物理概念的逻辑分类[材料]_物理学概念分类

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物理概念的逻辑分类

刘延2013101787

【摘要】:处于青少年期的初、高中学生，思维能力得到迅速发展，抽象思维处于优势地位。这一时期如果能够使物理教学过程与学生思维发展过程良性互动，利用物理学科知识和物理学科体系的建立过程促进学生思维的发展，同时充分发展的抽象思维能力反过来促进物理课程的学习，不仅有效提高学生的学习效果，更为学生的未来打下良好的思维基础。物理作为一门基础科学，物理教师在学科教学过程中培养学生的思维能力，传授有关思维发展的专业知识有着得天独厚的优势。

关键词：物理概念 逻辑学

一、思维的内涵和分类

思维是人脑借助于言语、表象和动作而实现的对客观事物的简洁、概括的反映，是组成人智力的核心。1由于思维任务的性质不同和问题解决的方式不同，可以将思维分成直观动作思维、具体形象思维和语词逻辑思维。直观动作思维依托于具体动作，例如口渴了，拿起水杯喝水，水喝完了，动作停止，这种思维也停止了。具体形象思维依托于直观形象和表象，利用头脑中的具体形象来解决问题。例如，教幼儿数苹果个数，幼儿需要看到苹果实物才能进行思考。语词逻辑思维是指依托于具体的概念进行推理、判断，进而得出规律或解决问题的思维。学生学习科学知识就是运用这种思维。语词逻辑思维又分为形式逻辑思维和辩证逻辑思维，二者是思维由低级到高级连续发展的两个阶段。形式逻辑思维是从感性具体上升到抽象理论的阶段。在这一阶段，思维对感性认识材料初步加工，形成反映事物抽象规定的概念，即抽象概念或一般概念。辨证理论思维是由抽象上升到具体的思维过程，是在形式逻辑思维的基础上将事物的个别性、差异性和普遍性的统一，反映事物的全面性、抽象性和具体性。

二、初、高中学生思维发展的特点

初、高中学生的思维能力得到迅速发展，语词逻辑思维占主要优势。初中生逻辑思维开始占主导地位，但在很大程度上依然依赖于感性经验的支撑。高中生逻辑思维更加占优势，辩证逻辑思维基本形成。具体表现为可以运用假设进行思维，推理能力不断提高，辩证逻辑思维快速发展。同时，也存在着思维的深刻性与表面性共存，导致虽然思维的概括能力提高但是容易被表面特征迷惑。思维的批判性与片面性共存，导致不能全面地、辩证地看待和处理问题。

三、利用物理教学促进学生思维能力发展

物理学是建立在大量观察和实验基础上的科学，通过观察、实验归纳出物理本质，形成物理概念、判断、推理、规律以至整个物理知识体系。概念作为物理学的基石，对概念的深入理解和掌握是学好物理学的先决条件。如果能够在教学过程中利用逻辑学知识对物理概念1 李力红《青少年心理学》东北师范大学出版社

进行分类，帮助学生认识到概念反映物理本质的视角可能存在的差别，那么，不仅可以帮助学生梳理众多概念形成知识框架，更有利于学生对概念的理解和促进学生思维能力的发展。

1、物理概念的内涵和外延

物理概念的内涵指的是该概念所反映的物理事物的本质属性。例如，机械运动概念的内涵是“一个物体相对于另一个物体的位置随时间在改变”。力概念的内涵是“物体间的相互作用”。这些概念已经撇开了一个个具体的运动形态或具体的相互作用形式，概括出了同类物理事件所具有的本质属性。外延是概念所确指的对象的范围，即概念所反映的全部对象。例如，机械运动概念的外延反映的是具有“物体间相对位置发生变化”这一本质属性的各种运动形态，如匀速直线运动、变速直线运动、曲线运动等。内涵的多少和外延的大小呈反方向变化的趋势：即内涵越多的概念其外延越小，内涵越少的概念其外延越大。

2、物理概念的形式逻辑分类

（1）普遍概念和单独概念：

根据概念反映的对象的数量不同而划分。在中学物理中，“力”就是普遍概念，它反映了一切物体与物体间的相互作用。单独概念是反映一个特定事物的概念，它的外延只有一个单独的对象。力学中的“重力”、“惯性质量”、“引力质量”等都是单独概念。

（2）实体概念、属性概念：

根据概念所反映的是对象本身，还是对象的属性的不同划分。实体概念是反映具体事物的概念。例如：导体、光子、棱镜、参照物、电场、磁场、重力场等都是实体概念。属性概念是反映事物属性的概念。它反映的不是具体的事物，而是事物的各种属性。例如：质点、点电荷、电场强度、大气压强、密度、电力线、电势等都是属性概念。

这种划分方式对学生理解物理概念有很大帮助，例如在学习质点概念时，许多学生将质点理解成实体概念，将课本和练习题中常提到的具体事物理解成质点。教师帮助学生将质点划分为属性概念后，排除了具体形象对学生思维的干扰，加深了学生对质点概念本质的理解。

（3）肯定概念和否定概念：

根据反映对象的形式不同（是肯定形式还是否定形式）划分。肯定概念是反映事物具有某种质的规定性的概念，如：晶体、保守力、弹性碰撞、可见光等。否定概念是反映事物不具有某种质的规定性的概念，如：非晶体、非保守力、非弹性碰撞、不可见光等。肯定概念和否定概念对比着教学更利于学生思维能力的培养。

（4）集合概念和非集合概念：

根据概念反映的事物是否构成集合体而划分。集合概念是反映由若干个别事物组成的集合体的概念。集合体是由许多个别事物构成的整体，作为集合体中的每个个体不一定都具有该集合体的属性。例如：气体是由许多气体分子组成的集合体。它的外延不包括每个气体分子，而包括每一种气体。并且气体对盛装它的容器壁有压强作用，但单个气体分子不具有这种性质。非集合概念是反映非集合体的概念。

（5）真实概念和虚构概念：

根据概念所反映的事物是不是具有真实性来划分。真实概念是反映一切实际存在或者具有可能性与必然性、能够转化为现实性的事物的概念。如：光心、焦点、超导体等。虚构概念是反映非客观存在的或根本不具有现实性的虚假事物的概念。如：理想气体、绝对真空、光滑平面、惯性力等。反映人类科学探索过程中由于认识错误而虚构的东西又叫做虚假概念，如燃素、永动机等。在物理教学中我们把理想气体、绝对真空、光滑平面等称为理想模型，如果从形式逻辑的角度加以辅助说明“这些概念是反映非客观存在的科学的虚构概念”，学生对相关概念的理解会更加深刻。

（6）定量概念和非定量概念：

定量概念是指其内涵通过量化语言进行描述的物理概念。定量概念不仅揭示了认识对象所具有的某种物理属性，而且精确揭示了认识对象具有该属性的程度。例如，“电流强度”的概念，其定义是“单位时间内通过导体某横截面的电量”。非定量概念是指其内涵只揭示认识对象所具有某种物理属性，而不去描述认识对象具有该属性的程度。

（7）形象概念和非形象概念

非形象概念指其内涵仅仅用词汇进行描述而无法形成形象化物理表象的物理概念。例如：容抗、感抗、电动势等。形象概念是指能够形成形象化物理表象的物理概念。如：质点、光线、点电荷、光滑平面等。初、高中生的形象思维发展的很好，有时会将形象概念理解为具体实物，教师要注意提醒学生有些形象概念同时也是属性概念，例如：质点，点电荷。

3、物理概念的辩证逻辑分类

思维发展过程中存在着两类性质不同的矛盾。这就是逻辑矛盾和辨证矛盾。逻辑矛盾，狭义是指具有对当关系中矛盾关系的两个思想之间的矛盾，其矛盾的双方不能同真，必有一真一假。这种逻辑矛盾的双方不能同真，却可以同假。辨证矛盾是指正确反映现实事物统一整体的对立规定性的思想所构成的矛盾。辨证矛盾的双方同时都是真的。“光既是粒子又是波”就是典型的辨证矛盾。它是现实事物统一整体对立规定性的正确反映，矛盾的双方同时是真实的。

（1）具体概念的涵义

具体概念是以凝缩的形式反映事物内外整体的本质规定的思维形式。例如，“质量”的概念包括：“物体所含物质的多少”；“物体惯性的量度”；“受到和产生引力大小的量度；“物体所蕴涵能量的量度（E=mc)”。

（2）具体概念的理解

具体概念是对物理概念的全方位、多角度、深刻的反映，明确辩证逻辑的具体概念和形式逻辑概念的不同，有利于学生明白物理知识的发展是动态的、变化的，不是对之前学习过的概念的否定，而是概念的升华与深化，有利于学生建构物理知识体系纵横交错的立体网络。

四、小结

2物理概念是物理学科的基石，对物理概念的准确理解是学生学好物理的前提。由于初高中学生逻辑思维能力的快速发展，学生能够较好地接受和理解物理概念教学中对概念的逻辑学分类。同时对概念的划分使学生明白物理概念反映物理本质的角度和层次并不相同，对物理概念的理解不仅要理解概念的内涵和外延，还要理解概念描述的视角。对物理概念的逻辑分类有利于学生理清物理知识体系的基本脉络，消除理解障碍。

参考文献：

1、王双维《物理教学逻辑讲义》东北师范大学

2、李力红《青少年心理学》东北师范大学出版社