侯恕+翟爽+王雙維

摘 ? 要：本文從實際高考試題的邏輯學(xué)分析著手，從邏輯學(xué)可以有助于深化理解物理概念和規(guī)律，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力，幫助分析學(xué)生物理學(xué)習(xí)障礙三個角度闡述了邏輯學(xué)在物理習(xí)題教學(xué)中的重要作用。

關(guān)鍵詞：邏輯關(guān)系;思維能力;高考試題

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1003-6148（2015）1-0045-3

邏輯學(xué)與教學(xué)關(guān)系的研究是歐美國家哲學(xué)研究的新興熱門問題之一。邏輯學(xué)是合理思維的工具，它能使人在思維過程中概念準(zhǔn)確、判斷恰當(dāng)、推理合乎邏輯;使人更準(zhǔn)確，更嚴(yán)密地表達(dá)思想，反駁謬誤。隨著教育及課程改革的不斷深化，素質(zhì)教育要求以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力為重點，“高分”不再是教學(xué)的唯一目標(biāo)。學(xué)生良好的思維能力、思維習(xí)慣以及思維方法的培養(yǎng)成為教學(xué)的重點目標(biāo)之一，這無疑對一線教師提出了更高的要求。高中階段是學(xué)生的形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)化的重要階段，是邏輯思維發(fā)展的關(guān)鍵時期。要有效地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，教師必須有系統(tǒng)的邏輯學(xué)理論知識和實踐能力。本文從實際高考試題的邏輯學(xué)分析著手，從習(xí)題教學(xué)的視角分析邏輯學(xué)在教學(xué)中的重要作用。

1 ? ?邏輯學(xué)幫助深化物理概念和規(guī)律

通過習(xí)題教學(xué)能夠幫助學(xué)生牢固地掌握物理概念，深刻地理解物理規(guī)律。但是，很多時候，學(xué)生看似理解了所學(xué)的物理內(nèi)容，習(xí)題中也能夠準(zhǔn)確地給出答案。但是，對物理知識的理解未必真的到了實質(zhì)。而從邏輯學(xué)視角分析問題的時候，會有新的體會思考。如下例所示：

例1 ?（2014年高考北京卷13題） ?下列說法中正確的是（ ? ?）

A.物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大

B.物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大

C.物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大

D.物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變

第一步：

根據(jù)熱力學(xué)第一定律：溫度是分子平均動能的標(biāo)志。

溫度升高，分子熱運動的平均動能增大。

溫度升高 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?溫度降低

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分子熱運動的平均 ? ? 分子熱運動的平均

動能增大 ? ? ? ? ? ? ? 動能減小

（充要條件假言推理）A項錯誤;B項正確。

第二步：

物體的內(nèi)能包括所有分子的動能和勢能之和。

物體內(nèi)能增大，要么分子動能總和增大（溫度升高），要么分子間勢能增大溫度降低。

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結(jié)論：若分子間勢能的增量大于分子動能總和的減少量，分子內(nèi)能增加;

若分子間勢能的增量小于分子動能總和的減少量，分子內(nèi)能減少;

若分子間勢能的增量等于分子動能總和的減少量，分子內(nèi)能不變。

（相容選言推理否定肯定式，兩個選言肢均未被排除，結(jié)論為選言判斷） C、D選項錯誤。

分析 ?乍一看本題，A、B選項像是假言判斷，實則為假言推理。假言判斷與假言推理看似無大的差異，但是，對物理知識的理解卻大相徑庭。假言判斷中，前件與后件是因果關(guān)系，前件的真導(dǎo)致后件真。假言推理則是推理導(dǎo)出的含義。溫度變化與分子平均動能的變化構(gòu)不成因果關(guān)系，溫度升高只是分子平均動能的外在表現(xiàn)形式。作為高考題本題選項并未采用“當(dāng)且僅當(dāng)……則……”或“若……則”的形式來表述，極其嚴(yán)密。因此，從邏輯學(xué)角度重新審視物理知識的時候，會使認(rèn)識更為透徹、深刻、嚴(yán)謹(jǐn)。

2 ? ?以邏輯學(xué)為基礎(chǔ)，合理命題以培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力

物理習(xí)題教學(xué)擔(dān)任著培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力的重要任務(wù)。學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，在學(xué)生對物理概念和規(guī)律掌握到一定程度以后，可以通過對一些推理性較強的習(xí)題的練習(xí)，來充分訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力和推理能力。此時，習(xí)題要有深度，要求推理過程復(fù)雜，脈絡(luò)多樣，如此才能更好地培養(yǎng)學(xué)生能力，使其思維更加縝密、靈活。如下例所示：

例2 ?（2014高考天津卷4題） 如圖1所示，平行金屬板A、B水平正對放置，分別帶等量異號電荷。一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場力共同作用下運動，軌跡如圖1中的虛線所示，那么（ ? ?）

圖1 ?帶電粒子運行軌跡圖

A.若微粒帶正電荷，則A板一定帶正電荷

B.微粒從M點運動到N點電勢能一定增加

C.微粒從M點運動到N點動能一定增加

D.微粒從M點運動到N點機(jī)械能一定增加

第一步：

類平拋運動的物體動能增加，因為類平拋運動在水平方向勻速，在豎直方向做初速度為零的勻加速運動。

微粒在極板間做類平拋運動。

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結(jié)論：微粒從M點運動到N點動能一定增加（帶證式直言三段論推理，肯定前件式）。

C正確。

第二步：

根據(jù)能量守恒定律：微粒的重力勢能、電勢能、動能三者之和不變。動能是增加的，要么重力勢能減少，要么電勢能減少。

重力勢能減少。

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結(jié)論：如果重力勢能的減少量小于動能的增加量，電勢能減少。

如果重力勢能的減少量大于動能的增加量，電勢能增加。

（相容選言推理否定肯定式，兩個選言肢均未被排除，結(jié)論為選言判斷） D選項錯誤。

第三步：

電勢能增加，電場力做負(fù)功。（充要條件假言判斷）

電勢能無法判斷，因此，電場力做功無從判斷。A、B選項錯誤。

以上實例的推理過程較為復(fù)雜，脈絡(luò)并不十分簡單。這就要求學(xué)生能夠找到合理的著手點，結(jié)合扎實的物理知識，以正確的思維方式進(jìn)行推理。類似的習(xí)題編制有很多，但教師們在出題時未必考慮了相應(yīng)的邏輯學(xué)知識，如果能夠以邏輯學(xué)為理論基礎(chǔ)來指導(dǎo)實踐，定能有意想不到的收獲。

3 ? ?分析學(xué)生物理學(xué)習(xí)障礙中的邏輯學(xué)問題，并采取合理的教學(xué)策略

通過習(xí)題教學(xué)和練習(xí)，教師可以隨時得到學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋信息，借以調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、方法和進(jìn)程。在習(xí)題訓(xùn)練過程中，學(xué)生在運用知識解決實際問題的時候，難以把高度概括性和抽象性的物理知識與邏輯思維相聯(lián)系。對于物理習(xí)題教學(xué)中的易錯題，教師需從邏輯學(xué)角度系統(tǒng)科學(xué)地分析學(xué)生的邏輯思維障礙，對癥下藥，這樣才能更好地幫助學(xué)生解決問題，同時培養(yǎng)學(xué)生的抽象邏輯思維能力和辯證邏輯思維能力。

例3 ?（2014高考海南卷9題） 如圖2（a），直線MN表示某電場中一條電場線，a、b是線上的兩點。將一帶負(fù)電荷的粒子從a點處由靜止釋放，粒子從a運動到b過程中的v-t圖線如圖2（b）所示。設(shè)a、b兩點的電勢分別為φa、φb，場強大小分別為Ea、Eb，粒子在a、b兩點的電勢能分別為Wa、Wb，不計重力，則有（ ? ?）

（a）某電場中一條電場線 ? ? ? ?（b）粒子運動v-t圖

圖2

A.φa>φb

B.Ea>Eb

C.Ea<Eb

D.Wa>Wb

第一步：

由牛頓第二定律F=ma知，物體合外力與加速度成正比，若加速度減小，則合外力減小。

從a到b的過程中，加速度減小。

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結(jié)論：從a到b的過程中，粒子所受合外力減小（充要條件假言推理，肯定前件式）。

第二步：

由電場強度定義E=F/q知，若電場力減小，則場強減小。

從a到b的過程中電場力減小，因為粒子只受到電場力的作用。（帶證式前件）

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結(jié)論：從a到b的過程中，電場強度減?。ǔ湟獥l件假言推理，肯定前件式）。

第三步：

由能量守恒定律可知：粒子電勢能與動能之和不變。

粒子動能增大則電勢能減小。

粒子動能增大，因為粒子速度在增大（帶證式前件）。

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結(jié)論：粒子電勢能減小（充要條件假言判斷，肯定前件式）。

第四步：

沿著電場線方向，電勢逐漸降低。

受力方向由a指向b。

正電荷受力方向沿著電場線方向。

分析 ?本題之前三步邏輯推理對于學(xué)生來說并不難，但是第四步中，一些學(xué)生由于錯誤地使用了同一律的思維規(guī)律，潛意識地把粒子當(dāng)做正電荷，因此得出了錯誤結(jié)論。找出了學(xué)生的邏輯思維障礙以后，教師就要注意強調(diào)，在靜電場部分知識的學(xué)習(xí)的時候，要時刻注意粒子電性的正負(fù)，不能隨便就把粒子當(dāng)做帶正電荷處理。

4 ? ?總 ? 結(jié)

本文從三個角度闡述了邏輯學(xué)在物理習(xí)題教學(xué)中的重要作用，望能夠引起廣大同行的注意。沒有邏輯學(xué)作為基礎(chǔ)固然也可以做一名物理教師，學(xué)生的邏輯思維能力亦可得到提高。但是，如果有邏輯學(xué)作為指導(dǎo)實踐的基礎(chǔ)，相信一定能夠更好地培養(yǎng)人才。

（欄目編輯 ?陳 ?潔）