(yùn)用時(shí)也有相應(yīng)形式。此處就不再詳細(xì)闡述了。
在進(jìn)行三段論推理時(shí),大前提必為已知,否則無法進(jìn)行推理。這樣一來,運(yùn)用三段論推理一般有兩種方式:
方式1:給出小前提,推出相應(yīng)的結(jié)論。
方式2:明確所要推出的結(jié)論,尋找相應(yīng)的小前提。
三、演繹推理的啟發(fā)式教學(xué)
演繹推理的啟發(fā)式教學(xué)是在教師引導(dǎo)下,由學(xué)生自己完成演繹推理過程的教學(xué)方式。如果要學(xué)生自己來完成演繹推理,則:
對(duì)方式1:教師在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析,在確信學(xué)生能夠獲取相應(yīng)小前提的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理。一般可通過對(duì)結(jié)論是否成立進(jìn)行設(shè)問來引導(dǎo)學(xué)生推理。如例一中,⑤問答。
對(duì)方式2:教師應(yīng)明確所要推出的結(jié)論,通過對(duì)結(jié)論成立所需的條件進(jìn)行設(shè)問來啟發(fā)學(xué)生推理,如例二中,⑤問答尋找相應(yīng)的小前提。
無論方式1,還是方式2,如果要學(xué)生能順利完成推理,學(xué)生都必須具備,并能提取正確的大前提。顯然,如果學(xué)生無法提取推理所需要的正確的大前提,學(xué)生將無法完成推理。因而在演繹推理的啟發(fā)式教學(xué)中,應(yīng)在涉及演繹推理時(shí),教師在適當(dāng)?shù)牡胤桨才糯笄疤岬膹?fù)習(xí)。處理有兩種辦法:
a,在推理完成后,問“為什么”。目的是讓順利完成推理的同學(xué)給出推理的依據(jù)──大前提及過程,如例一中的第⑥問答。當(dāng)然也可由教師給出推理的大前提及相應(yīng)的推理過程,第⑥問答可如下進(jìn)行:
⑥師:為什么瓶不能保持靜止呢?我們知道物體靜止,必受到平衡力。如果瓶在豎直方向僅受重力作用,那么瓶受力就不平衡,因而瓶就不會(huì)靜止。
b.在推理前,安排學(xué)生復(fù)習(xí)推理所需要的大前提。如例二所示。
四、演繹法的啟發(fā)式教學(xué)實(shí)例二
教學(xué)內(nèi)容:高中物理第一冊(cè),自由落體運(yùn)動(dòng)。本節(jié)教學(xué)中,在證明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),需用如下推理
所需推理:做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,滿足在相鄰連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移差為一常數(shù)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,滿足在相鄰連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移差為一常數(shù)/自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)
教學(xué)要求:引導(dǎo)學(xué)生自己完成上述推理,讓學(xué)生找到,證明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法,即上面推理中的小前提。
推理形式:如方式2。明確所要推出的結(jié)論(自由落體運(yùn)動(dòng)是匆變速直線運(yùn)動(dòng)),尋找相應(yīng)的小前提。
啟發(fā)式教學(xué)設(shè)計(jì):教學(xué)時(shí),教師應(yīng)明確要推出的結(jié)論,通過對(duì)結(jié)論成立所需條件的設(shè)問(如⑤問)來引導(dǎo)學(xué)生推理,尋找小前提。由于該推理所需的大前提是在前面幾節(jié)中學(xué)習(xí)的,為了使學(xué)生順利完成推理,應(yīng)對(duì)該大前提安排復(fù)習(xí)。
教學(xué)過程:
①師:前面我們學(xué)過,一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它在連續(xù)相等時(shí)間T的相鄰兩段位移差,滿足什么關(guān)系?
生:相鄰位移差為一常數(shù)
②師:如何用數(shù)學(xué)式表示呢?
生:Sn+1-Sn=aT2=常數(shù)
③師:此處a為運(yùn)動(dòng)物體的加速度,T為我們選擇的相等的時(shí)間間隔。
④師:剛才在課上,我們已經(jīng)看到,做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,其下落速度越來越快,這能不能說明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)?
生:不能
⑤師:那么,有由落體運(yùn)動(dòng)究竟是不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)?我們有沒有辦法來證明呢?
生:如果自由落體運(yùn)動(dòng)滿足Sn+1-Sn=a T2=常數(shù)
它就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
⑤師:下面我們就通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究。
①一③問答:復(fù)習(xí)舊知識(shí),實(shí)際上也是為下面的推理準(zhǔn)備所需的大前提。
④問答:這也是要學(xué)生完成一個(gè)簡(jiǎn)單推理。
如果物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)以速度越來越快。這是一個(gè)充分條件的命題?;卮饐栴}④,實(shí)際推理為,原命題為真,則其道命題為假。
⑤問答:明確所要推得的結(jié)論,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理,尋找相應(yīng)的小前提。因大前提已復(fù)習(xí)過,因而學(xué)生一般可以完成推理。
⑥問答:引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下一步任務(wù)。
從上面的討論,我們可以看出,要順利地完成演繹法的啟發(fā)式教學(xué),對(duì)教師而言,重要的是做好任務(wù)分析。
1:分析教學(xué)中所涉及的演繹推理,明確推理的大前提、小前提、結(jié)論。
2:明確教學(xué)中演繹推理所使用的形式。是給出小前提,推出相應(yīng)的結(jié)論;還是明確所要推出的結(jié)論,尋找相應(yīng)的小前提。
3:明確推理所需大前提是否學(xué)生已經(jīng)很好掌握。若是,則無須在教學(xué)中安排大前提的復(fù)習(xí);若不是,則教學(xué)時(shí)教師應(yīng)在適當(dāng)?shù)胤桨才糯笄疤岬膹?fù)習(xí)。