中學物理新教材教法:從概念的定義談概念教學方法
1 概念的心理構成
概念的構成要素及其相互關系,即為概念的結構。關于概念的結構,在心理學上有特征論和原型論兩種較有影響的學說。
特征論認為,概念是由定義特征和概念規則構成的,所謂定義特征是指概念的正例所具有的共同特征。概念的規則是指一些定義特征之間的關系或整合這些定義特征的規則,如肯定、否定、合取、析取等。根據概念的規則可以把概念分為肯定概念、否定概念、析取概念等。
特征論能夠解釋具有明確定義特征的概念,而許多概念卻沒有明確的定義特征,如"工作",很難給它下一個精確的定義,可是誰都明白工作是什么,這是因為我們的大腦中有工作的原型。原型論認為,概念是由原型和類別成員代表性的程度這兩個因素構成的。原型是某一概念的最佳代表性實例,它使我們以最簡潔的方式迅速理解概念。實驗表明,當人們聽到一個概念時,在他們頭腦里出現的不是該范疇所有成員都具有的共同的特征,而是該范疇的原型或最佳實例。例如當我們談到"能"這個概念時,我們往往想到的是運動汽車的動能,空中物體具有的勢能,而很少想到光能和風能,顯然,原型以表象來編碼。所謂類別成員代表性程度,即概念原型之外的其它成員被允許偏離原型的程度。如 "動能"、"勢能"是"能"的原型,而光能和風能是代表性較少的偏遠實例。此外,肯定"動能"比肯定"風能"的時間短。原型論認為:兒童對概念的獲得就是由成人為之提供的原型實現的。
2 物理概念的定義方法
根據概念的心理構成,中學物理對概念的定義一般采用了兩種辦法:特征定義法和原型定義方法。
2.1 特征定義法
所謂特征定義法,就是應用演繹法來定義概念,即應用類概念加以本質特征的限定來定義屬概念。中學物理中,不少概念的定義屬于這一類。在應用演繹法定義概念時,用來限定屬概念的本質特征應必要且充分。即既不要列舉所有本質特征,也不可列入非本質特征,因為有些概念的本質特征是數量眾多的。這就要求對概念的定義是一種高度的抽象。比如在力的內涵中,有力的瞬時效應、積累效應還有其它豐富的內容,因此把力抽象為"物體之間的相互作用"。總之,特征定義概念中的本質特征只要必要且充分即可,不必要,也不可能列出概念的全部內涵。
2.2 原型定義法
所謂原型定義法,就是利用原型來描述概念內涵的定義方法,即應用歸納描述本質屬性的方法來定義概念,也可稱為歸納法。中學物理中,大部分的概念屬于這一類。在歸納法定義中用限定概念的本質特征的描述通常并不遵從必要且充分的準則,而是列舉盡可能多的主要的本質特征,但不可混入非本質特征。比如:質量虧損的概念,教材采用的方法是舉出中子和質子結合成氘核時,氘核的質量比中子和質子之和要小這一事例來定義?梢宰鳛楦拍钤偷膶ο笠话阌袃煞N:一種是歸屬概念本身,是反映概念本質特征的具體范例。另一種是相近概念的原型,但它能借以說明新概念的定義特征,比如電勢能概念,借助重力場中的重力勢能來類比定義。
這兩類定義方法中,第一種定義是比較成熟和穩定的。第二種是可以不斷加工和完善的。其中,原型定義的概念在經過長期實踐和學術界的爭議、加工和完善后,概念的必要且充分的本質特征有可能相對集中并穩定下來,并取得共識,從而實現向特征定義轉變。這兩種定義都有各自的定義特征,但要注意的是,同一概念的兩種定義的定義特征并不一定相同。