“溯因推理”在初中物理探究教学中的应用

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1、“溯因推理”在初中物理探究教学中的应用摘要：皮尔斯的溯因推理，是从结果反推出原因的一种推理方法。将它运用到探究教学中，可以让学生从现象或结果出发，逆推出科学假说,从而为探究指明正确的方向。青岛市初中物理学科将溯因推理运用到了探究教学中，形成了“溯因推理探究模式”，为物理探究教学提供了一种良好的工具。关键词：溯因推理物理教学探究教学溯因推理探究模式教学设计一、皮尔斯的“溯因推理”方法所谓溯因推理或逆推推理，是从结果反推出原因的一种推理方法，创立者是20世纪初美国哲学家皮尔斯(C•S•Peirce,1839—191

2、4)。溯因法类似于数学中的倒退分析法，即从待解释的事实出发，通过分析各种背景知识和初始条件，一步步向回探索，从而发现或选定最佳的假设，然后从最佳假设出发，逻辑地演绎出待解释的爭实。1•溯因推理的过程：一些意外的令人吃惊的现象被偶然遇到后，我们去找到一个假设，它能作为这些现象的原因并解释它们，使这些现象变得不吃惊。这样，我们就有充足的理由去推敲这个假设，使它成为可能的假说。可以用下列流程图表不:吃惊现象——假设——不吃惊假说2•溯因推理的实例：在古代，在沙漠中旅行的人，经常会看到令人吃惊的“海市蜃楼”现象，于是人

3、们就开始不自觉的运用溯因推理寻找原因，试图使这种现象能够得到合理的解释。但是，基于当时的科学水平，人们只能推测这是因为有一种被称作是“蜃”的动物在作怪。开普勒提出椭圆轨道的假说，是基于第谷的观测资料。但他利用这些资料，既不像归纳法那样，依靠实例的增加或概率的改变，也不像演绎法那样，从解释性陈述到被解释对象。他是走的是笫三条路子，即从解释的对象出发，追溯到解释性假设。他努力从这些观察冋溯，先提出一个假说,接看又提出另一个，然后再提出另一个，最后才提出椭圆轨道假说。3•溯因推理的或然性：严格说来，溯因推理并不是一种

4、逻辑推理的形式，而是一种猜测性的辅助发现的推断。通过溯因推理形成的假设，只能当作一种值得进行详细考虑和严格检验的猜测或有希望的建议，只是提示某物也许如此。因此，溯因推理的结论不是完全可靠的，必须经过进一步检验。4.皮尔斯的科学研究三阶段：首先通过溯因形成和发现假说，然后通过演绎从假说中推出可检查的命题，最后用归纳和实验使假说合理化。上述过程可以用下列流程图表示:溯因——假说——推论——实验归纳检验这样，就形成了一个完整的科学活动的模型。二、溯因推理探究模式青岛市初中物理学科经过多年研究实践，将皮尔斯的“溯因推理

5、”及其科学研究的三阶段运用到探究教学中，建构出“溯因推理探究模式”，在探究教学中起到了很好的效果。1.溯因推理探究模式的操作程式：吃惊现象——溯因推理——形成假说——推断预测——实验检验2•対上述程式的说明：（1）吃惊现象：教师创设令学牛感到意外的实验情景。（2）溯因推理：学生运用溯因推理，试图对意外情景做出自圆其说的解释。（3）形成假说:将各种溯因解释进行比较总结，形成较为完美的解释，这就是假说。（4）推断预测：运用演绎法由假说对可能发生的现象进行预测，得到一些具体推断。（5）实验检验：通过实验，检验这些预测

6、或推断论能否发生。若实验现象与预测一致，则假说上升为理论；若实验现象与预测不一致，则需要对假说进行修正或另外建立假说。三、溯因推理探究模式的应用案例1•案例一：探究“大气压强现象”：（1）吃惊现象：教师演示：将一只空易拉罐用酒精灯加热一会，然后撤走酒精灯，用胶带将易拉罐口堵住。让学生观察现象。过了一会儿，学生惊异地发现:易拉罐发出巨大的响声，并•且逐渐褶皱，像是被巨大的、无形的力量压瘪To(2)溯因推理：让学生分组对上述现象进行讨论，各组寻找一种自己感到合理的解释。如：有的小组认为教师会气功，给易拉罐一个无形的

7、力量；有的小组认为易拉罐内部暗藏机关，当用酒精灯加热后，机关启动，对易拉罐施加一个向内部的力量；有的小组认为既然周围没有施力物体，那么，施力者一定是空气，是空气的作用。(3)形成假说：将这些不同的解释提交全班讨论，并对教师的气功水平、易拉罐中的机关做出否定，则比较合理的解释是由于空气的作用。然后，对空气的作用进一步整理，形成全班共识的假说：大气对浸在英中的物体有压强。(4)推断预测：由上述假说，让学生找到一些具体的推断：如果将玻璃杯盛满水，用纸板堵住杯口后倒置，则水不会流出来。如果将一只碗中的空气挤走，然后将其

8、压在皮肽上，碗会被吸住。(5)实验检验：学生分组进行实际操作，或进行模拟实验，发现上述预测在实际屮能够发生，从而说明假说是正确的。由此得出结论：大气会对浸在其中的物体产生压强，我们称Z为大气压。2•案例二：探究“流体压强与流速关系”：(1)吃惊现象:教师演示实验：通过漏斗向下吹乒乓球，乒乓球不仅掉不下来，反而能被“吸”住。(2)溯因推理：根据经验，学生感到不可理解这一现象。教师引导学生