物理概念的內涵和外延及其教學策略

摘 要： 本文舉例說明了物理概念教學中理清概念的內涵和外延的重要性，以及在教學中存在的一般問題，探討了相關的教學策略。

關鍵詞： 物理概念 內涵 外延 教學策略

一、物理概念的內涵和外延例談

通常認可的形式邏輯學著作中對概念的內涵和外延的描述是：概念的內涵，就是指反映在概念中的對象的本質屬性或特有屬性，人們常常稱之為概念的含義。概念的外延，就是指具有概念所反映的本質屬性或特有屬性的對象，人們常常稱之為概念的適用范圍。概念的外延可以是在客觀世界中不存在的事物。

內涵是概念質的方面，它說明概念反映的對象是什么樣的；外延是概念量的方面，它說明概念反映的對象有哪些。概念的內涵和外延相互依存、相互制約。

概念的內涵、外延的確定性，是指在一定條件下，概念的涵義和適用范圍是確定的，不能任意改變或混淆不清。概念內涵、外延的靈活性，是指在不同條件下，隨著客觀事物的變化和人們認識的不斷深化，概念的涵義、適用范圍是可以變化的。任何概念都是確定性和靈活性的統一。否認確定性，會犯相對主義和詭辯論的錯誤，否定靈活性，會犯形而上學的錯誤。

下面舉例來說明什么是概念的內涵和外延。在課堂上，假如教師向學生提問“力”的概念，大部分學生可能會回答：“力是物體對物體的作用。”但是也很可能有一部分學生回答：“像重力、彈力、摩擦力這樣的就是力。”這里面，通常我們所認為的力的概念“物體對物體的作用實質上只是力這個概念的內涵，而重力、彈力、摩擦力等是力這個概念的外延”。為了便于讀者理解，再舉一例：“機械運動”這個概念的內涵是“物體的空間位置隨時間的變化”，其外延是勻速直線運動、變速直線運動、拋體運動等所有的機械運動具體形式。

通常教師要學生背誦概念，主要是希望學生指出概念的內涵而并非外延。在少數情況下，學生背誦的是概念的外延，如關于“機械能”的定義在高中階段一般認為是：“動能和勢能統稱為機械能。”像這樣的定義我們給它們起一個名字叫做“描述性定義”（關于“定義”的具體問題將在后文詳述）。其實，在高中教學中我們通常所說的諸如“力是物體間的相互作用”這樣的說法說的是概念的“內涵”，我們講的描述性定義說的是概念的“外延”。

但是這里就存在一個問題，就是一些教師在教學的時候更關注于概念的內涵，而忽略了概念的外延也是概念的重要組成部分。也就是說，一些教師將概念等同于概念的內涵，在這樣的思想的影響下，其對概念的教學就會是不全面的。比如，如果上例中的教師單純地判定“像重力、彈力、摩擦力這樣的就是力”這個答案是錯誤的話，那么就會導致學生將概念的內涵與外延割裂開來。這顯然是不利于學生學習概念的。恰當的做法是在概念教學中堅持內涵與外延并重，教給學生關于概念的完整知識。

關于概念內涵和外延的確定性和靈活性，需要說明的一點是，形式邏輯只研究概念的內涵和外延的確定性。靈活性是辯證邏輯所研究的問題。高中物理概念教學一般只涉及到概念外延的靈活性。其中，最典型例子就是“質點”這個概念。因為是否把一個物體看成質點與所研究的問題有關，所以“質點”的外延到底包括哪些物體也就不能夠確定了。這就是概念外延的靈活性。

二、相關教學策略

1.在概念教學中講授內涵和外延的知識，并讓學生加以練習。

正如剛才的例子所說，大家都能夠認同例子中的教師問學生的問題必然是請學生說出“力”這個概念的內涵。如果教師能夠在教學中學生發現這樣的錯誤，則恰好就是向學生滲透“內涵和外延”知識的大好時機。教師甚至可以告訴學生什么是概念的內涵和外延，并且引導學生針對所學的概念分別說出其內涵和外延。這樣做的好處有四點。

（1）能夠使學生從內涵和外延兩個側面去全面地認識所學之概念，加深對所學之概念的理解。“在教學中，如果只讓學生了解物理概念的內涵，則學生往往覺得太原則、太抽象，即使從字面上理解了，但心里總不踏實，頗有不可捉摸、囫圇吞棗之感。反之，如果學生只了解物理概念的外延，記住了不少物理事例，卻抓不住實質，就頗有‘只可意會，不可言傳’之感”。所以，讓學生從兩個方面對概念進行思考和學習，顯然有助于學生更全面、更深刻地去理解和認識概念。

（2）可以讓學生親身體會到邏輯思維在物理學中的作用，從概念知識中學到邏輯思維方法。概念的內涵和外延的思維方法是邏輯學中典型思維方法之一，而且其理解上的難度不高，大部分高中生都能夠理解。學生學會這個邏輯學思維方法后，就可以親身體驗到邏輯思維方法在物理學習中的作用，從而慢慢習慣利用邏輯思維方法去思考所學到的物理知識，這顯然是新課程目標所希望達到的目的。

（3）可以讓學生更容易認可描述性定義。學生對描述性定義并不容易接受，認為其缺乏科學性、“不講理”。但是如果學生知道了概念的外延也是概念的一個重要部分之后，就會發覺描述性定義也是具有邏輯性的，就更容易理解和接受描述性定義了。這對學生認同教材內容的合理性是有幫助的，正如前面所說的，教科書編寫者“希望學生通過學習感到物理是‘說理’的”，而引導學生發現教材中各種說法的邏輯性恰恰可以達到教材編寫者的這一要求。

（4）客觀上還可能提高一部分學生學習物理學的興趣。對于大部分高中學生而言，“邏輯學”是很新鮮和有趣的，如果讓他們在學習中接觸一些邏輯學知識，并將其運用于物理學的學習之中，就可以提高他們學習物理學的興趣。事實上，接觸邏輯學知識也可以提高學生對其他學科的興趣。

2.在適當的時機向學生滲透概念的確定性和靈活性的知識。

教師應該在恰當的時機向學生介紹上述邏輯學思想，但是這樣做并不是希望學生掌握這個邏輯學知識，而是希望借此來培養學生這樣一種價值觀，沒有什么事情是一成不變的，即使物理概念也是如此。但是也不能否認物理概念的確定性。廣義地講，任何事物都有其確定性和靈活性，“否認確定性，會犯相對主義和詭辯論的錯誤，否定靈活性，會犯形而上學的錯誤”。也就是說，在遇到相應的物理學知識時，適時向學生滲透概念的內涵、外延的確定性和靈活性的思想，有助于培養學生的情感態度和價值觀。這與新課程理念的三維目標要求相吻合。

參考文獻：

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