洪家旺

1物理科學(xué)方法教育的意義

在物理教學(xué)中，有意識、有目的的進(jìn)行科學(xué)方法教育，有利于促進(jìn)學(xué)生智能的發(fā)展，培養(yǎng)科學(xué)的態(tài)度，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中不僅掌握了物理知識本身，而且掌握了研究和學(xué)習(xí)物理的方法，以及探索物理的精神。同時，在物理教學(xué)中有意識地滲透科學(xué)方法的教育，是提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的重要途徑。

2物理教學(xué)中的科學(xué)方法

物理科學(xué)方法就是研究、描述物理現(xiàn)象，實施物理實驗，總結(jié)檢驗物理規(guī)律時所應(yīng)用的各種手段與方法。

研究物理的科學(xué)方法有許多，經(jīng)常用到的有實驗法、觀察法、控制變量法、轉(zhuǎn)換法、類比法、理想化物理模型法(建模法)、歸納法、累積法、放大法、比較法、逆向思維法、等效法、科學(xué)推理法、圖像法等。

3滲透物理科學(xué)方法教育的途徑

物理科學(xué)方法教育是指在物理素質(zhì)教育中，運(yùn)用現(xiàn)代教育思想和教育手段，有目的、有意識、有步驟地滲透和傳授物理科學(xué)研究的方法，使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練，逐步掌握最基本的、最主要的物理科學(xué)方法，達(dá)到促進(jìn)三維目標(biāo)實現(xiàn)、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、增強(qiáng)實踐能力和提高全體學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的目的。

3.1在實驗教學(xué)中滲透科學(xué)方法教育

在開展物理實驗教學(xué)時，要讓學(xué)生在物理實驗的過程中接受科學(xué)方法的教育，要注意引導(dǎo)學(xué)生理解、領(lǐng)會實驗中的科學(xué)方法。

例1實驗：探究動能的大小與哪些因素有關(guān)。

教師演示：①讓體積相同、質(zhì)量不同的球從斜面同一高度滾下撞擊水平面上的木塊；②讓同一個球從斜面不同高度滾下撞擊水平面上的木塊。

學(xué)生觀察。

這里應(yīng)用了“觀察法”。

提出問題：動能的大小與哪些因素有關(guān)?

猜想：質(zhì)量、速度。

這里應(yīng)用了“猜想法”。

利用這些器材探究動能的大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系，實驗中如何判斷動能的大小呢?

利用能量與做功的關(guān)系(一個物體能夠做的功越多。它具有的能量越大)，把物體具有能量的大小轉(zhuǎn)換為它能夠?qū)ν庾龉Φ拇笮》磻?yīng)出來，即通過木塊被球撞擊后運(yùn)動的距離判斷動能的大小。這種研究問題的方法叫做“轉(zhuǎn)換法”。

物理學(xué)中對于一些看不見、摸不著的現(xiàn)象或不容易直接測量的物理量。常常通過一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識，或用易測量的物理量間接測量。這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。

教師演示：讓質(zhì)量不同的球從斜面的不同高度滾下撞擊水平面上的木塊。

提出問題：動能的大小與速度和質(zhì)量有什么關(guān)系?

學(xué)生回答：沒法判斷。

研究動能的大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系時。若質(zhì)量和速度同時改變。則沒法判斷出動能的大小與速度和質(zhì)量的關(guān)系。因此，在實驗探究時，質(zhì)量和速度不能同時改變，只能讓其中的一個量改變。研究動能與質(zhì)量的關(guān)系時?？刂扑俣炔蛔儯淖冑|(zhì)量；研究動能與速度的關(guān)系時，控制質(zhì)量不變。改變速度。這種研究問題的方法叫做“控制變量法”。

當(dāng)要研究的一個物理量與另外幾個物理量都有關(guān)系時，為簡化和方便，先研究與其中一個量的關(guān)系，而要控制其余幾個量不變。這種研究問題的方法叫控制變量法?？刂谱兞糠ㄊ侵袑W(xué)物理中最常用的方法。

3.2在理論教學(xué)中滲透科學(xué)方法教育

科學(xué)方法寓于具體的科學(xué)知識的認(rèn)識過程中，只有把認(rèn)識過程充分而又合理地展現(xiàn)出來，學(xué)生才能領(lǐng)會到科學(xué)方法是如何提出的，從什么角度用什么方法解決，從而學(xué)到科學(xué)方法。這就要求在物理概念與規(guī)律的教學(xué)中，認(rèn)真挖掘教材的科學(xué)方法，按照學(xué)生的認(rèn)識過程合理設(shè)計教學(xué)方案。滲透科學(xué)方法教育。

例2物理概念：什么是力?

在力的概念教學(xué)中。提出什么是力?引導(dǎo)學(xué)生列舉大量有力存在的事例，再逐個分析，學(xué)生認(rèn)識到，力是一個物體施加到另一個物體上的作用，即力不能脫離物體而獨(dú)立存在。通過歸納，從而抽象出力的概念：力是物體對物體的作用。這里應(yīng)用了“歸納法”。

例3物理規(guī)律：牛頓第一定律。

在進(jìn)行牛頓第一定律教學(xué)時?？梢栽O(shè)計如下程序：①提出問題：只有力作用物體才運(yùn)動，沒有力作用物體就不運(yùn)動嗎?②演示實驗：讓小車斜面頂端滑下，分別滑到鋪有毛巾、棉布和木板的平面上，觀察小車運(yùn)動的距離；③分析推論：從實驗看出，運(yùn)動小車受到的阻力越小，它的速度減小就越慢，它的運(yùn)動時間就越長。進(jìn)一步推理得出，如果水平面絕對光滑，物體受到的阻力為零，它的速度將保持不變，將永遠(yuǎn)運(yùn)動下去。從而概括得出牛頓第一定律。這里將使學(xué)生領(lǐng)悟到“實驗加科學(xué)推理”的方法。

3.3在物理學(xué)史講授中滲透科學(xué)方法教育

在物理教學(xué)中，適時恰當(dāng)?shù)夭迦胛锢韺W(xué)史，可使學(xué)生領(lǐng)略到科學(xué)家的思維方法。

例4介紹物理學(xué)家法拉第和電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的過程。

在學(xué)電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，通過介紹法拉弟和他發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程。使學(xué)生明白電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的科學(xué)實驗和科學(xué)思維方法以及對物理學(xué)發(fā)展的深遠(yuǎn)影響。這樣的科學(xué)方法教育學(xué)生易于接受和理解，是行之有效的方法。

3.4在物理習(xí)題教學(xué)中滲透科學(xué)方法教育

科學(xué)方法教育的目的在于發(fā)展學(xué)生分析和解決問題的能力。實踐表明：教師生動精辟的講述，使學(xué)生對于知識只能達(dá)到理解的水平，要達(dá)到運(yùn)用的水平，就要經(jīng)過學(xué)生本人參與分析解決新問題的實踐。因此，教師要創(chuàng)設(shè)情景，強(qiáng)化習(xí)題教學(xué)和訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法解決具體的物理問題，使學(xué)生實現(xiàn)知識向能力的轉(zhuǎn)化。在習(xí)題教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育，主要是進(jìn)行思維方法的訓(xùn)練，提高思維能力和分析解決問題的能力。教師要站在科學(xué)方法論的高度，認(rèn)真研究題型、分析歸類、精選典型例題和習(xí)題，對學(xué)生進(jìn)行邏輯思維與非邏輯思維、集中思維與發(fā)散思維、正向思維與逆向思維、局部思維與整體思維、類比思維與聯(lián)想思維等專項訓(xùn)練。在教學(xué)中有些習(xí)題明顯要運(yùn)用科學(xué)方法來求解，教師要點(diǎn)明這種科學(xué)方法，讓學(xué)生學(xué)會應(yīng)用這種方法。

3.5在物理專題講座中滲透科學(xué)方法教育

著名物理學(xué)家李政道回顧自己的經(jīng)歷說過，跟大師學(xué)的是什么，不是知識，而是方法。有一些內(nèi)容，課本很少涉及的或不便于過多展開的知識，可以開設(shè)專題，測重于介紹知識的發(fā)現(xiàn)和形成過程中物理學(xué)家們的思維過程和科學(xué)方法。對于近代物理和現(xiàn)代物理，如相對論、量子理論的建立過程和物理學(xué)的新發(fā)展，進(jìn)行搜集，整理成科普化的知識講座，介紹相關(guān)的知識背景和研究方法，因為每一個新知識新理論的產(chǎn)生都有新思想的進(jìn)發(fā)。新方法的出現(xiàn)。通過這些講座，使學(xué)生初步接觸新知識、新信息，開闊視野，培養(yǎng)對物理的興趣，接受科學(xué)方法的熏陶。

物理課程以知識為主要內(nèi)容，物理研究方法應(yīng)滲透到物理教學(xué)之中，研究問題的科學(xué)方法要潛移默化的熏陶和刻意訓(xùn)練，脫離物理知識而大講物理科學(xué)方法如同空中樓閣；埋頭只講知識不注意科學(xué)方法教育，學(xué)生得到的知識是零散不系統(tǒng)的。植根于物理知識沃土中的物理科學(xué)方法才會結(jié)出豐碩的果實。學(xué)生只有逐漸掌握了物理科學(xué)方法，才能運(yùn)用所學(xué)的知識去解決實際問題，去探索新的知識；只有對這些方法的不斷了解、積累和熟練，才能盡快地獲取知識，并通過一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)深刻體會和掌握知識。