逻辑学在物理教学应用中的分析

穆勒五法约翰·穆勒英国心理学家、哲学家和经济学家。

他在《逻辑学体系》（1843）所区分的五种实验推论的方法。

在用归纳法研究自然界因果关系时，创造出的五种逻辑方法，称为穆勒法。

一、契合法契合法的内容是：考察几个出现某一被研究现象的不同场合，如果各个不同场合除一个条件相同外，其他条件都不同，那么，这个相同条件就是某被研究现象的原因。

因这种方法是异中求同，所以又叫做求同法。

契合法可用下列公式表示：场合先行情况被研究现象①ABC a②ADE a③AFG a…所以A是a的原因例如：1960年，英国某农场十万只火鸡和小鸭吃了发霉的花生，在几个月内得癌症死了。

后来，用这种花生喂羊、猫、鸽子等动物，又发生了同样的结果。

1963年，有人又用发了霉的花生喂大白鼠、鱼和雪貂，也都纷纷得癌而死，上述各种动物患癌症的前提条件中，对象、时间、环境都不同，唯一共同的因素就是吃了发霉的花生。

于是，人们推断：吃了发霉的花生可能是这些动物得癌死亡的原因。

后来通过化验证明，发霉的花生内含黄曲霉素，黄曲霉素是致癌物质。

这个推断就是通过契合法得出的。

契合法的结论是或然性的。

为了提高契合法结论的可靠性，应注意以下两点：①结论的可靠性和考察的场合数量有关。

考察的场合越多，结论的可靠性越高。

②有时在被研究的各个场合中，共同的因素并不只一个，因此，在观察中就应当通过具体分析排除与被研究现象不相关的共同因素。

二、差异法差异法的内容是：比较某现象出现的场合和不出现的场合，如果这两个场合除一点不同外，其他情况都相同，那么这个不同点就是这个现象的原因。

因这种方法是同中求异，所以又称之为求异法。

求异法可用下列公式表示：场合先行情况被研究现象①ABC a②－BC —所以A是a的原因例如：一百多年前，一艘远洋帆船载着五个中国人和几个外国人由中国开往欧洲。

途中，除五个中国人外，全病得奄奄一息。

经诊断，都患有坏血病。

同乘一只船，同样是人，一样是风餐露宿，受苦挨饿，漂洋过海，为什么中国人和外国人却判若异类呢？原来这五个中国人都有喝茶的嗜好，而外国人却没有。

类比法在物理教学中的应用类比法是逻辑学中的一种推理方法（归纳逻辑），所谓类比就是利用联想思维，根据两事物在某些属性上的相似而推断出它们在某些属性上也可能相似的结论。

在物理教学过程中，我们常常发现某些不同问题在一定范围内具有形式上的相似性，其中包括数学表达式的相似性、物理模型的相似性等等。

类比就是在于发现和探索某些相似性,从而利用已知系统的物理规律去寻找未知系统的物理规律。

但类比的本质是猜测或推测，类比不能代替论证。

类比可以为新内容的阐述和探索提供依托和支持，可以使横向的问题建立普遍的关系。

类比法在物理教学中，对引进物理概念、建立物理模型、培养创造性思维等方面具有重要的作用。

在特定的教学中运用类比法可以达到事半功倍的作用。

一、应用类比方法引进物理新概念、建立物理模型对于一些学生比较陌生、抽象的物理概念，如果用熟悉的、形象化的事物去类比，往往会帮助学生加速认识过程。

例1、电流的形成与水流的形成相类比，推出“电流的形成”。

一句俗语的上句：“人往高处走……”我们就很自然地接着说：“水往低处流。

”经过思考很容易得出：水流的形成是由于水有高度差（水往低处流）。

于是得出结论：形成水流的条件是有水和高度差。

接着，可用电流跟水流类比，推出电流形成的条件：水流可以说是水的定向移动，而电流是电荷的定向移动，它们之间很类似。

形成水流的第一个条件是要有水，电流呢？要有电荷。

（此处运用了”简单共存类比”）确切地说，是要有自由电荷。

那么，自由电荷在什么情况下会定向运动呢？当然是受到电场力。

在电路中，电池的两极间有电压，即有电势差。

当导体的两端与电池的两极接通时，它的两端就有了电压，导体中就有了电场。

这样，导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动，形成了电流。

所以，跟水流的形成相类比，形成电流的另一个条件是有电势差（电压）。

这样，通过水流的形成跟电流的形成相类比，抓住主要的特征，由此及彼，由因到果，类推出电流形成的条件，既容易理解，又不容易遗忘。

善于挖掘物理教学中的逻辑美摘要：指导学生挖掘物理知识间的逻辑之美，从而提高学生知识层面、能力培养、素质影响等方面的水平和素质。

关键词：知识层面；能力培养；素质影响高二物理选修3-1第一章第六节：电势差与电场强度的关系。

本节内容少，区区十一行文字和一个公式。

一般来说，教师在教授这一节的时候，大多采用简单的推理之后，给出公式。

然后再辅以例题的讲解和习题的练习。

我也曾采用过这种方法，感觉教起来轻松，学生学起来也轻松。

但是仔细研究一下教材，特别是过一段时间之后，你再询问部分学生对这节的感知和理解怎样，你会发现大多数学生只知道u=ed这一个公式，其他便一无所知了。

出现这种情况，我想教师在这一节内容的教学设计上显得过于简单和粗糙。

并没有带领学生一起去研究、挖掘本节内容的能力培养目标和素质培养目标。

经过一段时间的反思和学习，对本节内容的教学方法作出了改进，再经过教学实践，效果明显有所提高。

本节探讨的是电势差与电场强度的关系。

我们知道，欲建立起两个事物间或者是某一事物的两个侧面间的关系，首先应该确认其间确实存在着某种关系。

电场强度量化了电场的力的特性，电势量化了电场的能的特性。

运用朴素的哲学观点就可以判断：作为量化同一事物（电场）的两个不同侧面（力与能）的物理量，电场强度与电势之间必然存在着某种关系。

然后采用问答的方式让学生理解电势差与电场强度一定存在某种关系，那么是一种什么样的关系呢？我同样采用问答的方式引入。

师：既然我们已经确认电场强度与电势间存在着某种关系，那么我们怎样探究其间的联系、建立其间的关系呢？生：利用电场力移动电荷做功来建立其间的关系。

师：很好！只是我不明白，你怎么想到“功”这个物理量的呢？生：受教材的启发。

师：你很老实，做学问就需要一种老老实实的态度。

不过我还是想不通：教材的编者怎么想到“功”的呢？生：……师：“功”这个量是帮助建立描述电场“力”与“能”特性的电场强度与电势间关系的最合适的“人选”吗？生：是的，因为“功”和“力”与“能”都有联系。

中学物理常用到的论证方法探析作者：邹艳梅来源：《中学课程辅导·教育科研》2019年第23期; ; ; ; 【摘要】 ;论证能力首次被写入新的物理课程標准中，在论证过程中必然涉及到论证方法，中学物理中涉及的论证方法主要有演绎法和归纳法，而基于这两种之下有许多细节方法，本文尝试从物理知识构建、物理问题设置两个角度对论证方法的使用做了阐述，并对教师的教学行为给了相应的建议。

【关键词】 ;物理论证逻辑归纳演绎【中图分类号】 ;G633.7 ; ; ; ; ; ; 【文献标识码】 ;A ; 【文章编号】 ;1992-7711（2019）23-080-02在2017年版普通高中物理课程标准中物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”和“科学态度与责任”四个方面构成，其中的“科学思维”又包含“模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新”四项主要成分。

“科学论证”首次被写入课标中，可见“论证”作为科学学习和研究中逻辑思维能力和批判性思维的重要体现，其研究和培养已得到广泛关注。

那么，在物理学习中通常涉及到哪些论证方法呢？本文将从逻辑学角度梳理出一些在高中物理中应用较多的论证方法，结合物理实例进行阐述，以期抛砖引玉引起同行对物理论证方法的识别，并有意识引导学生在物理学习中实践这些方法，以帮助学生提高物理论证能力。

1.论证方法在建构物理知识上的应用论证是用某些理由去支持或反驳某个观点的过程或语言形式，论证要使用推理，论据相当于推理的前提，论点相当于推理的结论，从论据导出论点的过程相当于推理的形式，即本文中的“论证方法”，物理科学是人类对自然界中存在的物质的基本结构、相互作用和运动规律的认识，这些知识来源于观察和实验，科学家在形成知识的过程中涉及到诸多论证方法，教材在呈现知识的时候也基本遵照它们被形成时的本来路径给予了还原。

1.1类比论证根据两个或两类事物在一系列属性上的相似，从而推出它们在另一个或另一些属性上也相似的推理。

加强物理概念的教学提高学生的认知能力的方式1概念教学的重要意义概念是物理思维的细胞,从逻辑学的角度来说,物理学就是在实验的基础上,由物理概念组成的判断和推理的逻辑体系.由此可见,物理学中最重要的是物理概念,如果把物理定律比作构成宏伟、壮丽的物理学大厦的支柱,那么物理概念便是构成物理学大厦的砖瓦基石.所以说:物理概念不仅是物理基础知识的一个重要组成部分,也是构成物理规律和公式的理论基础.必然地物理概念的教学就成为物理知识教学的最基本最重要的内容之一.李政道在回答怎样才能学好物理这一问题时就曾强调:学习物理的首要问题是要弄清物理学中的基本概念.物理概念教学的效果如何,直接关系到学生对于物理知识的认知程度,进而影响到学生整体知识络的构建与拓展,可以说学好物理概念是学好物理的关键.物理概念教学是培养能力,开发智力的重要途径.学生学习物理概念的过程,实质上是一个十分复杂的认识过程.在这个过程中,学生在教师的指导下,自觉地完成对物理概念的理解与掌握,并形成正确科学的物理概念,这就需要学生对物理现象进行大量的观察、实验获取必要的感性材料;要运用科学的方法对物理现象进行科学思维(分析与比较、综合、抽象与概括等),把新的物理概念与已有的物理概念进行与比较,通过同化与顺应来认识和理解刚建立的物理概念.在物理概念的建立的过程中,还要用到数学方法来表述物理概念.形成了初步的物理概念以后还要经过积极应用来巩固所学的物理概念.有学者认为教育理论有三个层面:一个是宏观层面,它是教学理念;另一个是中观(介观)层面,它是教学方法;再一个是微观层面,它是认知教学心理学.认知心理学与教育学的结合,不仅使认知心理学找到了最重要的研究领域,也使认知心理学产生了更加接近教学实际的一次分化——认知教学心理学.认知教学心理学理论强调学习中三个相互关联的方面:第一,学习是一个知识建构的过程,而不仅仅是知识的记录或吸收;第二,学习依赖于知识,学生必须运用已有知识来建构新知识;第三,学习与产生学习的情境具有高度一致性.日趋成熟的认知教学心理学不仅为我们洞察知识和能力的本质提供了理论及方法论框架,也为我们处置教学问题,造就人的各种胜任能力,提供了更为可靠的技术基础.学习效果好的应源于,科学的认知策略、良好的智慧品质、优化的思维方法、良好的心理素质.所谓的学习方法就是从以上四个方面出发,寻出的通向良好学习效果的对学习对象的操作方式.所以说物理概念教学可以改变学生的智力,从而提高学生的认知能力.事实上,任何一个物理概念的形成都经历了一个动态的、历史的阶段,都有一个从感性到理性、从低级到高级、从粗糙到严格的产生、发展和演变的过程.讲物理概念,应从历史发展过程来讲,讲怎样反复纠正错误的概念,现在的概念是什么,使学生懂得所学的东西、将来是要有发展的,不是死的.这样就把概念讲活了.否则,学生就以为物理概念是天经地义的、绝对不能破坏的,从而形成一种僵化的思想.事实不是这样,物理学永远是在不断前进、不断发展的.2概念教学的程序概念属于智慧技能,也属于程序性知识,物理概念的学习在整个物理学习中处于核心地位.概念学习的过程进行分析:表象—概括—定义—再认识—系统化.物理概念的教学过程是一个学生的能力不断发展的过程.在这个过程中,学生的心理因素起着积极的作用,也发展了学生的非智力因素.如果我们的教学中能根据物理概念的特点,以及学生的认知能力,运用认知心理学理论设计概念教学过程,必将有利于学生对概念的习得.根据现代认知理论,知识的习得可分为三个阶段:知识的领会、知识的巩固、知识的应用.结合物理概念的特点,其教学的过程也可分为三个阶段:概念的领会、概念的理解和概念的应用.学生的积极性,才能提高概念的教学水平掌握基本物理概念的过程,包括感知、理解、运用三个相互的阶段.感知阶段感知是感觉和知觉的总称.感觉是人脑对于直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映;知觉是把头脑中的各种感觉按事物的和关系,综合成为一个较为完整的映象,是人脑对直接作用于感觉器物理概念的教学过程是一个学生的能力不断发展的过程.在这个过程中,学生的心理因素起着积极的作用,也发展了学生的非智力因素.感知方式有两种:直接感知与间接感知.直接感知是通过观察、实验、参观、生产劳动等活动,让学生直接接触学习对象,对有关物理和现象有一个明晰的印象,形成观念.间接感知是通过教师形象化的语言描绘,或利用各种形象化的直观、教具,使学生对有关事物和现象有一个明晰的印象,形成观念.在物理教学实践中,两种感知方式应当相互配合使用,互为补充,使学生获得大量感性材料,形成表象、观念.理解阶段教学理解是对事物的本质属性和内在的认识过程.它是指在大量感知的基础上,通过分析、比较、综合、概括、想象等思维活动,对事物的认识不断深化,能够突出事物的重要的、本质的特征,能够区分相似的事物,能够比较确切地得出概括性的结论.这属于抽象思维阶段.运用阶段教学从教学目的讲,第一,加深对物理概念的理解;第二是解决物理问题形成的技能与技巧,发展学生的解决物理问题的能力.首先,要让学生理解物理情景,把握、分析物理问题的意图,对物理问题进行抽象与类化,从而使学生形成一个清晰的物理表象,寻找物理量,运用物理规律建立物理模型.其次,运用数学进行解题,然后验证.总之运用是由认知到行动的过程.是将抽象知识具体化的一个重要手段,也是加深理解知识的有效途经.运用一般分为两个阶段:一是初步运用阶段,主要是培养学生运用概念的方法和准确性;二是熟练运用阶段,主要是培养学生运用概念的速度和效率,同样,也达到巩固、深化、活化概念的作用.综合上应当指出:以上三个阶段之间的是非常密切的,是相互依赖的、相互作用的.3概念教学的注意事项(1)物理概念是物理学的基石,是学生正确认识物理世界的基础,也是科学素养的重要组成部分.如何使学生在原有认识的基础上形成正确的物理概念,是中学物理教学的核心问题.思维的起点在哪里?思维的起点正是对物理概念的深刻理解.因为,概念是思维内容的基本单位,物理概念是揭示研究对象具有的物理属性的一种思维形式.(2)许多概念是以一定的物理概念为基础建立起来的.而这一概念又是其他概念的基础.这样可以说物理学大厦就是由一个概念建立在另一概念的基础上的概念建筑.如果某一概念掌握不好,势必影响后一概念的学习.因此在概念的学习中注意复习原来的有关概念.为新概念的学习打好基础.按照心理学的观点,学生的学习需要两方面的准备,一是一定的知识储备;二是学生的心理机能发展到一定的阶段.(不能超前学习和讲完)(3)在物理概念教学过程中,应因概念的不同,而有所不同.我们只有把握不同概念的特点,选用不同的适用于该概念的教学方法,才能最大限度地让学生充分理解概念的内涵,把握概念的实质,为灵活运用概念打下坚实的基础.不是简单地将概念灌输给学生,而是引导学生积极探索,使学生在探索过程中形成概念、掌握概念,发展学生的多种能力.同时,也能有效地提高物理教学质量.比如:根据效果相同来命名的物理概念:合力与分力,运动与分运动,平均速度,重心,热功当量,总电阻与分电阻,交流电的平均值、有效值,等效电路,等效电流,等效电源都是根据等效概念引入的.多种背景下的等效方法:等效力、等效运动、等效场、等效条件、等效模型、等效物理量、等效电源、等效电阻.(4)为了深入理解概念,除了要理解其物理意义外,还应找出概念与构成它的要素或与它相近的另一概念的异同点及,帮助学生掌握概念体系.所谓概念体系是指由相邻概念(如静电场与重力场,电力线与磁力线,库仑定律与万有引力定律等)、相似概念(如质量与重量、动量与动能,电场强度与电场力,电压与电动势等)、相反概念(如力的合成与力的分解,正功与负功等)、并列概念(如电场强度与电势)、从属概念(如电场强度与点电荷电场强度等)组成的系列概念.只有当学生弄清了这些易混概念的区别与,才能正确理解概念,防止错用概念,提高运用概念的能力高中学生花近两年时间基本学完《物理》教材中的基础知识、技能.利用一年时间进行高考复习.学生所做的题目是高考试题中题量的几百倍甚至上千倍,而效果却是事倍功半.这与教师平时教学的教学理念有关.认为考试就是做题,平时题目做多了,就可以熟能生巧,各种题型平时都讲、练过了,考试也就不成问题了,想通过大量的经验性练习提高考试成绩,用各种名目的考试督促学生做大量题目.而恰恰忽视了注重学生能力发展,及过程与方法的学习;这样做的结果是,教师教得辛苦,学生学得痛苦,但成效不佳.所以只有加强物理概念的教学,为提高学生的认知能力推波助澜.。

物理教学论绪论一、物理教学论的性质、对象物理教学论是研究物理教学过程的规律及应用的科学其特点有二：1、综合性物理教学论的内容涉及到物理学知识、教学论内容、教育心理学、教育测量领域统计学的基本概念和规律，同时也涉及了哲学、逻辑学、工艺学方面的知识从而具有综合性特点。

2、独立性物理教学论分为宏观（一般理论研究）和微观（应用研究）两个层次因此本课程要阐述物理教学的理论，研究物理教学中，教与学的特点和规律。

掌握了这些理论规律和特点则可以举一反三、触类旁通、自行创新。

总之物理教学论是一门综合性、实践性很强的具有独立体系的应用理论学科。

概括的讲，物理教学论的研究对象是物理教学全过程，具体的讲，物理教学论内容主要包括四个方面：1、课程论2、学习论3、教学论4、教育测量与评价二、物理教学论的认识论基础1、认识的基本要素认识的客体；认识的主体；认识的结果。

（1）认识的客体：指认识的对象。

辩证唯物主义认识论强调a 认识的客观性：认识仅是人脑对客观现实的反应b 认识的实践性：强调只有进入了认识活动领域的那一部分客体才为认识的对象。

人类认识对象可分为三类a 是认识之外的自然界。

b 是包括人类本身的社会现象。

c 是指被人类所认识并记录下来的材料。

（2）认识的主体:人是认识的主体作为认识主体的人具有·社会性a 人的认识能力不完全是天赋而是在实践中逐渐发展形成的b 任何个人的认识都是在接受前人认识结果的基础上进行的尔个人的认识结果又将融汇到人类认识的总体系中去。

·能动性（3）认识的结果认识的结果是指认识的主体和认识的客体之间相互作用形成的各种认识。

·认识结果具有双重性。

a 具有客观性（真理性）。

b 具有主观性。

·认识结果具有不同的表现形式。

a 感性形式的认识结果（反应的是客观表面现象和外部联系）b 理性形式的认识结果（反应的是对客体的本质和内在反应）2、认识的一般过程认识的一般过程要经历三个阶段：（1）感性认识阶段。

物理教学论第一章绪论1.为什么要开设物理课程与教学论？（1）物理学科知识的学习不能代替教学理论的学习和教学方法的修养。

（2）学习《物理课程与教学论》，有助于解决物理教学效率低的问题。

（3）《物理课程与教学论》的学习，是倡导素质教育的需要。

2.物理课程与教学论的研究方法。

（1）科学实践方法：①科学观察：有目的，有计划地在不加外来因素干扰的情况下，察物理教学过程中各种因素人变化以及它们之间的相互影响。

②科学调查：科学调查是一种间接的观察方法。

它通过各种方式，有目的，有计划地学地深入了解物理教学过程中的实际情况，弄清事实，借以发现问题。

其目的是：在分析研究了大量的调查材料的基础上确定取得的成绩，找出经验教训，从中概括出物理教学过程的规律问题来。

③科学实验：运用人工控制某些变量，建立实验条件，对物理教学过程进行研究的方法。

（2）科学思维方法：建立概念和总结规律离不开科学思维。

3.物理课程与教学论研究的对象是什么？物理课程与教学论研究以物理教学过程为主要研究对象，既研究过程中教师的教，也研究过程中学生的学，力求不仅能回答“是什么”和“为什么”的问题，还要揭示物理教学过程的基本规律，特点，能回答一些“为什么”的问题，以使学生通过本课程的学习，能从整体上不仅知其然，也知道一些其所以然，或者知道通过什么途径去探求其所以然。

4.教学系统的三要素：如果我们把物理教学系统的构成视为一个系统，系统的要素至少应当有：在教学活动过程中的学生，教师，物理教学客体，三个方面。

5.物理教师，首先是一名教师，然后才是物理教学工作者。

要为人师表，就应当忠于人民的教育事业，以热爱物理教育，教学工作，甘愿为这项工作做奉献的敬业精神去感染学生。

要教书育人，就应当以对学生的尊重，热爱，期望为基础，形成对学生的严格要求和管理，用既看到世界和人类的未来，又不脱离我国国情，历史和具体实现的科学思想去教育学生；就当努力克服物理教育教学中遇到的各种困难，认真细致地对待学生中的各种问题，做到循循善诱，毁人不倦，就应当以先进的观念，正确的思想方法，严谨求实的科学态度处理问题，坚持向书本，同行，学生学习，改进和完善本职工作。

课程改革研究悖论教学法在物理教学中的应用吴育平内容提要　本文用简约的文字介绍了中学物理教学中,应用悖论教学法的理论依据;以及在教学实践中提高学生学习物理知识的兴趣、热情、技巧、效果与体验。

关键词　物理　教学法　悖论吴育平,江苏省盐城市文峰中学中学物理一级教师 224002 悖论是逻辑学名词,源于古希腊,其希腊文被称为“疑难”,意思是说“无路可走,无法解决”。

其实它就是一种逻辑矛盾,它指的是从某一前提出发推出两个逻辑上自相矛盾的命题,或从某一理论中推出的命题与已知科学原理或实践产生的逻辑矛盾。

科学悖论是以其逻辑手段深入到原有理论体系的根基,揭示原有理论隐含的客观矛盾,以极大的尖锐和明鲜性迫使科学家重新审查原有理论基础问题,从这一意义上讲,科学悖论成为理论诞生的催生婆,成为科学理论获得突破的强大刺激力量。

在物理学中,悖论常译作佯谬,实践证明物理学的发展都与悖论的研究有直接的关系。

例如,十九世纪末在研究黑体辐射时出现的“紫外灾难”这一佯谬,揭示了经典物理的局限性,激发了很多物理学家的探索热情,最后创新量子物理理论,又如,对流体动力学佯谬的研究,发现了伯努利原理;研究光电效应实验时出现经典电磁理论与实验矛盾,吸引物理学家对新领域的探索,导致了爱因斯坦理论的诞生。

因而,物理学悖论是进行物理学探索创新的动力,促使了科学创新精神的发挥和思维方式的创新。

一、什么是导致悖论教学法中学生学习科学知识过程与科学家探索科学规律的过程虽然在目标、难度上是迥然不同的,但在认识上是相似的。

中学物理教学中也存在悖论,中学物理教学中悖论的特点是:学生在学习新知识,解决新问题时表现出来的认知结构中原有知识方法之间的矛盾。

把悖论思想和方法借鉴到物理教学中来,就能得到一个行知有效的教学方法:导致悖论教学法。

常规的课堂教学一般程序是直接由“根据A”→“获得结论D”,此外的“根据A”可以是生活经验,自然现象、实验数据等,或者是已经证明正确的某一规律。