淺談高中物理科學方法的實施途徑

盧培奇

摘要：高中物理科學方法教育，就是運用現代科學教育思想和教育手段，有目的、有意識、有步驟地傳授和滲透物理科學研究的方法，使學生受到科學方法的熏陶和訓練，逐步的掌握最基本的、最主要的物理科學方法，達到增強實踐能力，培養創新精神，提高學生科學素養的目的。

關鍵詞：科學教育；優化概念教法；學法指導；激發興趣

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）01-0245-01

所謂科學方法，是研究自然科學和社會科學的一般規律性理論。在中學物理教學中，既應該讓學生掌握物理學的概念和規律，更應該讓學生重視科學的態度和科學的方法。物理教學科學方法教育的內容有：一是物理學的研究方法的教育；二是物理學習方法的教育。教師在完成傳授知識的同時，有意識、有目的的進行科學方法教育和指導，有利于促進學生智能的發展，培養科學的態度，使學生在學習中不僅掌握了物理知識，而且掌握了研究和學習物理的方法，以及探索物理的精神。

1.以實驗為基礎，讓學生從實驗中掌握科學方法

物理學是一門以實驗為基礎的科學，在物理學的產生和發展過程中，物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。文藝復興時期著名畫家、科學家達？芬奇指出："科學如果不是從實驗中產生，并以一種清晰實驗結束，便是毫無用處的，充滿荒謬的，因為實驗乃是確定性之母。"古希臘哲學家亞里士多德在物理學領域屢犯錯誤，提出了"力是使物體運動的原因"、"重物比輕物下落快"等錯誤觀點，究其原因，亞里士多德用的是觀察的方法，所以他只有一定的生活經驗，但不是真正意義上的實驗。物理學的發展正是基于突破亞里士多德的錯誤觀點和經驗方法的局限，以伽利略的科學實驗方法為指導而走上真正的科學道路上的。縱觀物理學發展的輝煌歷史，實驗起了決定性的作用，人們還從實驗中總結出了眾多研究問題的科學方法。因此，在平時的教學中要讓學生多觀察、多動手、多思考，要求他們在實驗中掌握科學方法。如通過"驗證牛頓第二定律"的實驗讓學生懂得蘊含其中的"控制變量法"、"用圖像處理實驗數據法"、"近似處理法"、"等效法"等科學實驗方法。對物理學中眾多重大的但限于中學實驗條件而不能做的實驗，教師可以利用現代教學媒體向學生展現或模擬，讓他們從中體驗和領會科學方法。

2.讓科學方法教育顯性化

科學方法教育的顯性化是指進行科學方法教育時，明確指出這種科學方法的名稱，傳授有關該方法的知識，揭示該方法的形式、操作過程，說明原理，即教師公開宣稱進行科學方法的教育。方法教育的教學形式是外顯明朗的，這種教學的實質是知識技能和過程方法相結合的教育。

2.1 將教材中的科學方法顯性化。科學的方法體現在具體科學知識的認知過程之中。把認知過程充分而合理地展示出來，學生才能看到科學問題是怎樣提出的，并從什么角度、用什么方法去解決的，從而學到科學的方法。要強調認知過程的教學，不是把歷史的過程作簡單的濃縮或重復，而是根據今天我們所認識的科學方法和科學知識的內涵，按照學生的認知模式，去設計一個認知過程，進而引導學生去經歷這一過程，使學生領略其中具體的科學方法。

2.2 從物理學史中挖掘科學方法教育的因子。物理學的發展史，實際上也是科學方法的發展史。每位物理學家都有其研究問題的獨特的科學方法。

2.3 在概念和規律的教學中揭示科學方法。科學方法并不是直接由學科的知識內容來表達的，它往往藏在概念、規律的背后，支配著知識的獲取和應用等等，既不易掌握，又容易為師生所忽視。作為教師，應站在更高的高度上，不僅看到作為認知活動的結果的知識，還要看清知識的來龍去脈和其中使用的方法，并且要善于用學生易于接受的方式和語言，把它展示給學生，或安排恰當的認知程序，讓學生自己去領略科學方法。接著可向學生簡述"不完全歸納"這種推理方法，指出物理概念、物理定律等，一般是根據一些個別情況在有限范圍內建立的，所以大多數采用不完全歸納法。教師用較少的時間揭示了概念、規律建立過程中蘊含的科學方法，使科學方法顯性化，使學生潛移默化地受到科學方法的熏陶。

2.4 在習題教學中滲透科學方法教育。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，有助于學生提高思維能力和分析解決問題的能力。因此，我們設想在不改變現有教材編寫體系的基礎上，適當在教材中融入科學方法的內容，包括具體應用的科學方法的名稱、實質及內涵等，以方框圖形式穿插于教材中，類似于旁注，以這種方式來引起教師和學生對科學方法教學的重視。

3.通過知識教學滲透方法教育

方法和知識有著不可分割的聯系。在教學過程中進行方法教學和培養學生的辯證唯物主義世界觀和愛國主義思想一樣，要有意識地引導學生從學習知識的過程中去體會。主要體現在以下幾個方面：

3.1 抓住知識和方法的結合點。有些知識和方法的關系比較緊密，甚至知識本身就是方法。我們要抓住這些知識點進行方法教育。例如，高中物理涉及到質點、單擺、彈簧振子、點電荷等，通過這些知識的教學，能夠讓學生掌握理想化模型方法，使他們不但知道研究對象理想化的前提條件，而且知道如何把研究對象理想化，甚至能夠根據實際情況知道如何找出理想化的模型的缺陷，如何修正。圖象方法是教學方法的一種，在經典物理學中占有十分重要的地位。將利用圖象不僅可以使物理規律看起來一目了然，而且用圖象處理有些問題很形象直觀。高中物理教材中勻變速直線運動的位移公式就是在學生沒有學過微積分的情況下用圖象分析得出的。

3.2 適時地進行方法小結。適時地進行方法小結，是指若某種方法在某一階段地教學中出現過數次，教師就可以以這一階段中的方法教學為基礎進行方法小結，將方法進一步明確化、科學化。既可以講方法的實施過程，也可以講方法的定義和特點，甚至可以講方法的局限性等，引導學生站在更高的角度上去審視這一物理方法，如講完v-t、s-t、a-t圖象后，可以總結圖象方法；講完分子電流假說和洛侖茲力后，可以總結假說方法等。

3.3 改進教學方法。在知識教學過程中滲透方法教育，還要求教師在教學方法方面做些文章。方法的掌握在于訓練，如果我們在教學過程中盡可能多地采用啟發式、發現式教學，調動學生課堂上思考的積極性，讓學生參與知識的獲得過程，必定會有益于學生對方法的學習。例如：新編高中物理試驗教材"磁場"一章中的"帶電粒子在磁場中的運動"一節可以這樣按排教學：首先利用實驗給出帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的結論，然后讓學生自己根據以前學過的運動學和動力學理論知識獨立思考為什么會有上述結論產生。

總之，作為一名物理教育工作者應在教學實踐中要不斷探索和創新，不斷總結出行之有效的教學方法，使學生學習中更有興趣地學習科學知識，掌握學習的方法，為新時代培養更優秀的人才。