论形式逻辑学理论与高中物理概念教学的关系

一、绪 论

（一）研究内容与意义

1.研究内容

本论文选题来自于王双维教授组织的课题《中学物理教学中的逻辑学问题及其教学策略》。为了确保研究的深度，本论文并不是从整个逻辑学的角度对整个中学物理教学进行研究，而是从逻辑学中形式逻辑学里面的“概念”部分知识出发对如何通过高中物理概念教学培养学生某些逻辑思维能力进行了研究。
本论文要研究内容是从形式逻辑学的角度出发研究如何以物理概念教学过程为载体培养学生逻辑思维能力的教学策略。关于教学策略，通常所说的教学策略是指在教学过程中，为完成特定的目标，依据教学的主客观条件，特别是学生的实际，对所选用的教学顺序、教学活动程序、教学组织形式、教学方法和教学媒体等的总体考虑。也就是说在教学策略是在教学的过程中，各个环节中使用的指导思想和方法。教学策略的基本类型主要有：①内容性教学策略；②形式型策略；③方法型策略；④综合型策略。本文所提出的教学策略是指以上的第三种教学策略，即方法型策略。而且，需要强调的是：本文所研究的均为针对性较强的方法，并非放之四海皆准的方法。

2.研究意义

2004 年，我国正式启动了新课程改革，这次改革在几年内即涵盖了全国约 50%的省份。可以说新课程改革已经趋于成熟并将迅速在全国普及。众所周知，这次新课程改革主要涉及到课程目标、课程结构、课程内容、课程实施、课程评价、课程管理六个方面。在课程目标方面，新课程改革反对过于注重知识传授，强调知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观“三维”目标的达成。在高中物理新课程标准的课程总目标中我们看到，新课程要求学生“学习终身发展必备的物理基础知识和技能”，“学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯”①本文研究所属的课题《中学物理教学中的逻辑学问题及其教学策略》，是从逻辑学的角度去研究如何通过物理教学培养学生的逻辑思维能力。这对更好的达成物理新课程等等。这里面提到的终身发展必备的技能和良好的思维习惯，均属于逻辑思维能力的范围。可见，高中物理新课程标准把培养学生的逻辑思维能力放在了非常重要的位置上。.........
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二、逻辑学知识简述

（一）逻辑学的概念

要介绍逻辑学的概念，必须要先介绍感觉、知觉、表象、想象和思维。通常的逻辑学书籍基本认同这样一套定义：感觉是事物作用于人的感觉器官时，在人脑中产生的关于事物个别属性的反映；知觉是感觉的综合，是事物在人脑中的整体性的直接反映；表象是在前两者的基础上形成的具有一定概括性的感性形象。表象与知觉的区别是，在事物没有作用在感官上时，表象也可以继续存在。想象是人脑对已有表象进行加工而创造新形象的过程。想象是在记忆表象的基础上进行的。在想象过程中，表象得到进一步的加工和组合，创造出新的形象。人类在获取了丰富的感觉、知觉和表象的基础上，认识上升到了理性认识阶段，也就是思维阶段。思维是人脑对现实事物间接的、概括的加工形式。①比如，当人摸到一个冰块时会感觉到凉，这就是一个感觉，显然，感觉的对象只是冰块的众多属性之一——凉。但是人看到冰块时，整体上会有一个知觉，也就是说知觉的对象是冰块的整体。下面用举例的方式解释之。而表象则是在脑海中就可以形成的，比如我们可以在脑海中构造一个冰块的表象。显然，我们并不需要一块真实的冰块来形成表象，只要我们在这之前见过冰块（用逻辑学术语讲就是对冰块有过知觉）就可以了。而我们要知觉到一个冰块，就一定需要有一个真实的冰块。这也就是表象和知觉的区别。想象与表象不尽相同，上面说到只要我们之前对冰块有过知觉就可以在头脑中形成冰块的表象。但想象则并不一定需要知觉作为基础。我们完全可以想象我们从未对其产生过知觉的东西，比如外星人。
最后，在这些复杂的感觉、知觉、表象和想象的基础上，人类就形成了思维。对于思维的界定，古今中外各派学者至今没有取得共识，本研究对思维概念的界定不作深入讨论，本文暂且简易地把思维定义为由已知推断未知的过程。举一个最简单的例子：当我们早上醒来，看到外面的房子和地面都湿了，而且闻到了湿润新鲜的空气，我们就可以推知，前一天晚上下雨了。这个例子里面我们推断的过程就是一个思维的过程。
通常的观点认为，逻辑学是研究思维的形式结构及其规律的科学。恩格斯指出：逻辑学是“关于思维过程本身的规律的学说”。..............
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三、物理教学与逻辑学的关系......................................................................................12
（一）物理学与逻辑学的关系..................................................................................12
（二）高中物理教学与逻辑学的关系......................................................................12
（三）物理教学中培养学生逻辑思维能力对教师的要求......................................15
四、形式逻辑学相关理论与高中物理概念教学的关系及相关教学策略 ...........16
（一）“概念的概述”与高中物理概念教学的关系及相关教学策略....................16
（二）“概念与语词”与高中物理概念教学的关系及相关教学策略....................18
（三）“概念的内涵和外延”与高中物理概念教学的关系及相关教学策略........18
（四）“概念的限制与概括”与高中物理概念教学的关系及相关教学策略........21
（五）“概念的种类”与高中物理概念教学的关系及相关教学策略....................22
（六）“概念之间的关系”与高中物理概念教学的关系及相关教学策略............24
（七）“概念的划分”与高中物理概念教学的关系及相关教学策略....................31
（八）“定义”与高中物理概念教学的关系及相关教学策略................................37
五、对几个高中物理问题的逻辑分析..........................................................................41
（一）速度..................................................................................................................41
（二）重力..................................................................................................................41
（三）力的分类..........................................................................................................42

结 语

经过研究，本文得到如下结论。

1.高中物理学知识本身与逻辑学有着非常紧密的联系，这就决定了教师教物理学和高中生学习物理学都有必要学习或者了解一定的逻辑学知识。
2.高中物理教学与逻辑学之间存在着密不可分的关系。所以，教师应该也必须通过物理学知识的教学来培养学生的逻辑思维能力。
3.从逻辑学知识和高中物理概念知识之间的关系的研究中，我们可以看到物理教与学中经常出现的问题有很多都是由于教师或者学生没有了解或者没有系统地了解某些逻辑学知识而造成的。教师了解相关的逻辑学知识，有助于其在教学中避免出现此类问题。学生也可以通过了解一定的逻辑学知识来避免自己在学习中出现此类问题。
4. 从逻辑学知识和高中物理概念知识之间的关系的研究中，我们发现很多逻辑学知识有助于学生对物理概念的学习并加深对一些物理概念的理解。就此笔者提出了很多相关教学策略，利用这些策略，有望提高高中物理概念教学的教学效果。
本研究也存在着很多不足。由于现在物理教师尚没有系统地学习逻辑学，所以本文没有采用问卷调查的形式；基本没有参考国外的研究成果而只是参考了国内的前人研究；没有对所有的逻辑学知识和所有的高中物理学知识进行研究，而是仅仅选择了形式逻辑学中的一部分和高中物理概念教学进行了研究；
最后，本文所提出的教学策略也需要广大教师的进一步实践检验。