直觀外推法在探究教學(xué)中的應(yīng)用

王　（亻凡土）

摘要：“直觀外推法”是用直觀能理解的東西來推理自然界其他現(xiàn)象的方法。將這種方法運(yùn)用到探究教學(xué)中，就形成了“直觀——外推探究模式”。本文闡述了“直觀——外推探究模式”的原理，并通過案例，說明了如何把此模式運(yùn)用到探究教學(xué)中。

關(guān)鍵詞：初中物理；直觀外推法；探究教學(xué)；探究模式；直觀——外推探究模式

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148(2009)4(S)-0063-2

青島市是全國最早的課改實(shí)驗(yàn)區(qū)之一，多年來，我們在運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行探究模式的建構(gòu)上進(jìn)行了許多有益的嘗試，建構(gòu)出經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的幾十種不同的探究模式，“直觀——外推探究模式”就是其中之一。“直觀外推法”是用直觀能理解的東西來推理自然界其他現(xiàn)象的方法，這是中國古代科學(xué)家搞理論的基本模式，從而使中國古代取得許多在當(dāng)時十分領(lǐng)先的科技成就。在探究教學(xué)中運(yùn)用直觀外推法，能使我們通過類比已知的、熟悉的直觀事物，形成對待研究的陌生問題的假說，從而找到相對合適的探究方向，為實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)做好準(zhǔn)備。將這種方法運(yùn)用到探究教學(xué)中，就形成了“直觀——外推探究模式”。該模式的類比過程思維發(fā)散度較高，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的流暢性、靈活性，從而有利于實(shí)現(xiàn)新課改教學(xué)的三維目標(biāo)。

1 直觀外推法及其實(shí)例

1．1 直觀外推法

所謂“直觀外推法”就是用直觀能理解的東西來推理自然界其他現(xiàn)象的方法。這是中國古代科學(xué)家搞理論的基本模式?？梢杂脠D1表示：

1．2 有關(guān)實(shí)例

（1）兩小孩辨日

據(jù)說孔子?xùn)|游齊國途中，看見兩個孩子在那里爭論不休。一個孩子說：“太陽從東方出來時離人最近，因?yàn)槌跎奶柎蟮孟褴嚿系膫?，到中午，卻只有碟子那么小。難道不是因?yàn)檫h(yuǎn)顯得小，近處顯得大嗎？”另一個分辯說：“不對！早晨天氣寒冷，到中午卻熱開了鍋，這難道不是太陽在中午近了才覺得熱，遠(yuǎn)了感覺到?jīng)鰡?？”孔子聽了兩個小孩的話，也無法判斷哪個正確。

上述故事中，兩個小孩在推測太陽距離的遠(yuǎn)近時，都運(yùn)用了“直觀外推法”，過程如圖2所示。

小孩甲的推理過程：

（2）彩虹的形成

雨后空中出現(xiàn)的彩虹，對古人來說是一種十分困惑的現(xiàn)象。彩虹究竟是什么？是否是一種神奇的動物？唐代張志和（約730~約810）曾經(jīng)做過這樣的實(shí)驗(yàn)：背向太陽噴灑小水珠，可以看到類似虹霓的情景。由此，推測出空中的彩虹也是由于陽光通過空中的水滴形成的。雖然還沒有真正解釋彩虹的成因，但在一千多年以前，能有這樣的認(rèn)識是很了不起的。張志和對彩虹的科學(xué)的解釋就是運(yùn)用了直觀外推法，如圖3所示。

可見，直觀外推法的實(shí)質(zhì)是一種“類比法”，是中國古代特有的一種類比的方法。

2 直觀——外推探究模式

在探究教學(xué)中運(yùn)用直觀外推法，能使我們通過類比已知的、熟悉的直觀事物，形成對待研究的陌生問題的假說，從而找到相對正確的探究方向，為實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)做好準(zhǔn)備。這樣，就形成了“直觀——外推探究模式”

2.1 “直觀——外推”探究模式的思維程序

如圖4所示是“直觀——外推”探究模式的思維程序。

問題——直觀——外推——假說——檢驗(yàn)——結(jié)論

2.2 對上述思維程序的有關(guān)說明

①問題：提出要研究的問題。

②直觀：學(xué)生將研究對象看作一個或幾個周圍熟悉的直觀事物。然后，找到直觀事物的某些性質(zhì)。

③外推：將直觀事物的這些性質(zhì)，對應(yīng)到要研究的對象中。

④假說：根據(jù)對應(yīng)的內(nèi)容，形成關(guān)于研究對象有關(guān)問題的假說。

⑤檢驗(yàn)：運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段檢驗(yàn)假說的正確性。

⑥結(jié)論：得出關(guān)于研究對象的結(jié)論。

3 “直觀——外推”探究模式的應(yīng)用案例

下面通過探究初中物理“壓力效果的有關(guān)因素”，體會這種模式的運(yùn)用方法(如圖5所示）。

4 問題討論

（1）這種模式的基本思路是：通過與直觀問題的類比，形成研究問題的假說。因此，這是一種“類比假說法”。

（2）“直觀”環(huán)節(jié)中，要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，通過“相似”，學(xué)生自己找到直觀對象。由于和研究對象相似的直觀事物可以不止一個，相似角度也可以不止一個方面，因此可以找到多個不同的直觀對象。

（3）“直觀”環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生自己找到直觀對象的某些方面的性質(zhì)，然后教師引導(dǎo)學(xué)生將這些性質(zhì)轉(zhuǎn)換、“翻譯”成與研究對象相似的說法。這正是教師的引導(dǎo)作用的體現(xiàn)。

例如，將“打吊瓶”翻譯為“藥物與身體的接觸面積大”，這樣就為后面“外推”環(huán)節(jié)對應(yīng)提出壓力效果與受力面積可能有關(guān)做好準(zhǔn)備。

（4）“外推”環(huán)節(jié)中，將直觀性質(zhì)與研究對象進(jìn)行對應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生將對應(yīng)結(jié)果與規(guī)范的物理理論盡可能相同或相近。從而，使提出的假說方向更加合理。

（5）由于在“直觀”中類比對象（直觀對象）由學(xué)生自己提出，學(xué)生可以找到多個不同角度的直觀對象，由于直觀對象的性質(zhì)可能各不相同，由此可能造成“假說”環(huán)節(jié)中出現(xiàn)多種不同的假說，這是十分正常的，正是這種模式在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維方面的重要體現(xiàn)。在“檢驗(yàn)”環(huán)節(jié)分別設(shè)計實(shí)驗(yàn)，然后分別分組進(jìn)行檢驗(yàn)即可。

可見，“直觀——外推探究模式”的類比過程思維發(fā)散度較高，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的流暢性、靈活性也有利于實(shí)現(xiàn)新課改的三維教學(xué)目標(biāo)。

(欄目編輯張正嚴(yán))