論高中物理課程目標中過程與方法的教育

世紀之交，我國啟動了新一輪基礎教育課程改革，高中課程改革也已向全國推廣。課程改革強調知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀課程三維目標的教育。

站在知識的碼頭上，遙望能力的彼岸，過程與方法就是連接兩地的橋梁?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準(實驗)》前言第一句話就指出，物理學所研究的是物質的最基本結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律，以及所使用的實驗手段和思維方法。“課程性質”中又指出，高中物理課程有助于學生體驗科學探究過程，了解科學研究方法?，F代課程觀不再強調靜態的“跑道”——預先設定的，由學生記誦的內容，而是強調圍繞“跑道”跑的動態過程、跑的經驗。在教育工作第一線的工作者們也深刻認識到高中物理課程三維目標中“過程與方法”教育的重要性和必要性。

一、過程與方法教育的意義

1.使學生逐步明確“過程與方法”在獲取知識、理解知識、運用知識，進一步認識社會和適應社會的過程中的作用和意義。

學生要真正學好知識，必須會運用這些知識去解決實際問題，探究未知領域。要做到這一點就要懂得解決問題的過程、掌握解決問題過程中所用的方法。許多學生在聽教師講課時似乎明白了，但在做練習、考試時卻不知道如何下手。實際上，他們并沒有掌握解決實際問題的過程與方法，似懂非懂。還有一些學生，遇到一個問題，不是先根據問題的條件和已知的規律在頭腦中建立起一幅合理的物理圖景，而是拿起公式就套，結果往往出錯。不管是研究一個問題，或者是解一道練習，都有一定的程序，就是通常所說的方法。一般來說，首先是進行思想實驗，即根據問題的條件建立起相應的物理圖景，構思出過程的細節和情境。接下來是猜想，猜想要用什么定律、知識作為解決問題的基礎，分析必須滿足什么條件才能運用這些知識。然后用這些定律、知識給出其數學關系，建立方程，最后進行數學推導和求解。這一過程既要有由實際問題到物理模型的抽象，又要有由物理模型到實際問題的直觀;既要有嚴密的數學推理，又要有非邏輯的判斷。這種把形象與抽象、邏輯與直覺結合起來的方法，是自然科學中所常有和特有的。

通過對這些過程與方法的不斷了解、積累，學生會形成一種心理定勢，能快速獲取知識，并通過一定的知識網絡結構，深刻領會和掌握知識，從而產生一種對問題的敏感性，并能夠迅速抓住問題的要害，找出解決問題的途徑。這樣的一種心理定勢，就是學生一種能力的表現。所以，掌握過程與方法，與學生發展能力、更好地適應社會直接相關。

2.使學生逐步了解和掌握常用的解決問題的過程與方法，提高學生的智能水平。

課程標準中所說的科學過程是從事科學活動的智力勞動過程?？茖W方法，指的是人類認識客觀世界、影響客觀世界的一些基本觀點和基本方法。例如處理實驗基礎與邏輯結構關系的方法、處理具體事例與一般規律關系的方法等，也包括科學工作中通用的，帶有技能性的方法，如利用圖像處理數據的方法等。把科學方法和科學過程引入物理教學，能使學生有身臨其境之感，而且能領略科學前輩的研究方法、科學思想、科學精神，得其精髓，提高學生智能活動的水平。課程還不應該忽視人類對科學發展的歷史過程的教育，不應該讓科學家們曲折頑強而又閃爍智慧的創造性思維和實踐過程被公式和條文所遮蓋。

科學的概念、定律等知識，是人們賴以進行科學思維的基本元素。但是只有知識還不行，還必須掌握一定的獲取知識的過程與方法，使這些知識與科學的問題相互溝通，對知識進行選擇、組合、運用，才能解決問題，形成人的智能活動。知識的智能價值的實現，需借助于智能活動的動態過程，離開過程與方法，就無法進行思維，智能活動就要停止，智能價值就無從談起。

3.通過過程與方法的教育，幫助學生逐步提高科學素養。

科學的觀點、態度，并不抽象、空洞，而是體現在一個人對世界的反應，表現在他的行為、他的工作方法和作風之中。教師要通過進行過程方法的教育，為學生的終生發展，應對現代社會和未來發展的挑戰奠定基礎。

二、過程與方法教育的實施建議

過程方法與一般的科學知識不同，它所涉及的不是物質世界的本身，而是人類認識物質世界的途徑和方式，是高度抽象的。如果只是從傳授知識的角度進行教學，學生也可能從中學到一些科學的方法，但只能是零星的，不連貫的，收效甚微。但若離開了具體的學科知識，而只講過程方法，會造成學生學習上的困難，而且不能成為自然科學，而成了方法課。因而進行過程方法教育，一方面應注意不要脫離科學知識的教育過程去另搞一套，而是要寓過程方法教育于知識教學之中，另一方面又不能只顧傳授知識，而應該把過程方法視為擁有和知識同等重要的地位。教師應按照科學方法所展示的路子，去組織教材，安排教學過程，即是把方法教育，視為教學活動的核心。要做到這一點，應特別注意如下幾個方面。

1.注重獲取知識的過程，培養學生的科學思維。

過程與方法的獲得并不是直接由學科的知識內容來表達的，它往往隱藏在知識的背后，支配著知識的獲取、知識的應用等。作為教師不僅要看到探究活動的結果，而且要看清知識的來龍去脈(如概念、定律、公理的得出過程)，其中使用的方法(如定義物理量的比值定義法等)，善于用學生能接受的方式和語言，把它展示給學生，讓學生自己去領略其中的奧妙。新課標教材正是不求以“簡明、輕快”的方式給出知識的結論，而是努力把得到知識的過程適當展現給學生。關于得到知識的過程，它有兩方面的含義。一是學生個體在學習中的活動過程、思維過程，如教材中“做一做”、“說一說”、“思考與討論”等，二是歷史上人類認識某一規律時科學家群體的活動過程、思維過程，如在天體運動、萬有引力等問題的研究中，主要在“科學足跡”、“STS”等欄目中介紹，把這些歷史材料放到當時大的社會背景中，從當時社會的經濟、文化環境中認識科學史中的事件。

物理規律的得出要充分考慮到這一點。如課標教材人教版必修2，對于萬有引力定律的得出安排了三節內容，猶如一部壯麗的科學史詩，它歌頌了前輩科學家的科學精神，也展現了科學發展過程中富有創造而又嚴謹的思維過程，是發展學生思維能力難得的好材料。第一節“行星的運動”，介紹了科學家們觀察行星運動、描述行星運動規律，經歷了“地心說”到“日心說”，直到十七世紀初開普勒在前人觀察、研究的基礎上提出行星運動的三大定律，這是發現萬有引力定律的基礎。第二節“太陽與行星間的引力”，按照牛頓的足跡去“發現”萬有引力定律。先進行了猜想，太陽與行星間的引力肯定與它們間的距離有關，是什么定量關系呢?接著為了研究進行了假設，假設行星繞太陽作勻速圓周運動，而這個引力就等于行星的向心力。接著牛頓憑借他深厚的經典物理學基礎和扎實的數學功底，進行推理，得出了太陽與行星間引力大小表達式。第三節，介紹牛頓進行“月地檢驗”，對萬有引力進一步演繹、推廣，得到廣泛適用的萬有引力定律。把牛頓發現萬有引力定律的過程與方法呈現給學生，讓學生體驗科學發現的過程，體會科學發現中的方法，從中受益。萬有引力定律得出之后如果讓學生總結其發現中的過程與方法，教師再站在一定高度作一些點撥，讓學生的認識進一步升華，那么這對學生以后認識社會會產生很大影響。

課程目標重視對物理結論形成的過程和方法進行優化設計。如課標教材人教版必修2中，為了得出曲線運動速度方向是沿曲線某點的切線方向這一結論設計了以下過程。過程1，列舉砂輪上熾熱微粒、鏈球等圓周運動物體實例，猜想曲線運動速度方向可能沿曲線的切線方向。這之后沒有匆匆形成結論，因為過程1列舉的是圓周運動的情況，圓周運動是曲線運動的一種特例，通過一個特例概括出普遍結論，不利于形成學生的科學思維。另外，這僅僅是一種實驗現象，只有把實驗現象和理性分析結合起來形成結論，才是更科學的方法。接著進行過程2——實驗，用一個有普遍意義的任意曲線軌道進行實驗，觀察到小球脫離軌道后沿切線方向運動。過程3——理論分析，過曲線上A、B兩點作割線，當B點非?？拷麬點時，割線便成了過A點的切線。過程4——概括形成結論。過程1可以看成是根據部分事實得到的猜想，過程2和過程3是對該猜想所進行的實驗和理論上的證明。這樣得到的結論讓學生感到真實可信。

2.重視學生的學習過程，注意教學程序與過程方法邏輯的一致。

學生各種能力的發展，是和他們在學習中的相關行為聯系在一起的，要發展某種能力，就必須經歷相關的過程。例如，只有在物理實驗中獨立地收集了實驗數據，才能體會實驗數據是在預定時間通過觀察預定目標而得到的;只有去圖書館查閱了資料，才能真正掌握從圖書索引、章節目錄中找到所需信息的方法;只有上了因特網，才可能學會怎樣從因特網中檢索需要的信息。這在相關資料上稱為“體驗學習”。因而在物理教學中如何設計一些教學過程，讓學生進行某些活動，讓學生從中得到體驗，讓教學程序與過程方法邏輯一致，這對提高學生的能力是至關重要的。

例如在課標教材人教版中講述自由落體運動，按照因果邏輯關系設計如下的程序讓學生體驗。

(1)讓學生觀察落體的運動:小段粉筆下落，紙片下落，紙片揉成小紙團下落，毛錢管實驗演示。

讓學生思考討論，明確:空氣阻力使物體下落表現得很復雜，科學研究的第一步是忽略空氣阻力。

(2)學生做重物自由落體實驗，分析紙帶上的實驗數據，交流討論得出結論。

這樣一個程序，對經驗事實用邏輯方法進行理性分析，得出正確結論，實驗過程設計巧妙，這比單純用思辨的方法容易接受，這更能讓學生充分領略到物理學這種邏輯與直觀、抽象與形象相結合的論證方法，使學生的認識上升到更高的層次。

3.強調讓學生在科學探究中學習，注意創造良好的學習情境。

過程與方法教育也體現在科學探究中，不親身經歷這種探究過程，很難領略科學探究的要素及關鍵之所在，無法領會科學探究的奧秘。科學課程中的科學探究，是讓學生經過自己的探索獲得知識和技能，體驗其中的曲折和樂趣，體驗科學思想和科學精神。與科學的結果相比，教學中的探究更重視的是過程，因為探究活動在教育中的主要作用在于播種一種行為，收獲一種習慣。

學生的科學探究能力的形成，需要一個培養的過程，既不是把什么都直接告訴學生，牽著學生走，又不是事事都要他們去獨立探索，而是創造出一個好的學習情境:提出一系列符合科學邏輯發展過程的問題，預先計劃好要做的實驗、觀察、討論、思考等活動程序，注意學生心理、態度等非智力因素的調動和控制，讓學生置身于這一情境之中，主動進行探究，不知不覺地順著科學的思路、方法去感知、思考、解決問題，獲取知識，不知不覺地領略探究的過程與方法。學生完成全部的探究課題之后，如果教師對學生的活動作一個總結，提出不同課題所側重的能力目標，學生的探究能力會得到更進一步地提高。

4.重視科學知識的應用過程，注重滲透物理思想、物理方法。

物理學是一門與自然、生活、技術進步和社會發展有著最為廣泛聯系的科學。讓學生封閉在既不聯系自然，又不聯系生產、生活，遠離科學探究樂趣，甚至根本不可能存在的“思辨游戲”式的難題和怪題的籠罩之中，他們是不可能熱愛物理課程的。

對于學生而言一個好的習題就是一個科學問題，猶如一個科學問題對于科學家而言，就是一道習題一樣。從自行車到火車、汽車、飛機等交通工具的運動，從投出籃球到發射導彈、人造衛星、宇宙飛船，從收音機到電視機、計算機、各種程控設備，從柴油發電機到火力發電、水力發電、風力發電、核電，都可以結合所學知識加以運用。在這些結合生活、生產實際的物理習題教學過程中進行過程與方法的教育，教師應注重滲透物理思想、物理方法。一道好的物理習題往往包含著豐富的物理過程，學生循著物理過程分析、思考，找出其中過程的聯系和解決問題的方法，會有一種“柳暗花明又一村”的感覺。在習題教學中教師應站在一定的高度，精選例題、習題，對學生進行邏輯思維和非邏輯思維、集中思維和發散思維、正向思維和逆向思維、局部思維和整體思維的訓練，全面提高學生的分析解決問題的能力。這也是學生擺脫題海的良策。

例如課標教材人教版必修1第94頁第5題，這是一條考查思維能力的應用題，結合實際，有較強的綜合性;迷惑性大，既有概念規律的迷惑性，又有過程狀態的迷惑性;題文短、意義明確，內涵豐富。有部分學生往往感到無從下手，原因是他們不是從分析物理過程開始的。題目講得很清楚，有兩個過程，先自由下落后勻減速運動。自由下落時加速度等于重力加速度g，鉛球完全失重，所以，球對手無作用力，人沒有受到壓力的感覺。后來座艙做勻減速運動，由運動學公式求得加速度，再根據牛頓第二定律就可求得手對鉛球的作用力。還有些學生不是概念不清楚、規律不熟悉，而是思維方法的缺陷造成失誤。

總之，教師在傳授物理知識的同時，如果有意識地、適當地進行過程與方法教育，那么學生所收獲的就不僅僅是物理知識——真理本身，而且有探索真理的方法、研究真理的能力、獻身真理的精神，而這正是我們的希望所在。