杨冬波 湖北省孝感市云梦县黄香高级中学
【摘要】当前各学科的教学中都加强了方法的教育,这体现在课程设置、教材编写以及相关研究论著等多方面。物理学是一门基础的自然科学,发展到今天,已经构筑了严整的理论架构,积累了丰富的实验手段和思想方法。在物理教学中实施科学方法的教育具有明显的学科优势,也是物理教学中重要的组成部分。任课教师在教学中将物理学科的知识传授给学生的同时,还要努力挖掘其中的科学方法,将科学方法教育于物理知识教学融为一体,使学生不仅将知识的学习、方法的掌握,还要将其与实事求是的科学态度的养成有机地结合起来。对高中学生有效地实施科学方法教育,可以促进学生智力的发展和能力的提高,本文拟对高中物理教学中实施科学方法教育的途径进行探讨。
【关键词】科学方法；物理教学；途径
中图分类号：G688.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1672-2051（2021）01-038-01
物理学是一门基础的自然科学,发展到今天,已经构筑了严整的理论架构,积累了丰富的实验手段和思想方法.在物理教学中实施科学方法的教育具有明显的学科优势,也是物理教学中重要的组成部分.任课教师在教学中将物理学科的知识传授给学生的同时,还要努力挖掘其中的科学方法,将科学方法教育于物理知识教学融为一体,使学生不仅将知识的学习、方法的掌握,还要将其与实事求是的科学态度的养成有机地结合起来.对高中学生有效地实施科学方法教育,可以促进学生智力的发展和能力的提高。
一、以知识教学为载体，渗透物理科学方法
物理教材大体可分为概念性教材、规律性教材、实验性教材和应用性教材四大类，在物理概念和规律的建立、发展和应用过程中，以及各知识点相互联系的地方往往蕴涵着丰富的科学方法.物理概念与规律的建立和发展，一般会运用观察和实验、比较与分类、分析与综合、数学方法、归纳与演绎、猜想与假说以及理想化方法等物理科学方法中的一种或几种，在教学中，要使学生明确发现或建立某一概念或规律所采用的方法、途径和具体的依据，使学生对某一概念或规律的物理意义，适用范围和条件有清晰的认识.如在牛顿第二定律、电磁感应、楞次定律等规律的教学中，学生能充分感受到科学方法在发现规律中的作用;在将电势能与重力势能进行类比的教学中，学生更容易理解和接受电势能;由安培力演绎出洛伦兹力的概念教学中，学生能充分体会科学方法对学习知识的意义，可以激发学生自觉的学习运用科学方法解决实际问题.因此，教师在教学中应充分利用和挖掘教材中科学方法的教育因素，抓住知识和方法的结合点，以具体的教学内容为依据，采取不同的教学方法和手段，适时点拨，学生才可以在获取知识的同时看到科学方法有什么特征、有什么作用，是怎样解决问题的，才能体会到掌握科学方法的意义，才能自觉地学习科学方法.
二、物理实验教学中进行科学方法教育
物理学是一门实验科学,实验是科学认识的基本方法.一个完整的实验过程,大致包含提出思维方法的训练,对学生进行问题设计操作、数据分析和理论正向思维和逆向思维、整体思维和局部思维四个阶段.实验起始于问题,局部思维、会聚思维和发散思维以确定实验的方向和目标;接着的训练,提高思维能力和分析能力,选择实验方法,精选实验工具,按设计程序进行操作与观察;然后对实验所得的资料和数据进行分析处理并进行理论上的概括,从实验上升到理论的高度.而这整个过程都是有序的、合规律的,是一种科学认识过程,蕴涵着丰富的科学方法内容.实验是培养学生科学方法和科学态度的有效途径。
三、以物理学史为线索，理解物理科学方法
高中物理课程涉及很多物理学家，他们取得伟大成就的原因之一就在于他们在探究物理规律的过程中应用了正确的物理科学方法.物理学家的事迹为进行物理科学方法教育提供了很好的素材.物理学史体现了在一定社会文化背景下，人类认识和探索活动世界的现象、规律和本质的历程，其中包含了物理思想和观念的变革，包括了认识论和方法论的因素.伽利略创立的科学实验方法，改变了从直观感觉推演出结论的思辨方法，强调对直观感觉材料要做理性分析.为了证实重物下落不比轻物快的结论，他登上比萨斜塔做自由落体实验.伽利略还把实际的实验与理论思维紧密结合起来，形成一种新的方法─理想实验的方法，并用此法导致了惯性定律的发现.教师应当通过多种渠道，主动搜集与教学内容相关的物理学史资料，并在课堂上结合教学内容为学生介绍众多物理学家在研究过程中使用过的科学方法.例如，在讲光速的大小时，教师可以结合教学内容给学生介绍法国物理学家斐索第一个不借助天文观察来测量光速的人，他采用了旋转齿轮的方法测定光速为342539.21km/s;傅科采用了旋转平面镜的方法，测得光速2.98×108m/s;迈克尔逊继承了傅科的实验思想，用旋转八面棱镜法测得了准确的光速值为299796km/s.这几位物理学家在测定光速时都使用了正确的科学方法，也最终取得了正确的测量结果.结合这些物理学史料，教师对学生进行光速大小的讲解，既在教学中实施了科学方法教育，又活跃了课堂气氛.如此教学，必然有助于激发学生的学习兴趣，加深学生对光速的记忆，从而取得事半功倍的教学效果。
四、习题教学中进行科学方法教育
物理习题教学是整个中学物理教学的重要组成部分,通过习题教学能够对学生进行科学方法的教育。在习题教学中对学生进行科学方法教育,主要是进行思维方法的训练,对学生进行正向思维和逆向思维、整体思维和分析思维,实现知识的掌握和能力的培养必须通过学生积极的努力才能达到,学生必须在解决实际问题的应用中才能逐步掌握物理科学方法。当面对综合性比较强的试题时,经历过较完备的科学解题训练的学生就能够较快地挖掘出试题隐含的条件,建立起合适的物理模型,进行迅速求解。
教学中在物理知识的传授的同时努力挖掘其中的科学方法,俞科学方法教育知识教学之中,将知识地学习、方法的掌握,实事求是的科学态度的养成有机地结合起来。把方法教给学生,从而促进学生智力的发展和能力的提高,使猜想、类比、控制变量等科学方法深深印入学生的脑海,将来即使所学的物理知识已经遗忘,但那些方法也将在其工作、学习、生活中发挥着巨大的作用,这实际上正是从物理学科角度变应试教育为素质教育的具体体现。
参考文献
[1]张宪魁.《物理科学方法教育》青岛海洋大学出版社.2000年版.
[2]阎金锋.《物理学习论》.广西教育出版社2004年版.