物理概念的内涵和外延及其教学策略

来源:用户上传      作者: 徐 雷

　　摘 要： 本文举例说明了物理概念教学中理清概念的内涵和外延的重要性，以及在教学中存在的一般问题，探讨了相关的教学策略。
　　关键词： 物理概念 内涵 外延 教学策略
　　
　　一、物理概念的内涵和外延例谈
　　通常认可的形式逻辑学著作中对概念的内涵和外延的描述是：概念的内涵，就是指反映在概念中的对象的本质属性或特有属性，人们常常称之为概念的含义。概念的外延，就是指具有概念所反映的本质属性或特有属性的对象，人们常常称之为概念的适用范围。概念的外延可以是在客观世界中不存在的事物。
　　内涵是概念质的方面，它说明概念反映的对象是什么样的；外延是概念量的方面，它说明概念反映的对象有哪些。概念的内涵和外延相互依存、相互制约。
　　概念的内涵、外延的确定性，是指在一定条件下，概念的涵义和适用范围是确定的，不能任意改变或混淆不清。概念内涵、外延的灵活性，是指在不同条件下，随着客观事物的变化和人们认识的不断深化，概念的涵义、适用范围是可以变化的。任何概念都是确定性和灵活性的统一。否认确定性，会犯相对主义和诡辩论的错误，否定灵活性，会犯形而上学的错误。
　　下面举例来说明什么是概念的内涵和外延。在课堂上，假如教师向学生提问“力”的概念，大部分学生可能会回答：“力是物体对物体的作用。”但是也很可能有一部分学生回答：“像重力、弹力、摩擦力这样的就是力。”这里面，通常我们所认为的力的概念“物体对物体的作用实质上只是力这个概念的内涵，而重力、弹力、摩擦力等是力这个概念的外延”。为了便于读者理解，再举一例：“机械运动”这个概念的内涵是“物体的空间位置随时间的变化”，其外延是匀速直线运动、变速直线运动、抛体运动等所有的机械运动具体形式。
　　通常教师要学生背诵概念，主要是希望学生指出概念的内涵而并非外延。在少数情况下，学生背诵的是概念的外延，如关于“机械能”的定义在高中阶段一般认为是：“动能和势能统称为机械能。”像这样的定义我们给它们起一个名字叫做“描述性定义”（关于“定义”的具体问题将在后文详述）。其实，在高中教学中我们通常所说的诸如“力是物体间的相互作用”这样的说法说的是概念的“内涵”，我们讲的描述性定义说的是概念的“外延”。
　　但是这里就存在一个问题，就是一些教师在教学的时候更关注于概念的内涵，而忽略了概念的外延也是概念的重要组成部分。也就是说，一些教师将概念等同于概念的内涵，在这样的思想的影响下，其对概念的教学就会是不全面的。比如，如果上例中的教师单纯地判定“像重力、弹力、摩擦力这样的就是力”这个答案是错误的话，那么就会导致学生将概念的内涵与外延割裂开来。这显然是不利于学生学习概念的。恰当的做法是在概念教学中坚持内涵与外延并重，教给学生关于概念的完整知识。
　　关于概念内涵和外延的确定性和灵活性，需要说明的一点是，形式逻辑只研究概念的内涵和外延的确定性。灵活性是辩证逻辑所研究的问题。高中物理概念教学一般只涉及到概念外延的灵活性。其中，最典型例子就是“质点”这个概念。因为是否把一个物体看成质点与所研究的问题有关，所以“质点”的外延到底包括哪些物体也就不能够确定了。这就是概念外延的灵活性。
　　二、相关教学策略
　　1.在概念教学中讲授内涵和外延的知识，并让学生加以练习。
　　正如刚才的例子所说，大家都能够认同例子中的教师问学生的问题必然是请学生说出“力”这个概念的内涵。如果教师能够在教学中学生发现这样的错误，则恰好就是向学生渗透“内涵和外延”知识的大好时机。教师甚至可以告诉学生什么是概念的内涵和外延，并且引导学生针对所学的概念分别说出其内涵和外延。这样做的好处有四点。
　　（1）能够使学生从内涵和外延两个侧面去全面地认识所学之概念，加深对所学之概念的理解。“在教学中，如果只让学生了解物理概念的内涵，则学生往往觉得太原则、太抽象，即使从字面上理解了，但心里总不踏实，颇有不可捉摸、囫囵吞枣之感。反之，如果学生只了解物理概念的外延，记住了不少物理事例，却抓不住实质，就颇有‘只可意会，不可言传’之感”。所以，让学生从两个方面对概念进行思考和学习，显然有助于学生更全面、更深刻地去理解和认识概念。
　　（2）可以让学生亲身体会到逻辑思维在物理学中的作用，从概念知识中学到逻辑思维方法。概念的内涵和外延的思维方法是逻辑学中典型思维方法之一，而且其理解上的难度不高，大部分高中生都能够理解。学生学会这个逻辑学思维方法后，就可以亲身体验到逻辑思维方法在物理学习中的作用，从而慢慢习惯利用逻辑思维方法去思考所学到的物理知识，这显然是新课程目标所希望达到的目的。
　　（3）可以让学生更容易认可描述性定义。学生对描述性定义并不容易接受，认为其缺乏科学性、“不讲理”。但是如果学生知道了概念的外延也是概念的一个重要部分之后，就会发觉描述性定义也是具有逻辑性的，就更容易理解和接受描述性定义了。这对学生认同教材内容的合理性是有帮助的，正如前面所说的，教科书编写者“希望学生通过学习感到物理是‘说理’的”，而引导学生发现教材中各种说法的逻辑性恰恰可以达到教材编写者的这一要求。
　　（4）客观上还可能提高一部分学生学习物理学的兴趣。对于大部分高中学生而言，“逻辑学”是很新鲜和有趣的，如果让他们在学习中接触一些逻辑学知识，并将其运用于物理学的学习之中，就可以提高他们学习物理学的兴趣。事实上，接触逻辑学知识也可以提高学生对其他学科的兴趣。
　　2.在适当的时机向学生渗透概念的确定性和灵活性的知识。
　　教师应该在恰当的时机向学生介绍上述逻辑学思想，但是这样做并不是希望学生掌握这个逻辑学知识，而是希望借此来培养学生这样一种价值观，没有什么事情是一成不变的，即使物理概念也是如此。但是也不能否认物理概念的确定性。广义地讲，任何事物都有其确定性和灵活性，“否认确定性，会犯相对主义和诡辩论的错误，否定灵活性，会犯形而上学的错误”。也就是说，在遇到相应的物理学知识时，适时向学生渗透概念的内涵、外延的确定性和灵活性的思想，有助于培养学生的情感态度和价值观。这与新课程理念的三维目标要求相吻合。
　　
　　参考文献：
　　［1］闫金铎，田世昆.中学物理教学概论［M］.北京：高等教育出版社，2003，第2版.
　　［2］叶春放.逻辑学与物理教学［M］.成都：成都科技大学出版社，1997.3.
　　［3］蒋丽艳.形式逻辑在中学物理教材和物理教学中的应用研究［D］.苏州大学，2006.
　　［4］张必赋.逻辑与物理概念的教学田.江苏教育，1987，（1）.

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