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—1914)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”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中能 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进行逆向溯因 推理：观点一：乒乓球上可能有小磁铁，漏斗有铁片，球被吸住，所以掉不 下来；观点二：乒乓球上连冇细线，球被拴住，所以掉不下來；观点三：吹气造成乒乓球上部的压强小，在下部较大压强下将球托住, 所以掉不下来3) 形成假说：师生一起，通过仔细观察实验器材，排除了前两种观点。
通过观点三,形成一个科学假说：在气体中，流速越大的位置，压强越小4) 推断预测：山上述假说，可以推断：向平行放置的两张纸中间吹气，它们会相互 靠近；将硬币放置在桌面上，在它上方用力吹，它会跳起來……(5) 实验检验：学生通过分组实验，验证了推测是正确的，说明了假说也是正确的 再将这一结论推广到液体中，通过实验也证明适用最终得出规律：在流 体中，流速越大的位置，压强越小四、教学策略1 •设置“吃惊现象”原则:这是激发学生进行“溯因”和探究的关键和动力，教师一定要精心设 计，使发生的实验现象在学生的意料之外2. 培养学生三种推理方法原则：(1) 溯因法：通过溯因推理，对吃惊现象做出自圆其说的解释，使 吃惊现象变得不吃惊，最终形成科学假说；(2) 演绎法：通过演绎推理，从假说中推出可检查的命题或推断；(3) 归纳法：用实验方法和归纳推理去检验推断，最终获得科学结 论3. 实验教学原则：不论是“吃惊现象”，还是检验推论，都应该通过实验完成这样， 一方面使学生形成实验是检验真理标准的科学态度，另一方面也通过实验 教学培养学生的实验能力、问题解决能力和创造力通过长期教学实践发现，运用“溯因推理探究模式”可以解决许多探 究问题，很好地培养了学生的三种推理方法和探究学习能力，大大提高了 探究教学的效益，是一种良好的探究教学丁具。
参考文献：[1] •李建珊等•科学方法概览•北京：科学出版社[M], 2002.[2] ・查冇梁•教育模式•北京：教育科学出版社[M], 1999.[3] ・科学哲学与物理探究建模•济南.山东教育出版社[M], 2006.。