如何建立与定义物理概念课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,概念教材中的方法论因素,概念的分类方法,定义概念的基本原则,普遍性,简单性,可测性,概念的引入与建立方法,概念建立,概念同化,概念顺应,定义概念主要方法,操作定义法,人为定义法,数学推论法,建立理想模型的方法,模拟式,理想化实体,理想化过程,概念教材中的方法论因素概念的分类方法,1,一,、,物理概念的分类方法,1.种概念（大类）和,属概念（小类）,；,2.基本概念和导出概念,按照逻辑学的分类方法，“种概念”也称“上位概念”，它与“属概念”(下位概念)相对，在具有从属关系的两个概念之间，外延较大的概念称为“种概念”，外延较小的概念称为“属概念”。例如，力为种概念，重力、弹力、摩擦力为属概念。,也叫上位概念或下位概念,；,物理学中的名词概念,除原初的基本慨念外,都是数理逻辑导出的概念,。,例如,力学中的时间,、,长度,、,质量是基本的物理概念,其他都是导出概念。,一、物理概念的分类方法 1.种概念（大类）和属概念（小类）,2,3.可测性,2.简单性,1.普遍性,二,、,定义概念的主要原则,3.可测性2.简单性1.普遍性二、定义概念的主要原则,3,三、建立与定义物理概念的方法,1.“概念建立”,3.概念顺应,2,.,概念同化,三、建立与定义物理概念的方法1.“概念建立”3.概念顺应2,4,1“概念建立”,所谓“概念建立”，就是人们在自己活动的范围内直接接触了大量的同类事物，从经验出发，通过初级的辨别、抽象、分化、提出一些假设，又经过验证和概括等思维过程，获得了这一类事物或现象的共同特征，并且经过有经验的“成人”或“权威”的肯定与否定的回答来加以证实，从而建立与定义某些概念的一种方法。,实例：,10-01动能与势能(,通过分析视频实例,分类,找出共同点),；,实例：,10-02摩擦力(,通过学生自身的感受,)；,实例：,10-03单摆(,通过观看5个摆,找其共同特征,),1“概念建立”所谓“概念建立”，就是人们在自己活动的范围,5,2概念同化,所谓“概念同化”，就是人们利用头脑中已有的认知结构去联系新的知识，使新的知识在原有的认知结构的基础上获得心理意义，如果成功，便达到新的认知平衡，实现概念的同化。通俗地说，就是利用我们已经建立的概念，再建立新的概念。,比如，在已经建立了“位移”和“时间”两个概念的基础上，利用“位移”与“时间”的比值建立“速度”这一新概念，这个过程中没有新的知识，这种定义物理概念的方法就叫做“概念同化”。,实例：,10-04速度,2概念同化 所谓“概念同化”，就是人们利用头脑中已有的认,6,3概念顺应,如果我们要研究的新知识、新概念，与原有的知识差别太大，或者不易直接建立起联系，进行迁移，必须修改原有的认知结构，或建立新的认知结构，从而达到新的认知平衡。也就是说，利用已经有的概念，不能直接定义我们研究的新概念，而必须另外先建立一些新的概念才可以定义我们的概念，这种方法叫做“概念顺应”。,例如，要定义“压强”这一新概念，需要用到“受力面积”和“压力”两个概念。在只知道“受力面积”不知道“压力”概念之前要建立“压强”概念是困难的，因为已有的知识无法和它联系起来，只有先建立“压力”这一概念，才能正确地建立压强的概念。建立“压力”概念之后，利用压力与受力面积的比值就可以定义压强概念。这种定义物理概念的方法就叫做“概念顺应”。,例如,初中讲电压的概念,实例：,10-05压强,；实例：,10-06压强；,实例：,1 0-07压强,3概念顺应,7,四、具体定义概念的方法,具体定义概念的方法主要有操作定义法、人为规定法和数学定义法。,1.操作定义法,2.人为规定法,比值定义法,多因子乘积定义,3.数学法（一般都是物理量),数学推导,四、具体定义概念的方法具体定义概念的方法主要有操作定义法、,8,1操作定义法,所谓操作定义法，就是说当我们给一个物理量规定了一套测量程序，并给它规定一种标准单位，我们就说定义了该物理量。这里，标准单位可以任意选择但要求简单实用，尽量符合现代物理概念，而且固定不变，能制成模型，可以复制。,例如，我们拿中国的“尺”（我们规定的标准），沿着桌子的一边，量了3次，正好到头，我们就说桌子的长度是“3尺”。长度的单位有了，操作程序也定了，长度的定义也就建立了。,实例：,10-08温度与内能,；,实例：,10-09温度与内能,；,实例：,10-10温度与内能,1操作定义法所谓操作定义法，就是说当我们给一个物理量规,9,2人为规定法,人为规定法是人们在经验事实或观察实验的基础上，根据需要确定概念的一种方法。这种确定要符合实际，要能自恰于某一理论体系，同时要尽量简单，在可能的条件下还要照顾人们的习惯。例如利用词语定义的概念，诸如机械运动、参照物、入射角等实际都是人为规定的。,实例：,10-11光的反射,；(,创新实例:法线,),实例：,10-12虚像,；,实例：,10-13单摆,2人为规定法人为规定法是人们在经验事实或观察实验的基础上,10,3数学定义法,数学定义法又有三种形式，包括数学推导法、比值定义法和多因子乘积定义法。,（1）数学推导法,数学推导法是指根据已知的概念、规律，借助于数学推导而定义概念的方法，例如，动能就是这样引入的。应用此法定义的概念一般是确定的，没有任意性，但有时“远离经验事实”。,实例：,10-14发热功率,(显性),3数学定义法数学定义法又有三种形式，包括数学推导法、比值,11,（2）比值定义法,比值定义法是对研究对象进行了同中求异、异中求同的比较基础上，应用共同出现的关键物理量的比值来定义新的物理量的一种方法。例如，速度，密度，比热，电场强度，磁感应强度，电动势，电容等概念，各自的背景大相径庭，然而定义它们的方法却如出一辙，都是应用了比值定义法。,实例：,10-15 电阻,；,实例：,10-16 压强(显性并做类比),物理概念的比值定义法(),（2）比值定义法,12,（3）多因子乘积定义法,多因子乘积定义法是应用两个或多个物理量的乘积来定义新的物理量的一种方法。例如，机械功，电功，磁通量等概念就是利用了多因子（物理量）乘积定义法来定义的。,实例：,10-17 磁通量,(,创新:磁通量,),（3）多因子乘积定义法,13,五、定义“种概念”的步骤,按照逻辑学的分类方法，“种概念”也称“上位概念”，它与“属概念”(下位概念)相对，在具有从属关系的两个概念之间，外延较大的概念称为“种概念”，外延较小的概念称为“属概念”。例如，力为种概念，重力、弹力、摩擦力为属概念。“种概念”定义的步骤是:搜集大量现象；归纳上述现象的共同点；用恰当的物理词语定义；,五、定义“种概念”的步骤按照逻辑学的分类方法，“种概念”也,14,1搜集大量现象,2归纳上述现象的共同点,两个事物，一个动作。某事物动作（在）某事物（上）；第一行的事物中有：马掌、车轮、牙刷、橡皮、鞋底等，我们把它们统称为物体；第三行的事物也统称为物体；第二行是动作：擦、刷等，统称为“作用”,。,3用恰当的物理词语定义,“物体对物体的作用叫做力”。概念的定义包括两个部分：,被定义的概念“力”；下定义的概念“物体对物体的作用”，反映力的本质属性。,1搜集大量现象,15,六,、,利用种概念定义属概念,（发生在两物体的接触面上，,阻碍了相对滑动的）,（力），叫（滑动摩擦力）。,种差 种概念 属概念,实例：,10-18摩擦力,；实例：,10-19摩擦力,下面以“滑动摩擦力”为例来说明“属概念”定义的具体步骤。,六、利用种概念定义属概念（发生在两物体的接触面上，实,16,例：利用种概念定义属概念,垂直作用在,物体表面上的,力,叫压力,种差,种概念,属概念,例：利用种概念定义属概念 垂直作用在 力叫压力 种差,17,七,、,建立理想化模型的方法,模拟式物理模型,理想化实体,理想化过程,理想化模型表.ppt,七、建立理想化模型的方法模拟式物理模型理想化实体理想化,18,