物理教學(xué)中的科學(xué)方法教育

羅 東

物理學(xué)研究的是自然界中最普遍的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,是研究物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形態(tài)和物質(zhì)各層次的結(jié)構(gòu)、相互作用和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的科學(xué),是整個(gè)自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ).科學(xué)方法是科學(xué)工作者所應(yīng)掌握的一種復(fù)雜的創(chuàng)造性技能,這種技能不是人們先天就具有的,是人們通過(guò)學(xué)習(xí)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)而逐步地提高和發(fā)展的.由于物理學(xué)是以創(chuàng)新精神為主要特征的學(xué)科,具有豐富的科學(xué)方法,結(jié)合物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力,具有其他學(xué)科無(wú)可比擬的優(yōu)越性.

一、物理科學(xué)方法教育的重要性

1.科學(xué)方法教育是物理學(xué)科教學(xué)的需要

學(xué)生如果不學(xué)會(huì)在自己的頭腦中把大量的知識(shí)編織成一個(gè)層次清晰、邏輯嚴(yán)密的網(wǎng)絡(luò),就無(wú)法接收、容納新的信息,就無(wú)法完善自身的知識(shí)系統(tǒng).不僅如此,大量的科學(xué)知識(shí)還將變成雜亂的、甚至是前后矛盾的.把形象與抽象、邏輯與直覺(jué)結(jié)合起來(lái)的方法,是自然科學(xué)中所常用和特有的,在日常生活或其它學(xué)科的學(xué)習(xí)中,學(xué)生不大可能用這樣的方法.若不在教學(xué)中通過(guò)一定的手段把這一方法教給學(xué)生,讓學(xué)生反復(fù)熟練,掌握這種方法,學(xué)生即使能學(xué)到一點(diǎn)知識(shí),也無(wú)法應(yīng)用,而且很快就會(huì)遺忘.

2.科學(xué)方法教育是提高學(xué)生素質(zhì)的需要

實(shí)施素質(zhì)教育,就是全面貫徹黨的教育方針,以提高國(guó)民素質(zhì)為根本宗旨,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn),造就全面發(fā)展的社會(huì)主義事業(yè)建設(shè)者和接班人.素質(zhì)教育的宗旨在于全面提高全體學(xué)生的基本素質(zhì),開(kāi)發(fā)人的潛能,使學(xué)生得到全面的、和諧的、充分的發(fā)展.課堂作為素質(zhì)教育的主陣地也就顯得非常重要,而物理學(xué)科中的科學(xué)方法教育中含有豐富的素質(zhì)教育的內(nèi)容,課堂上充分挖掘科學(xué)方法的內(nèi)涵進(jìn)行教學(xué),可促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的提高.

3.科學(xué)方法教育是幫助學(xué)生逐步樹(shù)立起科學(xué)世界觀的有效途徑

物理學(xué)方法是檢驗(yàn)哲學(xué)原理,為哲學(xué)提供科學(xué)證明的一種手段.哲學(xué)本身是對(duì)包括物理學(xué)在內(nèi)的自然科學(xué)的高度概括,是在物理學(xué)等自然科學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的.因此,物理學(xué)方法必然能為哲學(xué)提供科學(xué)基礎(chǔ),并成為檢驗(yàn)哲學(xué)的一種工具.例如,物理學(xué)家運(yùn)用歸納總結(jié)了能量守恒定律,揭示了物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)的不可分割性,揭示了物質(zhì)世界的統(tǒng)一性,從而為辯證唯物主義的自然觀提供了有力的證據(jù).

二、物理科學(xué)方法教學(xué)的措施

在物理教學(xué)中,實(shí)施物理科學(xué)方法教育,不僅不會(huì)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),反而可以幫助學(xué)生更有效地理解物理概念,掌握物理規(guī)律.學(xué)會(huì)科學(xué)的物理方法,將大大增加學(xué)生整體的物理素質(zhì).

1.在物理概念和規(guī)律教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育

科學(xué)方法與一般的科學(xué)知識(shí)不同,它所涉及的不是物質(zhì)世界本身,而是人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的途徑與方式,是高度抽象的.在物理概念教學(xué)中,進(jìn)行科學(xué)方法的教育,不能脫離物理概念和物理規(guī)律,而要寓方法教育于知識(shí)教學(xué)中,也不能只顧傳授知識(shí),而應(yīng)把方法視為和知識(shí)同等重要的東西,視為知識(shí)的內(nèi)核與脈絡(luò).

在物理規(guī)律教學(xué)中,要使學(xué)生對(duì)發(fā)現(xiàn)或建立某一規(guī)律所采用的方法、途徑和具體的依據(jù)有較清晰的認(rèn)識(shí),使學(xué)生明確某一規(guī)律的物理意義、適用范圍和條件,通過(guò)練習(xí)、運(yùn)用,使學(xué)生掌握分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路和方法.

2.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育

觀察與實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)研究的基本方法,物理學(xué)的所有規(guī)律都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立起來(lái)的,也是學(xué)生學(xué)好物理知識(shí)的基本方法.在教學(xué)中,應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生六個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)技能:一是掌握基本儀器的構(gòu)造、原理和使用,能正確使用儀器進(jìn)行觀察、測(cè)量和讀數(shù);二是掌握中學(xué)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的一般原理和實(shí)驗(yàn)方法;三是會(huì)正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并能進(jìn)行運(yùn)算和分析,以得出正確的結(jié)論;四是了解誤差概念,并學(xué)會(huì)初步的誤差計(jì)算和分析;五是會(huì)寫(xiě)一般的實(shí)驗(yàn)報(bào)告;六是養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,包括愛(ài)護(hù)儀器、遵守安全操作規(guī)則和尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的習(xí)慣等.

3.物理習(xí)題教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育

物理習(xí)題教學(xué)是整個(gè)中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分,通過(guò)習(xí)題教學(xué)能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育.在習(xí)題教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育,主要是進(jìn)行思維方法的訓(xùn)練,對(duì)學(xué)生進(jìn)行正向思維和逆向思維、整體思維和局部思維、會(huì)聚思維和發(fā)散思維的訓(xùn)練,提高思維能力和分析具體問(wèn)題的能力,實(shí)現(xiàn)知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化.學(xué)生是認(rèn)識(shí)的主體,外因要通過(guò)內(nèi)因起作用,知識(shí)的掌握和能力的培養(yǎng)必須通過(guò)學(xué)生積極的努力才能做到,科學(xué)方法的掌握也必須通過(guò)學(xué)生自己的嘗試和體驗(yàn)才能達(dá)到,學(xué)生必須在解決實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用中才能逐步掌握物理科學(xué)方法.物理解題常用的方法有類比法、等效法、整體法、隔離法、圖像法、逆向思維法等.要求學(xué)生能對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析,弄清所研究問(wèn)題的物理環(huán)境.

4.重視物理學(xué)史,體會(huì)科學(xué)方法

物理教學(xué)改革的目的之一,是把科研人員應(yīng)具有的素質(zhì)和能力早一些對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)和訓(xùn)練,使教和學(xué)的思路去盡量接近科學(xué)家認(rèn)識(shí)的思路.這就要求我們將物理教學(xué)和物理學(xué)史結(jié)合,當(dāng)然教學(xué)過(guò)程不同于科學(xué)研究過(guò)程,但在必要時(shí),結(jié)合重要的物理史材料用模擬科學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程的方法進(jìn)行物理教學(xué),這也是物理教學(xué)實(shí)質(zhì)性改革的途徑和方向,是實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)目的,培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的一個(gè)有效途徑.模擬科學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程的方法,就是讓學(xué)生遵循前人科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的思路來(lái)學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法.這就要求我們將物理學(xué)史溶于物理教學(xué)之中,將科學(xué)方法教育溶于物理學(xué)史教學(xué)之中.具體地講就是善于把學(xué)生推到若干年前,讓他們從當(dāng)時(shí)的科學(xué)背景出發(fā)去重溫科學(xué)家們?cè)谑裁磫?wèn)題上、什么環(huán)節(jié)中、什么情況下用什么.