物理科學(xué)方法教育在中學(xué)物理教學(xué)中的有效實施策略

李建

摘 ? 要：本文從四個方面詳細論述物理科學(xué)方法教育在中學(xué)物理教學(xué)中的有效實施策略，指出物理科學(xué)方法教育應(yīng)該顯性化、應(yīng)用化、生活化、習(xí)慣化，從而使物理科學(xué)方法教育在中學(xué)物理教學(xué)中得到有效實施和普及，培養(yǎng)學(xué)生對物理科學(xué)方法的濃厚興趣，讓物理科學(xué)方法變成自身的一種能力和基本素養(yǎng)，為學(xué)生終身所受用。

關(guān)鍵詞：物理科學(xué)方法教育;中學(xué)物理教學(xué);有效實施

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2015）1-0024-3

科學(xué)方法教育是基礎(chǔ)教育的基本內(nèi)容，也是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)。2011年教育部頒發(fā)的《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出對科學(xué)方法教育的要求：“在義務(wù)教育階段，物理課程不僅應(yīng)該注重科學(xué)知識的傳授和技能的訓(xùn)練，注重將物理科學(xué)的新成就及其對人類文明的影響等納入課程，而且還應(yīng)重視對學(xué)生終身學(xué)習(xí)愿望、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)精神的培養(yǎng)。因此，物理課程的構(gòu)建應(yīng)注重讓學(xué)生經(jīng)歷從自然到物理、從生活到物理的認識過程，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究實踐，注重物理學(xué)科與其他學(xué)科的融合，使學(xué)生得到全面發(fā)展?！盵1]然而，在中學(xué)物理的實際教學(xué)中，如何有效的實施科學(xué)方法教育是真正普及科學(xué)方法教育的關(guān)鍵。

1 ? ?明確指出教材教學(xué)中所牽涉到的物理科學(xué)方法，使物理科學(xué)方法教育顯性化

在中學(xué)物理教材和教學(xué)中涉及到很多物理科學(xué)方法，如比值定義法、類比法、轉(zhuǎn)換法、等效替代法、觀察法、實驗法、控制變量法、理想模型法、科學(xué)推理法等。這些科學(xué)方法在建立物理概念、推導(dǎo)物理規(guī)律、解決物理問題的過程中都有著重要的應(yīng)用[2]。然而，這些方法往往隱含在知識和規(guī)律的教學(xué)之中，很難像知識一樣直接被獲取，需要學(xué)生花大量的時間去領(lǐng)悟和思索才能總結(jié)出來。對中學(xué)學(xué)生而言，沒有那么多的時間去總結(jié)和領(lǐng)悟這些方法，也不知從何處去入手尋找這些方法。倘若老師不加以指點和指導(dǎo)，學(xué)生甚至終身都不知道這些物理科學(xué)方法，更別談領(lǐng)會和應(yīng)用了。

有效的實施科學(xué)方法教育，應(yīng)該把教材教學(xué)中牽涉到的物理科學(xué)方法明確提示，指引給學(xué)生，變隱性教育為顯性教育，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時也逐步知曉、掌握這種獲取知識、解決問題的方法。物理科學(xué)方法教育顯性化可以大大的提高物理科學(xué)方法教育的有效性，讓學(xué)生能在短期內(nèi)掌握多種科學(xué)方法。

例如，在《彈力》這一節(jié)中關(guān)于“微小形變”這一片段教學(xué)，由于微小形變不易觀察，容易引起學(xué)生的猜疑：“究竟是否發(fā)生了形變？”如果能將微小形變進行放大，轉(zhuǎn)換成更易觀察的現(xiàn)象就可以解決這個問題，于是人們研制出了微小形變演示儀等儀器。在實驗過程中或者設(shè)計微小形變演示儀的過程中都用到了一種重要的物理方法——轉(zhuǎn)換法。而讓學(xué)生單獨去體會、總結(jié)出這種方法來，并不是那么簡單。老師可通過現(xiàn)象分析，引導(dǎo)學(xué)生建立轉(zhuǎn)換法的概念：將一些不容易觀察的實驗現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成易觀察和描述的現(xiàn)象的方法。這樣，學(xué)生既掌握了本實驗的研究方法，同時對轉(zhuǎn)換法也進行了深入的理解和掌握。遇到類似情形時，學(xué)生便知用了或應(yīng)該用轉(zhuǎn)換法來解決此類問題。物理科學(xué)方法教育實施顯性化能有效的提高學(xué)生接受、學(xué)習(xí)物理科學(xué)方法的效率，也對物理教師在科學(xué)方法的教學(xué)上提供了有效的途徑。

2 ? ?指導(dǎo)學(xué)生嘗試用所學(xué)物理科學(xué)方法學(xué)習(xí)、解決物理問題，使物理科學(xué)方法教育應(yīng)用化

學(xué)習(xí)物理科學(xué)方法的最終目的是用物理科學(xué)方法為生活、生產(chǎn)服務(wù)。因此，學(xué)生不僅要掌握物理科學(xué)的基本方法，又要及時的將之應(yīng)用在學(xué)習(xí)新知識、解決物理問題上。在義務(wù)教育八年級上期，學(xué)生學(xué)習(xí)速度的概念的時候，第一次接觸到用兩個物理量的比值來定義一個新的物理量的方法。這個方法物理上稱之為比值定義法。比值定義法在定義新的物理概念上有著重要的應(yīng)用。學(xué)生如果在學(xué)習(xí)速度的概念時就理解了比值定義法的重要內(nèi)涵，對其后續(xù)學(xué)習(xí)類似比值法定義的，如密度、壓強、功率、電流、電場強度、磁感應(yīng)強度等新的物理量有著重要的作用。不僅能夠加深對一個新概念的理解，還能夠試圖讓學(xué)生自己定義新的物理量，科學(xué)家在歷史上定義新的物理量也是基于這個方法。

新人教版教材八年級上冊第一章機械運動第三節(jié)《運動的快慢》中，教材用比值定義法定義路程與時間的比值為速度，采用了相同時間比路程的方法。在教材的課后習(xí)題中提出了一個問題：能不能用單位路程所用的時間來表示運動的快慢呢？[3]也就是能不能用時間與路程的比值描述運動的快慢。學(xué)生剛接觸到這個問題，認為課本上用的路程與時間的比值來描述了，不能反過來用時間與路程的比。而從比值定義法的角度考慮，這兩種定義方式原則上是都可以的，只是后來隨著人類的喜好及測算時間方便才采用了前者的方法。可以見得，掌握了物理科學(xué)方法，對新知識的學(xué)習(xí)和解決物理問題都有著重要的作用。

3 ? ?拓展物理科學(xué)方法在實際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，使物理科學(xué)方法教育生活化

物理科學(xué)方法不僅在建立物理概念、物理知識、物理規(guī)律上有著重要用處，在實際生活、生產(chǎn)中也有著重要的應(yīng)用。課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)心社會，注重科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系，從而全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。[1]物理科學(xué)方法的教育不僅在物理課堂上進行，還應(yīng)該拓展到實際的生活和生產(chǎn)中，使物理科學(xué)方法教育生活化。

例如，物理常用的控制變量法在中學(xué)物理教學(xué)中有著重要的應(yīng)用，探究影響滑動摩擦力大小的因素、探究影響壓力作用效果的因素、探究電流、電壓和電阻的關(guān)系等等。而控制變量法在實際生活中也有很多應(yīng)用，在新課之余也可以向?qū)W生拓展。如，現(xiàn)代社會中不少人患了肥胖病，而真正引起肥胖的原因可能有哪些？有著怎么樣的影響關(guān)系呢？這里就可以借助物理中的控制變量法來進行研究：先列出可能的影響因素，如飲食中攝入了過多的含糖量高的食物，平時很少或者不運動，吃了大量脂肪高、油脂高的食品、吃飯過飽等等。要研究肥胖究竟與這些因素是否有關(guān)系，具體有著怎么樣的關(guān)系等均可采用控制變量法來研究。在實際生產(chǎn)中也有很多例子，如鍋爐水位計就是利用連通器將鍋爐里的水位轉(zhuǎn)換成了鍋外水位計的水位，運用了轉(zhuǎn)換法;在機械生產(chǎn)的廠房里應(yīng)用智能機械代替人工工作也是一種等效替代;在科學(xué)技術(shù)上人們利用類比法，類比鳥類和魚類體型構(gòu)造的特點，在汽車和飛機上采用流線型的結(jié)構(gòu)。

4 ? ?培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)方法的濃厚興趣，促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面提高，使物理科學(xué)方法習(xí)慣化

物理科學(xué)方法教育的內(nèi)容包括三個方面，即弘揚科學(xué)精神，掌握科學(xué)方法，樹立科學(xué)態(tài)度。在中學(xué)物理教學(xué)中：一要在知識的學(xué)習(xí)過程中向?qū)W生介紹知識本身涉及的物理科學(xué)方法;二是在知識建立的過程中，在重大的物理規(guī)律和重大發(fā)明創(chuàng)造出現(xiàn)的過程中，提煉科學(xué)家、技術(shù)專家們所采用的重要科學(xué)方法;三是在實驗過程中，重視實驗過程中所體現(xiàn)的嚴謹、求實、認真、仔細、踏實的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，這也是一種科學(xué)方法教育;四是在學(xué)習(xí)過程中了解物理學(xué)的發(fā)展史，了解物理學(xué)家在做出重大科研成果、克服技術(shù)難題中所采用的科學(xué)研究方法。這些物理科學(xué)方法的學(xué)習(xí)對后續(xù)的學(xué)習(xí)、工作和科學(xué)研究有著重要的影響。通過這幾個方面的努力，讓學(xué)生對物理科學(xué)方法形成一種濃厚的興趣，最終把物理科學(xué)方法作為一種生活習(xí)慣，隨時想到用物理科學(xué)方法解決問題。

物理科學(xué)方法教育對學(xué)生的終身發(fā)展有著重要作用，對學(xué)生形成正確的世界觀也有著重大的影響，也是提高公民科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。在中學(xué)物理教學(xué)中要普及物理科學(xué)方法教育，使之顯性化、應(yīng)用化、生活化、習(xí)慣化，使物理科學(xué)方法教育得到有效的實施。從而培養(yǎng)學(xué)生對物理科學(xué)方法的濃厚興趣，體會物理科學(xué)方法的神奇魅力所在，讓學(xué)生有興趣去學(xué)，有能力去學(xué)，掌握科學(xué)方法，運用科學(xué)方法，最終讓物理科學(xué)方法變成自身的一種能力和基本素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[2]張憲魁.物理科學(xué)方法教育[M].青島：中國海洋大學(xué)出版社，2000.

[3]人民教育出版社課程教材研究所.義務(wù)教育教科書物理八年級（上冊）[M].北京：人民教育出版社，2013.

（欄目編輯 ? ?劉 ?榮）