淺談中學(xué)物理教育的幾種方法

李士剛

【摘 要】物理學(xué)是一門以實驗和實際應(yīng)用為基礎(chǔ)的學(xué)科，它對人類社會的發(fā)展作出了重要貢獻。掌握和應(yīng)用物理知識是學(xué)習(xí)物理學(xué)的目的。本文從豐富的物理教育素材中，選取了以實驗為基礎(chǔ)、以知識為載體、以物理學(xué)史為線索、以實踐為渠道四個方面闡明實現(xiàn)物理教育的科學(xué)方法。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)方法；物理教育

物理學(xué)作為一門研究物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用、最一般的運動規(guī)律的學(xué)科，蘊含著豐富的教育素材。

實現(xiàn)物理教育一般有以下四種方法：

一、以實驗為基礎(chǔ)，讓學(xué)生從實驗中掌握方法

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，在物理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展過程中，物理實驗自始自終占用及其重要的地位。古希臘哲學(xué)家亞里西多德在物理學(xué)領(lǐng)域?qū)曳稿e誤，提出“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，亞里西多德用的是觀察的方法，只有一定的生活經(jīng)驗，但不是真正意義上的實驗，物理學(xué)的發(fā)展正是以突破亞里西多德的錯誤觀點和經(jīng)驗方法的局限，以伽利略的科學(xué)實驗方法為指導(dǎo)而走上真正的科學(xué)道路上的。

達·芬奇指出：“科學(xué)如果不是從實驗中產(chǎn)生，并以一種清晰實驗結(jié)束，便是毫無用處的、充滿荒謬的，因為實驗?zāi)耸谴_實性之母。”從伽俐略的落體實驗到斜面實驗，他不僅開創(chuàng)了對物理現(xiàn)象的實驗研究，更重要的是他創(chuàng)立了把實驗的方法和邏輯方法與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合中的研究物理學(xué)的方法。伽俐略實驗方法產(chǎn)生的重要意義正如愛因斯坦所說：“伽俐略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端?！笨梢哉f沒有實驗就沒有物理學(xué)。實驗是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，實驗是物理理論的源泉，實驗是物理理論真理性的檢驗標(biāo)準(zhǔn)。實驗也就成了研究物理學(xué)的最基本的最普遍的方法。在物理教學(xué)時，要引導(dǎo)學(xué)生理解、學(xué)會并挖掘伽俐略這套基本的物理科學(xué)方法，多給學(xué)生創(chuàng)造做實驗的機會，鼓勵他們通過實驗去驗證或探索，進而培養(yǎng)他們的實驗?zāi)芰蛧?yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

縱觀物理學(xué)發(fā)展的輝煌歷史，實驗起了決定性的作用，并且人們從實驗中總結(jié)出眾多研究問題的科學(xué)方法，如理想模型法、控制變量法、實驗+推理法、微小放大法、等效法等等。因此，在平時的教學(xué)中要讓學(xué)生多觀察、多動手、多思考，讓學(xué)生在實驗中掌握科學(xué)方法。

二、以知識為載體，通過課堂教學(xué)向?qū)W生滲透方法

物理學(xué)是由一些基本概念，基本規(guī)律和理論組成的體系嚴(yán)謹(jǐn)、精密定量的科學(xué)，在物理概念和規(guī)律的建立、發(fā)展和應(yīng)用過程中以及各知識點相互聯(lián)系的地方，蘊含著豐富的科學(xué)方法，教師在教學(xué)中要抓住知識和方法的結(jié)合點進行滲透。如在講瞬時速度、瞬時加速度、瞬時功率等時向?qū)W生滲透“極限方法”這一物理科學(xué)研究中最具數(shù)學(xué)化、又最能體現(xiàn)辯證思維的方法。又如在講速度、密度、壓強、功率等概念的引入都使用了比較的方法，它們的定義都采用了比值定義法。結(jié)合這些概念的學(xué)習(xí)，對學(xué)生進行比較方法的教育，使學(xué)生感受其中的同中求異和異中求同，使學(xué)生認(rèn)識和理解比值定義法。再如在定量研究液體壓強大小時，應(yīng)用“理想液柱”方法。牛頓第一定律的建立和闡述包含著觀察→實驗論證→假設(shè)猜想→實驗抽象→修正推廣的一種重要的科學(xué)方法：理想實驗法。學(xué)習(xí)該定律時，適時恰當(dāng)?shù)攸c明理想實驗法，初步簡介該方法的含義和重要意義，從而使學(xué)生初步體會理想化方法。

三、以物理學(xué)史為線索，讓學(xué)生從知識的來龍去脈中體會方法

知識的來龍去脈充分展現(xiàn)了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷程，為物理方法教育提供了生動而豐富的材料。物理學(xué)在發(fā)展過程中建立了許多理想模型、理想過程、和理想實驗、運用了觀察試探和實驗、猜測和試探、分析和綜合、佯謬和反證等方法，物理學(xué)史中有大量生動事例說明科學(xué)大師們?nèi)绾问炀毝擅畹剡\用這些方法取得重要成果的過程，利用這些事例，可以向?qū)W生進行具體的科學(xué)方法教育。如在學(xué)電磁感應(yīng)時，可介紹法拉第和電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)的過程，使學(xué)生明白電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)實驗和科學(xué)思維方法以及對物理學(xué)發(fā)展的深遠影響。這樣的科學(xué)方法教育學(xué)生易于接受和理解，是行之有效的方法。又如教師在講玻爾原子模型時，可向?qū)W生講解人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歷程。讓學(xué)生從人們對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識的曲折歷程中體會研究物理問題的科學(xué)方法：實驗事實→提出假說→接受新實驗考驗→修改或否定原假說提出新理論→再經(jīng)實驗驗證或接受新實驗考驗→形成理論指導(dǎo)實踐。從上面例子可看出，有時一個結(jié)論的得出需要幾代科學(xué)家?guī)讉€世紀(jì)的曲折探索，而掌握它卻只需一節(jié)課幾十分鐘的時間，因此，在物理教學(xué)中教師要善于對物理學(xué)史案例進行剖析，讓學(xué)生掌握知識的同時從中體會研究物理問題的方法。

四、以實踐為渠道，讓學(xué)生通過解決實際問題運用方法

方法教育的目的在于訓(xùn)練學(xué)生的智力技能，只有通過實際運用和操作，才能深刻理解科學(xué)方法，準(zhǔn)確而靈活地運用科學(xué)方法。中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)向?qū)W生提供大量生產(chǎn)、生活中實際問題，明確地要求他們運用某種科學(xué)方法去解決并且在解決過程中能感到科學(xué)方法對他們的指導(dǎo)。首先，在教學(xué)中教師可布置生產(chǎn)、生活中的實際問題讓學(xué)生用科學(xué)方法解決。其次，教師也可在“習(xí)題”教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生運用科學(xué)方法的能力，在浩如煙海的各種習(xí)題中，蘊含著豐富的物理科學(xué)方法，讓學(xué)生通過解決習(xí)題中的問題，靈活運用諸如假設(shè)法、等效法、圖象法、模型法等眾多科學(xué)方法。再者，有時為了讓學(xué)生更清楚地了解和掌握某一科學(xué)方法，教師還可有針對性地進行專項訓(xùn)練。

物理方法教育和物理知識學(xué)習(xí)是相互促進的，結(jié)合物理教學(xué)開展物理方法教育具有重要的意義，加強物理方法教育是實現(xiàn)學(xué)生增長知識、發(fā)展能力、提供素質(zhì)的可靠途徑，在教學(xué)中，教師應(yīng)把握物理方法教育的內(nèi)涵，積極探索物理方法教育的途徑。

【參考文獻】

[1]許國梁，主編，束炳如等改編.《中學(xué)物理教學(xué)法》，高等教育出版社

[2]黃生訓(xùn).《物理史》，湖南師范大學(xué)出版社

（作者單位：江蘇省濱?？h五汛中學(xué)）