高中物理新課程教學中科學方法的教育

摘要 在《普通高中物理課程標準》中，物理課程的總目標之一是“學習科學探究方法，發展自主學習能力，養成良好的思維習慣，能運用物理知識和科學探究方法解決一些問題”。由此可見，科學方法教育是總目標的要求。加強科學方法教育的滲透，不僅可使學生學會探索未知、發現真理、掌握方法，而且可以培養學生獨立思考、大膽質疑、勇于創新的精神和提出問題、分析問題、解決問題的能力。因此，高中物理教學要注重對科學方法的教育，是培養科學素養的需要，也是為了更高層次的科學研究打基礎。

關鍵詞 高中；高中物理；新課程教學；科學方法；教學方式

一、高中物理教學主要涉及的科學方法

研究課題的科學方法主要包括：觀察與實驗法、控制變量法、理想化法、等效替代法、極限法、守恒法、比例法、圖像法、比值定義法、歸納與演繹、推理與判斷、抽象與具體等。在新課程教材（人教版）高中物理教學中主要涉及以下幾個方法。

在高中物理教學中比較基礎、比較常見的方法——觀察與實驗法，也稱為實驗探究法。例如，在牛頓第二定律的教學中，要通過實驗研究加速度和力、質量的關系。實驗過程中，還涉及到了控制變量法，這也是科學研究中不可或缺的方法之一。研究功率和力與速度的關系，研究外力做功和受力物體速度的關系，研究焦耳熱與電流、電阻的關系，研究理想氣體參量的關系等，都可以采用實驗探究的方法進行授課，同時需要用控制變量法進行研究分析。

在高中物理教學中經常需要建立理想化物理模型，這是物理研究中經常用到的另一種科學方法。高中物理概念中涉及大量的理想模型，例如，實體理想化模型有：質點、點電荷、彈簧振子、單擺等；過程理想化模型有：勻速直線運動、勻變速直線運動、自由落體運動、勻速圓周運動、簡諧運動等。

在高中物理教學中也涉及等效替代法，比如研究合平行四邊定則，實驗探究采用研究矢量兩個分力的作用效果可以等效替代合力的作用效果。

極限的方法也經常出現在高中物理教學中。例如，建立瞬時速度的概念需要用到數學上取極限的方法。

高中物理很多物理概念都是采用比值定義方法，例如，速度、加速度、功率、電場強度、磁感應強度、電阻等概念的建立都用到了比值定義物理量的方法。

在發現物理規律過程中常用的科學方法還有：分析與綜合、歸納與演繹、推理與判斷、抽象與具體等是在物理學發展過程中起到非常重要的作用。

二、科學方法滲透的途徑

科學教學以科學探究作為課堂授課的主要形式，即遵循著“提出問題、猜想與假設、制訂計劃與設計實驗、進行實驗和收集數據、分析與論證、評估、交流與合作”的探究思路。這樣的探究思路符合科學的求實規范，也符合學生的認知特點。因此，需要讓學生親身經歷科學探究過程，體驗科學規范，領會科學嚴謹的精神，尤其在探究過程中的挫折、反復、懷疑、爭論、嘗試、驗證。比如：在講授《自由落體運動》一課時，應著重講授伽利略對落體運動的研究過程，提示科學研究的一般方法和規律，即“假設、演繹、驗證和推理”。像講故事一樣使學生耳目一新，有利于對自由落體運動性質、規律的理解和掌握，同時也調動了學生學習的積極性。科學探究過程本身是滲透科學方法的主要途徑之一。

物理概念和規律的教學是物理教學的基本任務，科學方法寓于具體的科學知識的認識過程中，只有把認識過程充分而又合理地展現出來，學生才能領會到科學方法是如何提出的，從什么角度用什么方法解決，從而學到科學方法。這就要求我們在物理概念與規律的教學中，認真挖掘教材的科學方法，按照學生的認識過程合理設計教學方案，滲透科學方法教育。例如在力的概念教學中，提出什么是力？引導學生列舉大量有力存在的事例，再逐個分析，學生認識到，力都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。在物理概念和規律教學中滲透科學方法是高中物理教學重要途徑。

教師要站在科學方法論的高度，認真研究題型、分析歸類、精選典型例題和習題，對學生進行邏輯思維與非邏輯思維、集中思維與發散思維、正向思維與逆向思維、局部思維與整體思維、類比思維與聯想思維等專項訓練。實踐表明，盡管教師進行了生動精辟的講述，但學生對于知識也只能達到理解的水平，如果要達到運用的水平，就非要經過學生本人參與分析解決新問題的實踐不可。因此，教師要創設情景，強化習題教學和訓練，引導學生運用科學方法解決具體的物理問題，使學生實現知識向能力的轉化。在習題教學中進行科學方法教育，主要是進行思維方法的訓練，提高分析和解決問題的能力。這是滲透科學方法的另一途徑。

總之，科學思想、方法的掌握有利于盡快培養創造型人才，有利于提高科學素質和科學鑒賞力，有利于創造性地研究工作。在日常的教學中應鉆研教材、教法，注重科學研究方法、科學思想的教學，課程內容求精不求多，以便讓學生親身經歷科學探究的過程，獲得對物理世界的直接體驗。