物理教學(xué)過程中進行科學(xué)方法教育的嘗試

楊躍亮

多年的物理教學(xué)實踐表明，對學(xué)生進行科學(xué)方法教育，重要的一條是必須遵循物理學(xué)科自身的特點和規(guī)律，創(chuàng)造性地發(fā)揮教師、教材和教學(xué)設(shè)備的作用，也只有立足教學(xué)本位，以學(xué)生為中心，才能達到物理教學(xué)的目的。

在物理規(guī)律教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生掌握

探索物理的思維方法

物理規(guī)律的建立有實驗歸納和演繹推理法2種，有些定律的建立和闡述本身就包含著物理學(xué)家創(chuàng)立和使用的物理學(xué)方法，要結(jié)合定律的講授，認真總結(jié)內(nèi)涵的物理方法。如理想斜面實驗是很重要的物理研究方法，這是一種超直觀的理性方法，具有探索和研究價值，它不僅開創(chuàng)了觀察和理論思維結(jié)合的新局面，為牛頓創(chuàng)立第一定律奠定了堅實的基礎(chǔ)，同時為后人研究提供了可借鑒的思路。

類似理想斜面實驗，如胡克定律、帕斯卡定律、反射定律、焦耳定律、庫侖定律、電阻定律、楞次定律、理想氣體定律等都是通過實驗現(xiàn)象并加以歸納而得到的，都是進行科學(xué)方法培養(yǎng)最有利的切入點。從理想氣體狀態(tài)方程的實驗驗證到楞次定律的實驗過程，都有物質(zhì)變化的內(nèi)在規(guī)律，都符合辯證唯物主義的實驗觀，具有可尋性；從感生電流的實驗得出到磁通量變化規(guī)律的描述，說明量變到質(zhì)變的有機結(jié)合，符合能量守恒定律；從變速運動的基本規(guī)律到串、并電路的表現(xiàn)形式，說明外在現(xiàn)象也具有規(guī)律性；從萬有引力定律到庫侖定律表現(xiàn)形式的相似之處，都是在理想化模型的基礎(chǔ)上得到的，都是量變到質(zhì)變的必須結(jié)果，都是物質(zhì)規(guī)律性的統(tǒng)一表現(xiàn)，都是進行科學(xué)方法的最好實例。

利用物理學(xué)史知識進行科學(xué)方法教育

物理學(xué)史蘊含豐富的科學(xué)方法，是取之不盡的動力源泉。從古到今物理學(xué)的舞臺上，有不少真知灼見、善于思考的思維巨人，他們曲折崎嶇的科學(xué)征途中所具有的獨特的思維方法是十分值得學(xué)習(xí)和借鑒的。

1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，證明“電能生磁”，于是人們普遍直覺，只有對稱的變化才是和諧完善的。在此，英國物理學(xué)家法拉第在逆向思維的啟迪下苦苦思索，千方百計設(shè)計實驗，經(jīng)歷一次次的失敗磨難，通過10年的不懈努力，終于揭開“磁能生電”的神秘面紗，揭開人類研究電磁現(xiàn)象的新紀元。

惠更斯把光現(xiàn)象與聲現(xiàn)象進行推理類比，根據(jù)兩者都能發(fā)生反射、折射，從已知的相同點，推理得知光和聲一樣，都是一種波動，提出光的波動說；1923年，法國青年德布羅意根據(jù)光的波粒二像性通過光和實物粒子的類比，提出物質(zhì)波的假設(shè)，即微觀粒子也具有波動性。德布羅意假說成為物理學(xué)史中運用類比獲得驚人成就的著名實例。類似從電流傳導(dǎo)和熱傳導(dǎo)類比得出歐姆定律，卡文迪許通過類比加猜想，加之巧妙的實驗得出電荷相互作用定律一樣，都是類比啟迪、線索推理觸發(fā)靈感，喚醒創(chuàng)造思維，取得非凡結(jié)果的實例，是物理教學(xué)中應(yīng)該挖掘的內(nèi)涵，是進行科學(xué)方法教育培養(yǎng)的活教材。

近代物理學(xué)中原子結(jié)構(gòu)模型的提出是科學(xué)思維方法的綜合運用，是人類研究微觀物質(zhì)的典范。19世紀末20世紀初由于電子的發(fā)現(xiàn)和原子光譜的實驗研究，提出湯姆遜模型即“蛋糕葡萄干”模型，也就是原子中呈現(xiàn)球型均勻分布，而負電子像葡萄干一樣嵌入其中。湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子，由他想象出這樣一幅原子圖景是必然，是人類思維的一種想象。盧瑟福通過α粒子的散射實驗，發(fā)現(xiàn)湯姆遜模型的矛盾。他通過與太陽系的開普勒模型對比，提出原子的有核模型，這就是想象與類比的綜合創(chuàng)造。盧瑟福模型的穩(wěn)定性問題以及與原子光譜實驗的矛盾，加上普朗克能量量子化觀點的提出，又促使玻爾原子模型的出現(xiàn)。近代物理學(xué)模型方法對不可窮盡的原子世界的認識不斷逼近，它是人類對客體的猜測，是經(jīng)典物理中發(fā)展起來的模型化方法的高級階段。透過一個個驚人的發(fā)現(xiàn)與科學(xué)研究，不難看出在物理學(xué)研究和發(fā)展的道路上，既有曲折，又有辛苦，更多的是喜悅與收獲，但創(chuàng)造性思維的研究方法，永遠是青年學(xué)生學(xué)習(xí)的精華。

開展物理課外科學(xué)研究，增強學(xué)生創(chuàng)新意識，

培養(yǎng)創(chuàng)新能力

研究性教學(xué)的開展需要教師深刻理解研究的內(nèi)涵，真正樹立以學(xué)生發(fā)展為本的理念，樹立科學(xué)教育發(fā)展觀。面對網(wǎng)絡(luò)媒體的先進性，需要教師具有良好的知識素質(zhì)和不斷完善的知識結(jié)構(gòu)；需要教師理解知識所負載的價值和深遠的意義；需要教師具有激發(fā)學(xué)生求知欲，引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生主動探索，開發(fā)積極學(xué)習(xí)和探索的能力；需要教師具有觀察、發(fā)現(xiàn)、應(yīng)對、靈活深入生產(chǎn)一線的能力；需要教師具有超前的意識和熟練的專業(yè)基本功，具有和使用先進設(shè)備的能力。這就要求教師不斷學(xué)習(xí)和領(lǐng)會最新的教學(xué)理念，掌握科學(xué)的教學(xué)方法，強化自身建設(shè)，開拓進取，勇攀高峰。

（作者單位：山東省壽光現(xiàn)代中學(xué)）