逻辑学在高中物理习题教学中的作用
逻辑学与教学关系的研究是欧美国家哲学研究的新兴热门问题之一。逻辑学是合理思维的工具，它能使人在思维过程中概念准确、判断恰当、推理合乎逻辑;使人更准确，更严密地表达思想，反驳谬误。随着教育及课程改革的不断深化，素质教育要求以培养学生的创新精神和实践能力为重点，“高分”不再是教学的唯一目标。学生良好的思维能力、思维习惯以及思维方法的培养成为教学的重点目标之一，这无疑对一线教师提出了更高的要求。高中阶段是学生的形象思维向抽象思维转化的重要阶段，是逻辑思维发展的关键时期。要有效地培养学生的逻辑思维能力，教师必须有系统的逻辑学理论知识和实践能力。本文从实际高考试题的逻辑学分析着手，从习题教学的视角分析逻辑学在教学中的重要作用。
1 逻辑学帮助深化物理概念和规律
通过习题教学能够帮助学生牢固地掌握物理概念，深刻地理解物理规律。但是，很多时候，学生看似理解了所学的物理内容，习题中也能够准确地给出答案。但是，对物理知识的理解未必真的到了实质。而从逻辑学视角分析问题的时候，会有新的体会思考。如下例所示：
例1 (2014年高考北京卷13题) 下列说法中正确的是( )
A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C.物体温度降低，其内能一定增大
D.物体温度不变，其内能一定不变
第一步：
根据热力学第一定律：温度是分子平均动能的标志。
温度升高，分子热运动的平均动能增大。
温度升高 温度降低
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分子热运动的平均 分子热运动的平均
动能增大 动能减小
(充要条件假言推理)A项错误;B项正确。
第二步：
物体的内能包括所有分子的动能和势能之和。
物体内能增大，要么分子动能总和增大(温度升高)，要么分子间势能增大温度降低。
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结论：若分子间势能的增量大于分子动能总和的减少量，分子内能增加;
若分子间势能的增量小于分子动能总和的减少量，分子内能减少;
若分子间势能的增量等于分子动能总和的减少量，分子内能不变。
(相容选言推理否定肯定式，两个选言肢均未被排除，结论为选言判断) C、D选项错误。
分析 乍一看本题，A、B选项像是假言判断，实则为假言推理。假言判断与假言推理看似无大的差异，但是，对物理知识的理解却大相径庭。假言判断中，前件与后件是因果关系，前件的真导致后件真。假言推理则是推理导出的含义。温度变化与分子平均动能的变化构不成因果关系，温度升高只是分子平均动能的外在表现形式。作为高考题本题选项并未采用“当且仅当……则……”或“若……则”的形式来表述，极其严密。因此，从逻辑学角度重新审视物理知识的时候，会使认识更为透彻、深刻、严谨。
2 以逻辑学为基础，合理命题以培养严谨的逻辑思维能力
物理习题教学担任着培养学生逻辑推理能力的重要任务。学生学习的过程中，在学生对物理概念和规律掌握到一定程度以后，可以通过对一些推理性较强的习题的练习，来充分训练学生的逻辑思维能力和推理能力。此时，习题要有深度，要求推理过程复杂，脉络多样，如此才能更好地培养学生能力，使其思维更加缜密、灵活。如下例所示：
例2 (2014高考天津卷4题) 如图1所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图1中的虚线所示，那么( )
图1 带电粒子运行轨迹图（图略）
A.若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷
B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加
C.微粒从M点运动到N点动能一定增加
D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加
第一步：
类平抛运动的物体动能增加，因为类平抛运动在水平方向匀速，在竖直方向做初速度为零的匀加速运动。
微粒在极板间做类平抛运动。
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结论：微粒从M点运动到N点动能一定增加(带证式直言三段论推理，肯定前件式)。
C正确。
第二步：
根据能量守恒定律：微粒的重力势能、电势能、动能三者之和不变。动能是增加的，要么重力势能减少，要么电势能减少。
重力势能减少。
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结论：如果重力势能的减少量小于动能的增加量，电势能减少。
如果重力势能的减少量大于动能的增加量，电势能增加。
(相容选言推理否定肯定式，两个选言肢均未被排除，结论为选言判断) D选项错误。
第三步：
电势能增加，电场力做负功。(充要条件假言判断)
电势能无法判断，因此，电场力做功无从判断。A、B选项错误。
以上实例的推理过程较为复杂，脉络并不十分简单。这就要求学生能够找到合理的着手点，结合扎实的物理知识，以正确的思维方式进行推理。类似的习题编制有很多，但教师们在出题时未必考虑了相应的逻辑学知识，如果能够以逻辑学为理论基础来指导实践，定能有意想不到的收获。
3 分析学生物理学习障碍中的逻辑学问题，并采取合理的教学策略
通过习题教学和练习，教师可以随时得到学生学习情况的反馈信息，借以调整教学内容、方法和进程。在习题训练过程中，学生在运用知识解决实际问题的时候，难以把高度概括性和抽象性的物理知识与逻辑思维相联系。对于物理习题教学中的易错题，教师需从逻辑学角度系统科学地分析学生的逻辑思维障碍，对症下药，这样才能更好地帮助学生解决问题，同时培养学生的抽象逻辑思维能力和辩证逻辑思维能力。
例3 (2014高考海南卷9题) 如图2(a)，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点。将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v-t图线如图2(b)所示。设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有( )
(a)某电场中一条电场线 (b)粒子运动v-t图
图2（图略）
A.φa>φb
B.Ea>Eb
C.Ea
D.Wa>Wb
第一步：
由牛顿第二定律F=ma知，物体合外力与加速度成正比，若加速度减小，则合外力减小。
从a到b的过程中，加速度减小。
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结论：从a到b的过程中，粒子所受合外力减小(充要条件假言推理，肯定前件式)。
第二步：
由电场强度定义E=F/q知，若电场力减小，则场强减小。
从a到b的过程中电场力减小，因为粒子只受到电场力的作用。(带证式前件)
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结论：从a到b的过程中，电场强度减小(充要条件假言推理，肯定前件式)。
第三步：
由能量守恒定律可知：粒子电势能与动能之和不变。
粒子动能增大则电势能减小。
粒子动能增大，因为粒子速度在增大(带证式前件)。
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结论：粒子电势能减小(充要条件假言判断，肯定前件式)。
第四步：
沿着电场线方向，电势逐渐降低。
受力方向由a指向b。
正电荷受力方向沿着电场线方向。
分析 本题之前三步逻辑推理对于学生来说并不难，但是第四步中，一些学生由于错误地使用了同一律的思维规律，潜意识地把粒子当做正电荷，因此得出了错误结论。找出了学生的逻辑思维障碍以后，教师就要注意强调，在静电场部分知识的学习的时候，要时刻注意粒子电性的正负，不能随便就把粒子当做带正电荷处理。
4 总 结
本文从三个角度阐述了逻辑学在物理习题教学中的重要作用，望能够引起广大同行的注意。没有逻辑学作为基础固然也可以做一名物理教师，学生的逻辑思维能力亦可得到提高。但是，如果有逻辑学作为指导实践的基础，相信一定能够更好地培养人才。