物理概念教学中的逻辑性
准格尔旗第一中学 周光宇
摘要：物理概念是反映物理现象和过程本质属性的思维方式，是物理事实的抽象。教师在教学中引导学生归纳总结物理概念，帮助学生形成逻辑科学思想和科学方法是教育取得成功的关键。本文将分别从物理概念和逻辑思维两个方面强调两者各自在教学中的重要性及影响，说明两者结合的重要性，并举例说明两者的结合在物理教学中的体现。 关键词：物理概念; 教学; 逻辑思维; 结合
1 物理概念的重要性
物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维方式，是物理事实的抽象。它不仅是物理基础理论知识的一个重要组成部分，而且也是构成物理规律和公式的理论基础。学生学习物理的过程，其实是在不断地建立物理概念的过程。如果概念不清，就不可能真正掌握物理基础知识。当然就谈不上应用知识解决实际问题。因此物理概念教学是学生学好物理的基础，更是学好物理的关键。
1.1 物理概念是物理学最重要的基石
纵观物理学内容，大体可以分为物理现象、事实、概念、规律和理论。其中物理概念是物理规律和理论的基础。因为物理规律（包括定律、原理、公式和定则等）揭示了物理概念之间的相互联系和制约的关系。例如，如果学生对力、质量和加速度这几个概念搞不清楚，那就无法理解和掌握牛顿第二定律，更谈不到正确应用了，可以这样说，如果没有一系列物理概念作为基础，就无法形成物理学的体系。例如，若没有电路、电流、电压、电阻、磁感应强度、电磁感应等一系列概念，就不能形成电磁学；同样，若没有光源、光线、实像、虚像等一系列概念，也就无法形成几何光学。所以，在中学物理教学中，要使学生比较系统地掌握进一步学习现代科学技术所需要的物理基础知识，首要的就是让学生掌握物理概念。
1.2 让学生掌握好物理概念是物理教学的关键
物理概念是物理基础知识中既不易教也不易学的内容。目前中学生普遍感到物理难学，其症结之一就在于物理概念教学没有学好。概念不清就会越学越困难，怎么还谈得上知识的灵活运用呢？事实上，能否使学生逐步领会某些重要的基本概念不仅直接影响学生对某一章节的学习，而且会影响对整个物理学的学习。所以，让学生掌握好物理概念是教学成功
1 的关键。
1.3 物理概念教学是培养能力、开发智力的重要途径
学生形成、理解和掌握物理概念是一个十分复杂的认识过程。在这个过程中，要在物理环境中通过观察、实验获取必要的感性知识，或者用实验对结论进行检验，要运用物理学方法，通过复杂的思维过程把新事物与自己认识结构中原有的概念联系起来，通过同化或顺应来认识和理解新事物；形成初步概念以后，还要从与其它概念的比较、分析中不断加深对概念的认识和理解。所以引导学生形成物理概念和发展对概念的理解，是学习物理学方法、培养学生多种能力、开发学生智力的重要过程和途径。
物理概念是人类智慧的结晶，凝结着很高的智力价值，是培养学生思维品质，提高能力的好材料。另外，在物理概念的学习过程中，学生不仅形成物理概念，还可以领会蕴藏其中的物理方法，体验科学精神。
2 逻辑思维
逻辑思维是人们在认识过程中借助于概念、判断、推理等思维形式能动地反映客观现实的理性认识过程，又称理论思维。它是作为对认识着的思维及其结构以及起作用的规律的分析而产生和发展起来的。只有经过逻辑思维，人们才能达到对具体对象本质规定的把握，进而认识客观世界。它是人的认识的高级阶段，即理性认识阶段。
2.1 逻辑思维的特点
逻辑思维是人们在认识过程中借助于概念、判断、推理反映现实的过程。它与形象思维不同，是用科学的抽象概念、范畴揭示事物的本质，表达认识现实的结果。逻辑思维是一种确定的，而不是模棱两可的；前后一贯的，而不是自相矛盾的；有条理、有根据的思维。
2.1.1 逻辑思维要遵循逻辑规律
逻辑思维要遵循逻辑规律，这主要是形式逻辑的同一律、矛盾律、排中律、辩证逻辑的对立统
一、质量互变、否定之否定等规律，违背这些规律，思维就会发生偷换概念，偷换论题、自相矛盾、形而上学等逻辑错误，认识就是混乱和错误的
2.1.2 逻辑思维是分析性的
做逻辑思维时，每一步必须准确无误，否则无法得出正确的结论。我们所说的逻辑思维主要指遵循传统形式逻辑规则的思维方式。常称它为“抽象思维”或“闭上眼睛的思维”。 在逻辑思维中，常使用否定来堵死某些途径。
2 2.1.3 逻辑思维是人脑的一种理性活动
逻辑思维是人脑的一种理性活动，思维主体把感性认识阶段获得的对于事物认识的信息材料抽象成概念，运用概念进行判断，并按一定逻辑关系进行推理，从而产生新的认识。逻辑思维具有规范、严密、确定和可重复的特点。
2.1.4 社会实践是逻辑思维形成和发展的基础，
社会实践的需要决定人们从哪个方面来把握事物的本质，确定逻辑思维的任务和方向。实践的发展对于感性经验的增加也使逻辑思维逐步深化和发展。逻辑思维是人脑对客观事物间接概括的反映，它凭借科学的抽象揭示事物的本质，具有自觉性、过程性、间接性和必然性的特点。
2.2 培养逻辑思维的重要性
2.2.1 逻辑思维能够提高人的素质
逻辑在提高人的素质，培养其优秀品质方面也具有多方面的功能。首先，逻辑能培养人的耐心细致、客观公正、坚持真理、坚持科学的品质。逻辑是规范性科学，人们学习逻辑，能使自己的言行更具有规范性，促使自觉遵守和运用逻辑规则的意识和行动，使人们思想更加严密、更加确切地反映客观实际和更准确地表达思想，有益于杜绝偏见、摈弃恶习；其次，逻辑能培养人们毅力、增强其自信心。逻辑学是一门抽象性很强、形式化、公理化科学，学习逻辑本身就需要学习者有毅力、有恒心、有知难而进的精神，因此学习逻辑对学习者而言本身就是对毅力和恒心的考验、检测与培养。最后，学习逻辑可使人充分体会到理性思维的力量，提高利用理性思维探求真理的意识，增强人们的自信心。 2.2.2 逻辑学具有科学教育功能
逻辑学发展至今，已是一门纷繁而系统的科学体系，尤其是现代逻辑，它已是与现代数学相通相融的一门精确性科学，不仅与数学紧密结合起来，形成符号数学、逻辑代数等多门数学分支，且与计算机科学、物理学、生物学、系统科学等结合起来，例如，在物理学领域，为了理论的系统化，达到在理论范围内运用推理有更大的严格性，并且对这些理论做出比较合乎逻辑的评价，就需经常运用公理逻辑方法，当今物理学中的力学、热力学、光学、原子力学和宇宙学的某些内容都是从逻辑公理化角度来阐明的。因此，学习逻辑学，就是学习一门十分严密精确的科学、从中会受到多方面(尤其是公理化)的科学熏陶。逻辑学无疑有科学教育功能。
3 2.2.3 逻辑具有人文教育功能
逻辑与哲学从一开始就是紧密结合的，现当代逻辑基本上可称之为哲学逻辑，学习逻辑在一定程度上也是对现当代哲学尤其是西方哲学的学习。逻辑又是与语言密不可分的，通过逻辑尤其是语言逻辑的学习，不仅有助于逻辑学科素养的提高，而且有助于对语言更深层次的掌握和运用，因此学习逻辑也是间接地学习、应用和研究语言。逻辑学与伦理学、法学、社会学、心理学、经济学、教育学、政治学等一切人文科学都有紧密的结合，形成各种应用逻辑学或逻辑的各科应用，学习这些逻辑学，不仅是学习逻辑学本身，也是学习相应的人文科学。由此，逻辑具有多方面的人文教育功能。 2.2.4 逻辑思维能够培养创新能力
创新是知识经济时代的显著标志，创新教育越来越受到人们的重视，尽管实施创新教育的措施、途径和方法是多层次、多方面的，但逻辑教育无疑是培养人们创新思维、提高人们创新素质与创新能力的根本方法。这主要是由逻辑的实质所决定的:创新基于创新思维，创新思维是逻辑思维和非逻辑思维的有机统一，创新过程实质上是逻辑思维和非逻辑思维的互补过程，而且就非逻辑思维而言，非逻辑思维本质上是不可能脱离逻辑思维而存在的，要依靠逻辑思维，甚至于非逻辑思维是可以化归为逻辑思维的。所以创新思维是一种以逻辑思维为基础的，是逻辑思维过程的产物。
3 物理概念教学中的逻辑性
《全日制普通高级中学物理教学大纲(试验修订本)》(简称新大纲)对物理概念的教学提出了明确要求，特别重视概念的建立过程，强调概念“教学要思路清楚，使学生知道它们的来龙去脉，真正理解其中的道理，领会研究问题的方法”，并指出“学生不仅要学到物理知识的结论，而且应该了解知识产生和发展的过程，了解人类对自然界的认识是怎样一步一步地深入的”。
3.1 物理概念教学中的顺序安排
高中物理教学过程中除了教授学生物理知识外更重要的是教会学生形成科学的学习方法，因此在物理概念教学过程中要十分注意教学的顺序，帮助学生形成正确的分析问题和解决问题的能力。本部分将以“ 《普通高中课程标准实验教科书》物理必修1第一章 第3节运动快慢的描述——速度”为例来说明在物理概念教学中如何注重教学顺序的安排，以及在循序渐进中帮助学生形成学习概念的逻辑思维。
速度这个概念学生在初中的时候已经接触过，因此在此基础上教师应该正确引导学生把速度这一概念加深印象。首先是速度的引入，要让学生直接感受到速度的存在，例如两个物体在相同时间内发生不同的位移时，学生可以判断哪个物体运动的快慢；在不同的时间内发生相同的位移时，学生也可以判断哪个物体运动的快慢；但是时间不同，发生的位移也不同时怎样来判断哪个物体运动的快慢？学生在此基础上，学生会自己会寻找解决的办法，从而认识速度这个概念。其次给出速度明确的定义既位移跟发生这段位移所用时间的比值；再次从速度的定义中用物理符号来代替文字描述即vx ；从速度的表达式中顺理成章地得出t速度的国际单位；接着，学习一个新的物理量一定会有学习它的意义，而速度可以用来描述物体运动的快慢；最后介绍速度的矢量性，矢量性包括方向和大小两个方面，因此再从速度的大小和方向两个方面来了解速度的矢量性。学生从以上几个方面了解速度之后，后面的知识，学生就可以从以上几个方面自主学习习近平均速度和瞬时速度，只需要教师的正确引导和指点就可以了。学生在学到知识的同时，既培养了自己的自主学习能力，又学会了学习的方法，可谓是一举两得。
以上只是针对“速度”这节内容提出的部分方法，当然物理概念教学中除了像速度这样运用比值法来定义的概念之外还有关于现象的概念等等，但是，不管是哪种物理概念，学生都要经历认识新概念，了解新概念，运用新概念这样的阶段。所以教师在讲解新概念的时候一定要注意教学内容的先后顺序，学生学完一节课后在头脑中会有一个清晰的思路而不是很多的零散知识。
3.2 物理概念教学中的逻辑推导
有些物理概念和物理规律是从逻辑推导中得到的，正确引导学生运用逻辑思维，不仅可以提高学生的自主学习能力，而且可以帮助学生形成逻辑思维，从而解决生活中的各种问题。
例如，在学习自由落体运动的时候，为了要证明物体下落的快慢与物体的质量无关，可以运用亚里士多德的推断过程来帮助学生相信物体下落的快慢与物体的质量无关，即假定大石头的下落速度为8m/s，小石头的下落速度为4m/s，当把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而减慢，结果整个系统的下落速度应该小于8m/s；但两块石头捆在一起，总的重量比大石头还要重，因此整个系统下落的速度要比8m/s还大。这样，就从“重物比轻物落得快”的前提推断出了互相矛盾的结论，接着引出伽利略的比萨斜塔实验，证明物体下落的快慢与物体的质量无关.
5
总结
高中学生尚缺乏物理学知识的系统学习，难以理解和体会物理概念形成中所蕴涵的科学思想和科学方法。因此，教师应通过自己对物理概念的理解和再创造，从物理概念的形成过程中去挖掘其中的科学思想和科学方法，并以学生能够接受的方式向他们展示，启发学生的思考和领悟能力。这对于从整体上提高学生的科学素养具有十分重要的作用。
参考文献：
[1]阎金铎,田世昆.中学物理教学概论[M].北京：高等教育出版社.
[2]张维善等.高中课程标准实验教科书物理必修一[M].北京：人民教育出版社.[3]黄恕伯．物理教学中如何“重过程”．物理教学探讨[J]，2004（7）．
[4]罗祖兵．从“预成”到“生成”：教学思维方式的必然选择．课程·教材·教法[J]，2008（2）．
[5]梁树森．促进概念变化的物理教学．物理教师[J]，2005（4）．
