談高中物理教學(xué)中的科學(xué)方法教育

　　在科技迅猛發(fā)展，知識日新月異，科技競爭日益激烈的今天，大多數(shù)教育人士已經(jīng)普遍認(rèn)識到，能力的高低在一定程度上，表現(xiàn)為掌握方法的多少和熟練程度。因此，物理教學(xué)中既應(yīng)該讓學(xué)生掌握物理學(xué)的概念和規(guī)律，更應(yīng)該讓學(xué)生重視科學(xué)的態(tài)度和科學(xué)的方法。
　　所謂科學(xué)方法，是研究自然科學(xué)和社會科學(xué)的一般規(guī)律性理論。在中學(xué)物理教學(xué)中，科學(xué)方法教育的內(nèi)容有：一是物理學(xué)的研究方法的教育；二是物理學(xué)習(xí)方法的教育。在物理教學(xué)中，教師在完成傳授知識的同時，有意識、有目的的進(jìn)行科學(xué)方法教育和指導(dǎo)，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。
　　一．　　 指導(dǎo)閱讀課本，培養(yǎng)自學(xué)方法
　　　 在教學(xué)中充分利用教科書，指導(dǎo)學(xué)生讀書的方法，是培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的有效途徑。一方面通過讀書掌握物理的科學(xué)語言；二是通過反復(fù)讀書，使掌握的知識更加全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確；三是通過讀書提高自學(xué)能力，在學(xué)習(xí)上變被動為主動，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動性和積極性。那么，怎樣正確指導(dǎo)讀書呢？
　?。?）基本概念、基本定律要著重讀，對其中的重點字母要深入體會、準(zhǔn)確理解。因為這些字句或揭露了事物的本質(zhì)；或指出了事物變化的范圍和條件；或反映兩個事物的區(qū)別與聯(lián)系。教學(xué)時，必須指導(dǎo)學(xué)生把這些重點字句“摳”出來搞清楚、弄明白。如功率的概念中把“時間”限制為“完成這些功所用的時間”，而不能簡單說成“功率等于功跟時間的比值”。又如楞次定律：“感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”，“阻礙”的含義不是“阻止”，它是指：原來磁場增強(qiáng)時，感應(yīng)電流磁場與原磁場反向；原來磁場減弱時，感應(yīng)電流磁場與原磁場同向。在教材中“這段”、“該點”、“某時”、“某刻”、“任意”、“總是”等字眼很多，切不可輕視。要養(yǎng)成“摳”字眼的習(xí)慣，正確理解概念和規(guī)律的物理意義、適用條件。
　　（2）指導(dǎo)學(xué)生識圖、讀圖、畫圖。物理學(xué)上的圖形很多，如速度圖線、振動圖線、
　　波動圖線、交流電的圖線、氣體狀態(tài)變化圖線、電力線、磁感線、電路圖、受力圖等，是用來描述量與量之間關(guān)系或變化規(guī)律的，是最簡單的物理語言。學(xué)會識圖、讀圖、畫圖是一種基本功，決不能忽視。通過對圖形的理解，可以提高空間想象力，增強(qiáng)物理綜合能力。
　　二．　　 在物理知識的教學(xué)中滲透方法教育
　　科學(xué)方法教育既需要潛移默化的熏陶，也需要有目的的訓(xùn)練。脫離物理知識對中學(xué)生大講科學(xué)方法，則猶如建設(shè)空中樓閣；埋頭講物理知識而不注意方法教育，則猶如給學(xué)生一堆磚瓦。因此，科學(xué)方法教育應(yīng)滲透在物理知識教學(xué)之中，只有根植于物理知識沃土之中的科學(xué)方法教育，才會結(jié)出豐碩的智慧之果。在物理知識的教學(xué)中，處處蘊涵著科學(xué)方法。物理概念、物理規(guī)律的建立常常運用觀察和實驗、比較和分類、分析和綜合、數(shù)學(xué)和推理、理想化等科學(xué)方法。如在概念教學(xué)中，將電勢能和重力勢能類比，學(xué)生很容易接受；在洛侖茲力教學(xué)中，由安培力演繹出洛侖茲力。在牛頓第二定律、玻—瑪定律、楞次定律等規(guī)律的教學(xué)中，常采用觀察和實驗、數(shù)學(xué)推理的方法來研究。如“電磁感應(yīng)”的教學(xué)就是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法訓(xùn)練的好例子，可將教學(xué)過程組織為較完整地體現(xiàn)科學(xué)研究一般方法的過程，使學(xué)生受到科學(xué)方法的訓(xùn)練。
　　這樣，在傳授知識的同時，使學(xué)生感受科學(xué)方法在建立概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律中的作用，激發(fā)學(xué)生自覺的學(xué)習(xí)和運用科學(xué)方法解決實際問題的積極性。　
　　三．重視物理學(xué)史，體會科學(xué)方法
　　物理教學(xué)改革的目的之一，是把科研人員應(yīng)具有的素質(zhì)和能力早一些對學(xué)生進(jìn)
　　行培養(yǎng)和訓(xùn)練，使教和學(xué)的思路去盡量接近科學(xué)家認(rèn)識的思路。這就要求我們將物理教學(xué)和物理學(xué)史結(jié)合，當(dāng)然教學(xué)過程不同于科學(xué)研究過程，但在必要時，結(jié)合重要的物理史料用模擬科學(xué)認(rèn)識過程的方法進(jìn)行物理教學(xué)，這也是物理教學(xué)實質(zhì)性改革的途徑和方向，是實現(xiàn)上述教學(xué)目的，培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的一個有效途徑。模擬科學(xué)認(rèn)識過程的方法，就是讓學(xué)生遵循前人科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的思路來學(xué)習(xí)，學(xué)會科學(xué)研究的方法。這就要求我們將物理學(xué)史溶于物理教學(xué)之中，將科學(xué)方法教育溶于物理學(xué)史教學(xué)之中。具體地講就是善于把學(xué)生推到若干年前，讓他們從當(dāng)時的科學(xué)背景出發(fā)去重溫科學(xué)家們在什么問題上、什么環(huán)節(jié)中、什么情況下、用什么方法和思路作出了科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，從而把這些關(guān)鍵的步驟聯(lián)系起來。
　　在“自由落體”教學(xué)中，首先應(yīng)闡明：歷史上，伽利略首先通過落體佯謬的思想進(jìn)行實驗，否定亞里斯多德的物體越重下落越快的結(jié)論；然后運用數(shù)學(xué)工具得出初速為零的勻加速直線運動S / t2 = 常量；進(jìn)而用斜槽實驗驗證物體從光滑斜面下滑的運動是符合s / t2 = 常量的規(guī)律；最后將斜面實驗推廣，得出結(jié)論：落體運動是初速為零的勻加速運動。伽利略之所以敢于首先用一個理想實驗批判亞里斯多德的學(xué)說，是因為他此前已進(jìn)行過長期的實驗研究，他曾多次觀察過從同一高度同時下落的輕重不同的物體（如兩個球體或兩塊石頭等）的下落情況。伽利略認(rèn)為自然界“總是習(xí)慣于運用某種最簡單最容易的手段”這一哲學(xué)思考，使他大膽猜想自由落體運動是勻加速運動，他的關(guān)于落體的全部研究都是為了確證這一猜想而進(jìn)行的。他的研究方法是觀察---假設(shè)猜想----數(shù)學(xué)推理------實驗驗證---合理外推。他對自由落體運動的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這就是“抽象思維，數(shù)學(xué)推導(dǎo)，科學(xué)實驗”相結(jié)合的方法，對科學(xué)研究起到了重大的啟蒙作用，極大地推動了物理學(xué)發(fā)展，是人類物理思想上最偉大的成就之一。然后引導(dǎo)學(xué)生重做伽利略的斜面實驗，加深對方法的理解。