淺淡物理科學方法教育

中學物理教學大綱中明確規定“要重視科學態度和科學方法的教育”，科學方法的教育是素質教育的有機組成重要部分，在指導學生獲取知識的同時，對學生進行科學方法教育和訓練，能使學生在掌握知識的過程中，智力和能力得到充分的發展和培養。物理學在發現、發展的過程中蘊藏著豐富的科學方法，物理學中諸多的科學方法理應成為素質教育的活教材，在物理教學中加強科學方法教育，不僅能使學生全面體會、認識和掌握科學的研究方法和科學思維方法，而且還能逐步養成學生的科學態度，樹立科學觀念，從而讓崇尚科學精神的人，在不同領域、不同層面上，為科技的創新、發展與應用服務。筆者認為：在目前的中學物理教學實際中，要真正落實科學方法教育，應該從以下幾個方面著手。

一、提高認識

所謂物理科學方法教育，指的是在傳授知識的同時，滲透物理科學方法的學習與教育，它的內涵包括弘揚科學精神、掌握科學方法、樹立科學態度三個方面。由于物理學中科學方法因索大多是隱含在教材中，因此，在實際教學中常常會被以單純知識性為主的教學評價所掩蓋，而易被教育工作者所忽視。這就要求教育工作者能從“全面育人”的高度來提高認識，走出應試教育的誤區，摒棄考什么就講什么的想法，從全面提高學生素質的角度出發，真正將科學方法教育視為物理教學的目的之一。

全面育人既是教學的終極目標，也是深化教學改革的目標，教學不應僅限于給學習者堅實的知識和培養他們繼續學習的興趣，它還應培養人的行為和能力，并深入其精神生活之中，因而使學生獲得知識，發展能力，形成良好的品格和掌握學會學習的方法。就是說，知識、能力、品格、方法是教學的四項基本價值，這四項基本價值不是孤立的，而是互相聯系的一個整體，因此教師必須全面設計教學目標，不能顧此失彼，把四項基本價值的實現統一在同一個教學過程中，不僅要讓學生掌握知識，而且要掌握更新知識和運用知識的科學方法，不僅要注重學科知識的學習，而且要注重培養學生具有良好的品格、健康的心理素質與體魂以及科學精神和創新思維能力，這樣才能促進學生的全面發展。

二、深層挖掘

現行的物理教材是根據物理學科的知識體系編寫的，主要是傳授知識和訓練技能，只將物理學的知識點的邏輯關系做為編排的主線，而對各知識點間的內在聯系及物理學家對此的研究過程以及研究過程中大量的具有方法性意義的內容卻展示得不夠或采取軟處理的方法隱含在知識之中，這就需要我們在教學過程中，從深層次上挖掘教材中的科學方法教育的素材，由“隱性”變成“顯性”并加以強化，將科學方法的教育貫穿于物理教學中。深層次地挖掘教材就是在明確知識點的同時，建立起滲透方法教育、思想教育的“教育點”及發揮教材中培養各種能力的因素，掌握教材體系與結構，把握教材內容與學生實際、社會生產實際的“聯結點”，使教材的單一性與學生思維的多樣性互相統一，教材內容的科學性與學生發展規律相吻合，教學的時效性與素質教育目標的多元性相互統一。

物理學的研究方法是中學物理教學中實施科學方法教育的重點內容，在物理學的研究中常用的方法有：設疑提問方法、觀察與實驗方法、歸納與演繹方法、科學抽象與理想化方法、分類與類比方法、分析與綜合方法、數學方法與科學假設方法等，這些方法大都隱含在物理知識之中。從伽利略對“力是維持運動的原因”的質疑至慣性原理的提出并以此為基礎形成牛頓第一定律的過程，乃至愛因斯坦狹義相對論的提出，無不生動地體現了伽利略創立的科學實驗、抽象思維與數學方法相結合的研究方法對重大理論的產生及新舊理論的交替所起的重要作用。愛因斯坦高度評價伽利略的科學方法的創新，他說：“伽利略的發現及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端”。牛頓的成就與他堅持實驗為基礎，以歸納法為核心的方法論思想分不開的，科學家從已知的事實中歸納出科學規律，這些科學規律又指導科學家去發現一些未知的事實，這就是科學研究中一曲最和諧，而又令人陶醉的協奏曲，也是對所發現的科學規律的最有力的驗證。開普勒堅信宇宙是簡單的、和諧的、美的、對稱的，而且得可以用數學語言描述的，人們把開普勒第三定律稱為“和諧定律”，既是對開普勒開創的科學史上觀測與歸納結合的光輝范例的贊美，也是對物理美學思想方法的謳歌；又比如，物理學經歷的五次大型綜合則體現了綜合法對整個科學技術、社會生產的發展的推動作用。還應特別指出的是：總結物理學家的失誤及失敗的教訓，同樣具有方法論的意義。有計劃地介紹主要物理學家的科學方法思想和他們的失誤，同時介紹他們堅韌不拔、孜孜以求的科學精神，嚴謹求實的科學態度，不僅不會降低物理學家的威信，反而使我們更加崇拜他們。總之，只要我們能從認識上給予足夠的重視，在考慮知識教學的同時，以科學知識為載體，挖掘其中隱含的科學方法因素，并從中提煉、升華科學精神，科學方法的教育就不是無本之木，無源之水。

三、有機結合

科學知識是科學方法、科學精神的載體，進行科學方法教育不能脫離物理知識的教學，而應結合知識教學、能力訓練的過程，長期、分期地進行。也就是在知識教學過程中，同時滲透研究問題的方法，或按照研究問題的方法、思路展開知識教學，使方法教育和知識教學有機融合在一起，以達到整體優化的目的。這樣不僅有利于概念和規律的學習，而且有利于使學生掌握研究物理問題的基本方法和自主學習的方法。如果脫離知識對學生大講物理科學方法論，猶如建設空中樓閣。但是，只埋頭講知識，不注意滲透科學方法教育，則猶如拱手送給學生一堆磚瓦，如何砌出大廈，學生茫然。只有植根于物理知識沃土之中的物理科學方法教育，才能結出燦爛的智慧之果。

例如：對“控制變量法”的教育，可以從學生認知特點和能力發展水平分期進行，即：在講“牛頓第二定律”時，教師教給學生用控制變量法進行實驗的基本方法；在講“歐姆定律”時，則引導學生模仿此法設計實驗；以后講“焦耳定律”時，教師就放手讓學生自己猜想，自行設計實驗進行研究，讓學生進行創新式的思維。對“光的波動性”的知識的教學，則按研究問題的思路、方法展開，凸現知識的產生和發展過程。其線索是：惠更斯根據光與機械波相同的性質，提出光的波動說，楊氏雙縫干涉實驗及光的衍射現象的發現，給了波動說有力的支持，使波動說得到公認，麥克斯韋將光與電磁波比較，提出光是一種電磁波，赫茲用實驗成功證實了光的電磁說。在這過程中，不僅體現了“實驗(事實)——理論假設——實驗(提供新的事實)——修正理論(甚至建立新的假設)”的科學研究方法而且閃爍著科學精神的光芒。又比如：“牛頓第一定律”的教學是應用“理想實驗”的典型，但是，研究過程中還涉及觀察法、比較法、控制變量實驗法等科學方法，實施科學方法教育時，分清主次，突出“理想實驗法”這個重點，讓學生得其要領。

總之，只要我們能從物理教學對人的培養功能的高度來認識，真正將科學方法教育視為物理教學的目的之一，深入挖掘教學內容中的方法教育因素，在教學中不失時機地進行點撥和滲透，對學生的科學思想方法的形成、思維品質的提高將起潛移默化的作用，不僅促進當前的學習，對學生的后續學習也會產生積極的影響，同時也賦予物理課堂教學的勃勃生機。