如何在物理教學中重視科學方法教育

李平

新課程已進入全面實施階段，教師要適應新的教育改革與發(fā)展。在物理教學中更應重視科學方法的教育，本文結(jié)合新課程標準闡明了加強科學方法教育的意義、中學物理科學方法教育實施的途徑、關(guān)于科學方法教育的幾點建議。

物理教學 科學方法 教育意義 實施途徑

科學方法是人們在認識和改造自然的實踐活動中總結(jié)出來的正確的思維方式和行為方式，也是人們進一步認識自然和改造自然的有效工具?？茖W方法在學生學習物理中起到十分重要的作用。

一、研究的意義

1986年，我國國家教委制定的《全日制中學物理教學大綱》明確規(guī)定了中學物理的教學“要重視科學態(tài)度和科學方法的教育”。前蘇聯(lián)、德國、臺灣等國家和地區(qū)在80年代頒布的中學物理教學大綱中都強調(diào)要對學生進行科學方法的教育?？梢哉f，對中學生進行科學方法教育已是一種世界性的趨勢。到如今《全日制普通物理新課程標準》的三維目標也體現(xiàn)科學方法教育的重要性，教會學生科學方法，讓學生終生受益。

在中學階段加強科學方法的教育意義：（1）使學生逐步明確科學方法在獲取科學知識、理解科學知識、運用科學知識、進一步認識和改造世界的過程中的作用和意義。（2）使學生逐步了解并掌握常用的科學方法，提高學生的智能水平。（3）通過對科學方法的學習，幫助學生逐步樹立科學的世界觀。這是從根本上提高學生科學素質(zhì)的有效途徑，也是使學生從題海中解放出來，真正學好自然科學知識，提高考試成績的有效途徑。

二、中學物理科學方法教育實施的有效途徑

1.在物理概念的教學中應重視科學方法的教育

在概念的教學中，教會學生形成概念的方法，即從提出問題到經(jīng)過觀察、實驗（直接感官）、分析、比較（抽象思維），最后演繹出概念。

2.在物理實驗課的教學應重視科學方法的教育

物理是一門以實驗為主的科學，科學探究是加強科學方法教育的有效途徑。一個完整的探究實驗包含有豐富的科學方法。學生通過親自的實踐可以領(lǐng)會科學研究方法，最終內(nèi)化為自己的思維和行為方式，同時養(yǎng)成他們主動學習和探究的習慣、培養(yǎng)了能力。

3.在評講習題課的教學中應重視科學方法的教育

習題課的目的是為了運用所學的概念和規(guī)律來解決實際問題，從而加深對概念和規(guī)律的理解及應用。老師應站在方法論的高度來認真研究習題，分析歸類，精選典型的習題，對學生進行有效的思維訓練，包括聚合思維與發(fā)散思維，正向思維與逆向思維，類比思維與聯(lián)想思維，并在此過程中提高將實際問題轉(zhuǎn)化為理想模型的能力。

例1：如圖所示，完全相同的三個木塊并排固定在水平面上，一子彈以速度v水平射入。若子彈在木塊中做勻減速運動，且穿過第三塊木塊后速度恰好為零，則子彈依次射入每塊木塊時的速度之比和穿過每塊木塊所用時間之比分別為_____和_____。

這是一道典型逆向思維的題目，把子彈勻減速到零的過程當成一個反向的初速為零的勻加速運動過程，求解起來非常方便。

在典型的追及問題中，如：一輛汽車在十字路口等待綠燈，當綠燈亮時汽車以a=3 m/s2的加速度開始行駛，恰在這時一輛自行車以v0=6 m/s的速度勻速駛來，從后邊超過汽車，試問：（1）汽車從路口開動后，在追上自行車之前經(jīng)過多長時間兩車相距最遠？最遠距離是多大？（2）當汽車與自行車距離最近時汽車的速度是多大？

此題可以用物理分析的方法，也可以借助于數(shù)學方法中的求解極值的問題，還可以采用圖像法來求解。

習題課中，我們可以涉及到如作圖法、等效法、類比法、轉(zhuǎn)換法、近似法、替代法、對稱法、歸謬法、極限法等多種多樣的物理研究方法，而這些方法不僅是物理學科的方法，也是其他許多自然科學共有的方法，所以，從方法論的角度上好習題課，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維、提高科學素養(yǎng)的另一個有效途徑。

4.利用好教材中的物理學史，進行科學方法的教育

物理學發(fā)展史本身就是一部科學方法論的發(fā)展史，在物理教學中插入物理學史，可使學生們領(lǐng)略到科學家的人格魅力及思維方法，從而激發(fā)學生的求知欲，啟發(fā)學生掌握科學的研究方法。

例2：在學習自由落體一節(jié)時，可以介紹伽利略的研究。在1589～1591年間，伽利略對落體運動作了細致的觀察。從實驗和理論上否定了統(tǒng)治千余年的亞里士多德關(guān)于“落體運動法則”而確立了正確的“自由落體定律”。

教師只有通過對物理學史的學習思考，才能了解知識的來龍去脈，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，從而系統(tǒng)、全面、深刻地掌握知識，這樣才能在物理教學中，更好地發(fā)展學生的思維能力。

三、關(guān)于科學方法教育的幾點建議

1.寓科學方法教育于物理知識教學之中

物理課程以物理知識為主要內(nèi)容，科學方法教育應滲透物理知識教學之中。方法教育既需要潛移默化的熏陶，也需要著意進行的訓練。脫離物理知識對中學生大講物理科學方法，則猶如建立空中樓閣；埋頭講物理知識而不注意方法教育，則猶如給學生一堆磚瓦。只有植根于物理知識沃土之中的科學方法教育，才會結(jié)出燦爛的智慧之果。

2.制定方法教育的目標

中學物理課程中蘊含有豐富的科學方法內(nèi)容，如觀察與實驗、比較與分類、歸納與演繹、抽象與概括、分析與綜合、模型與模擬、猜想與假說、靈感與直覺、還有數(shù)學方法和圖像法等等，它們組成一個大系統(tǒng)?？梢哉f，中學物理中每一個模型的建立，每一個概念的抽象，每一個規(guī)律的提出，每一個實驗設計，無不閃爍著科學方法的靈光。教師要深入鉆研教材，分析每章每節(jié)的方法因素，在確定知識教學三維目標的同時確定方法教育的目標。要明確不同階段方法教育的重點，講哪些？怎么講？達到什么要求？是識記，還是領(lǐng)會，還是運用？要有具體的適合教學內(nèi)容和學生特點的可操作的計劃。

3.創(chuàng)設良好學習情境，讓學生在探索中學習

方法也是一種知識，美國教育心理學家布魯姆等人就將“方法的知識”列為“知識”中的一個類別。教師生動精辟的講述，學生對于知識只能達到理解的水平，要達到運用的水平，就要讓學生在探索中掌握學習方法的能力。這正如只教給學生怎么游泳的方法，卻不給學生下水游泳探索學習的機會，學生就不能形成游泳的技能一樣。因此，教師要創(chuàng)設良好學習情境，讓學生在科學方法的引導下探索學習，使學生學習物理的能力不斷得到提高。

4.發(fā)揮情感因素的積極作用

科學方法教育要取得預期的效果，就要同時進行科學態(tài)度、科學思想與科學世界觀的教育。愛因斯坦說：“在一切方法的背后，如果沒有一種生氣勃勃的精神，到頭來只是一種笨拙的工具”。教師要利用豐富材料，激發(fā)學生追求真理、獻身于人類文明進步的精神，激發(fā)學生振興中華的愛國熱情。在方法教育中，還要注意引起學生學習的興趣，使優(yōu)良的、積極的情感氣氛成為精心設計的產(chǎn)物而不是教學過程的自然伴隨品。

總之，教師在傳授物理知識的同時，有意識地、適當?shù)剡M行方法、態(tài)度、思想情感等方面的教育，那么，學生所收獲的就不僅僅是物理知識——真理本身，而且有學習真理的方法研究真理的能力，探索真理的志向，獻身真理的精神，這正是我們的希望所在。

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