簡述在高中物理教學(xué)中實(shí)施科學(xué)方法教育的認(rèn)識(shí)

趙彥宏

摘要：科學(xué)方法教育的目的在于發(fā)展學(xué)生分析和解決問題的能力。實(shí)施物理科學(xué)方法教育，既要保證能有效開展，又不能因此而增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，所以，科學(xué)方法教育必須與物理知識(shí)教學(xué)有機(jī)結(jié)合。本文針對學(xué)生及學(xué)科特點(diǎn)，結(jié)合新課程理念，較深入地探討了在物理教學(xué)中開展科學(xué)方法教育的基本途徑與方法。

關(guān)鍵詞：科學(xué)方法；高中物理；概念概述；遵循原則；實(shí)施途徑

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1992-7711（2017）07-0005

知識(shí)是方法的載體，脫離了知識(shí)教學(xué)，方法教育就成了空中樓閣。開展科學(xué)方法教育要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的年齡特征、知識(shí)水平和思維發(fā)展循序漸進(jìn)地進(jìn)行。同時(shí)，還要注意激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和積極情感，產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)?？茖W(xué)方法教育的意義在于訓(xùn)練學(xué)生的智力技能，只有通過實(shí)際運(yùn)用和操作，才能深刻理解科學(xué)方法、準(zhǔn)確而靈活地運(yùn)用科學(xué)方法。教師應(yīng)明確地說明物理科學(xué)方法的作用、適用范圍以及應(yīng)用原理和步驟，讓學(xué)生模仿、操作并加以體會(huì)，在運(yùn)用中掌握科學(xué)方法。本文針對學(xué)生及學(xué)科特點(diǎn)，結(jié)合新課程理念，較深入地探討了在物理教學(xué)中開展科學(xué)方法教育的基本途徑與方法。

一、物理科學(xué)方法的概述

物理科學(xué)體系是由物理概念、規(guī)律組成的，這些概念和規(guī)律都是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。由于客觀世界是十分復(fù)雜的，人們必須用簡化情境的方法，通過控制變量，從簡單的現(xiàn)象開始研究，這就是實(shí)驗(yàn)。人們通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納、抽象出物理概念，探索出物理規(guī)律，這些規(guī)律還要受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。

由于客觀世界十分復(fù)雜，在研究問題過程中就應(yīng)該忽略次要因素，它使我們得到理想化的模型去代替客觀原型，這就是理想化方法。理想化方法使我們能夠近似地在理想條件下較為方便地研究客觀世界，得到物理規(guī)律。此外，客觀世界的物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)和變化的，而這種變化往往是不均勻的，對不均勻的變化的研究是十分困難的。在這種情況下，我們可以從總體中分割出一個(gè)微元，也可以從總體中取出一個(gè)微元過程，從分析這個(gè)微元達(dá)到分析整體，這就是微元方法。

物理方法中還有許多別的方法，如物理概念一般運(yùn)用觀察和實(shí)驗(yàn)方法引入，運(yùn)用比較和分類、分析和綜合、歸納和演繹以及理想化方法建立和發(fā)展。物理規(guī)律的建立和發(fā)展一般運(yùn)用觀察和實(shí)驗(yàn)、歸納和演繹、類比、想象、假說和數(shù)學(xué)方法。在運(yùn)用概念、規(guī)律解決物理問題的過程中，一般要運(yùn)用分析和綜合方法、想象方法以及分析解決具體問題的方法。

二、實(shí)施物理科學(xué)方法教育必須遵循的基本原則

1. 與物理知識(shí)教學(xué)及教學(xué)過程有機(jī)結(jié)合

物理科學(xué)方法教育是整個(gè)物理教育系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，并且是以物理知識(shí)為載體，在物理教學(xué)過程中隨著思維運(yùn)動(dòng)而展開的。因此，物理科學(xué)方法教學(xué)一般應(yīng)該有意識(shí)地滲透在物理教學(xué)的各環(huán)節(jié)中，通過認(rèn)知和問題解決的思維過程，認(rèn)識(shí)、理解并學(xué)會(huì)運(yùn)用物理科學(xué)方法。物理課程以知識(shí)為主要內(nèi)容，物理研究應(yīng)滲透到物理教學(xué)中，研究問題的科學(xué)方法要潛移默化的熏陶和刻意的訓(xùn)練，脫離物理知識(shí)而大講物理科學(xué)方法如同空中樓閣，只會(huì)使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣，無法達(dá)到教學(xué)目的。而埋頭只講知識(shí)不注意科學(xué)方法教育，學(xué)生得到的知識(shí)是零散不系統(tǒng)的，植根于物理知識(shí)沃土中的物理科學(xué)方法才會(huì)結(jié)出豐碩的果實(shí)。

2. 需要隱性教育與顯性教育相結(jié)合

物理科學(xué)方法的隱性教育，就是在物理教學(xué)過程中隱蔽地發(fā)揮物理科學(xué)方法的向?qū)ё饔?，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中受到物理科學(xué)方法的熏陶，但不專門做具體方法的名稱和內(nèi)容的介紹，也不闡釋，在滲透性教育中，潛移默化地發(fā)揮作用。隱性教育一般用于低齡或初學(xué)者。物理科學(xué)方法的顯性教育，是在物理教學(xué)過程中把方法的名稱提出來，并且以學(xué)生所能接受的程度和方式，把特定方法的內(nèi)容、特征和操作過程講清楚，并指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這些方法進(jìn)行練習(xí)。根據(jù)高中生的年齡及學(xué)習(xí)特點(diǎn)，高中物理教學(xué)中實(shí)施物理科學(xué)方法教育，對于高一學(xué)生先以隱性教育方式為主，滲透顯性教育的影響，逐步為顯性教育創(chuàng)造條件，而高二、高三應(yīng)逐步增加顯性教育的內(nèi)容。

3. 需要根據(jù)學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知能力，循序漸進(jìn)地進(jìn)行

與物理知識(shí)教學(xué)一樣，物理科學(xué)方法教學(xué)必須認(rèn)真考慮學(xué)生的可接受性，根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知能力，循序漸進(jìn)地進(jìn)行。高中階段，學(xué)生的抽象思維能力和學(xué)習(xí)運(yùn)用科學(xué)方法的興趣迅速提高，因此可以對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的顯性教育。例如，隨著知識(shí)教學(xué)的開展，由淺入深地介紹理想化思維方法、假設(shè)法、類比法、等效法、理想實(shí)驗(yàn)方法等，對于比較、分類、分析、綜合、歸納等思維操作，逐步從隱性學(xué)習(xí)過渡到顯性訓(xùn)練。高三年級，學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力和思維水平進(jìn)一步提高，則以專題講座方式對物理科學(xué)方法做系統(tǒng)整理和訓(xùn)練，在復(fù)習(xí)過程中反復(fù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)能力的內(nèi)化。

循序漸進(jìn)教學(xué)符合人的認(rèn)識(shí)規(guī)律，可以使學(xué)生很自然地接受科學(xué)方法，這樣的教學(xué)要求教師在兩方面把握好教學(xué)內(nèi)容，即一方面，要把握好科學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容，每一種科學(xué)方法可以在哪些地方實(shí)施教學(xué)，在每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)可以講到什么深度，學(xué)生可能在哪些問題上產(chǎn)生困難等，在這里，方法教學(xué)和知識(shí)教學(xué)在時(shí)間上都是不連續(xù)的；另一方面，要把握好物理知識(shí)教學(xué)內(nèi)容，每一個(gè)知識(shí)塊教學(xué)安排要能體現(xiàn)由淺入深，吸引學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，在這里，同一種方法教學(xué)在時(shí)間上是不連續(xù)的，但是知識(shí)教學(xué)是連續(xù)的?？茖W(xué)方法教學(xué)的實(shí)踐使我們認(rèn)識(shí)到，一定要把握好整個(gè)教學(xué)的全局，我們不能等待某一種方法的教學(xué)，而是在不同的時(shí)機(jī)、不同的內(nèi)容上，通過具體的物理方法（如隔離法、整體法等）運(yùn)用中貫穿科學(xué)方法教學(xué)，構(gòu)建物理科學(xué)方法教學(xué)體系。

三、實(shí)施科學(xué)方法教學(xué)的若干途徑

1. 通過復(fù)習(xí)知識(shí)總結(jié)科學(xué)方法

復(fù)習(xí)課目的是總結(jié)知識(shí)結(jié)構(gòu)，使所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化。由于科學(xué)方法往往蘊(yùn)涵在物理概念和規(guī)律的建立、發(fā)展和應(yīng)用過程中以及各知識(shí)點(diǎn)相互聯(lián)系的地方，所以，在復(fù)習(xí)課中對科學(xué)方法進(jìn)行顯性教育往往有水到渠成之效。教師可以比較系統(tǒng)地總結(jié)這一階段所學(xué)習(xí)的主要科學(xué)方法，并通過以往運(yùn)用科學(xué)方法解決問題的實(shí)例和教師運(yùn)用科學(xué)方法解決問題的體會(huì)，來說明科學(xué)方法的應(yīng)用條件和有效性。然后以科學(xué)方法為線索來編寫例題、（上接第5頁）練習(xí)題，進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法解決問題的能力。復(fù)習(xí)課中回顧和進(jìn)一步揭示學(xué)習(xí)過的物理科學(xué)方法，學(xué)生會(huì)感到有新意，對物理科學(xué)方法的意義比較容易理解，有利于加深對知識(shí)結(jié)構(gòu)的理解。endprint

2. 通過課堂知識(shí)教學(xué)滲透方法教育

課堂教學(xué)是進(jìn)行科學(xué)方法教學(xué)的主要渠道。抓住知識(shí)和方法的結(jié)合點(diǎn)，是通過知識(shí)教學(xué)滲透方法教育的關(guān)鍵。只有把研究過程充分合理地展現(xiàn)出來，學(xué)生才能看到科學(xué)方法有什么特征，是怎樣解決問題的，才能體會(huì)到掌握科學(xué)方法的意義，才能自覺地學(xué)習(xí)科學(xué)方法。無論是運(yùn)用發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)還是運(yùn)用意義接受學(xué)習(xí)來組織教學(xué)，都能有效地開展科學(xué)方法教育。發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)通常模擬科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，在解決問題中學(xué)習(xí)和運(yùn)用科學(xué)方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新精神。發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)對在學(xué)習(xí)物理規(guī)律中進(jìn)行科學(xué)方法教育是很有益的，如在牛頓第二定律、楞次定律等規(guī)律教學(xué)中，學(xué)生能強(qiáng)烈感受到科學(xué)方法在發(fā)現(xiàn)規(guī)律中的作用，激發(fā)學(xué)生自覺地學(xué)習(xí)運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問題。意義接受學(xué)習(xí)將有意義的新信息與學(xué)生頭腦已形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)有機(jī)聯(lián)系起來，有利于建構(gòu)完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

3. 在課外實(shí)驗(yàn)制作中體驗(yàn)科學(xué)方法

課堂教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，而課后實(shí)驗(yàn)制作活動(dòng)則是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和自行操作、制作的能力，學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和控制實(shí)驗(yàn)過程。實(shí)驗(yàn)制作主要有以下幾種情況：

（1）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。隨著課堂教學(xué)的進(jìn)展，對物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)過程中，要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，有的生活中的物理現(xiàn)象在課堂上不演示，或者即使演示了，還需要學(xué)生回家再進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。比如，波的獨(dú)立傳播現(xiàn)象，可以在家里的臉盆或浴缸中進(jìn)行觀察。

（2）測量性實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)對學(xué)生有兩個(gè)作用：一是把學(xué)到的物理知識(shí)運(yùn)用到生活中，讓學(xué)生直接體驗(yàn)到物理規(guī)律的作用，鍛煉了他們的操作能力；二是使學(xué)生接觸實(shí)際，關(guān)心客觀世界，通過測量，學(xué)生就對身邊的事物開始注意了，不僅是定性地了解，還要有數(shù)量級的把握。比如，摩擦系數(shù)的測量，對物體運(yùn)動(dòng)速度的估計(jì)。

（3）探索性實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)的本質(zhì)特征是進(jìn)步，它是對自然界不斷地進(jìn)行探索。只有當(dāng)學(xué)生自己主動(dòng)提出問題的時(shí)候，他們就有了探索的精神。比如，物體發(fā)聲與物體質(zhì)量的關(guān)系，聲波的反射和吸收現(xiàn)象與環(huán)境的關(guān)系，可以讓學(xué)生自己找一個(gè)地方找器材去試驗(yàn)。這要比直接給出現(xiàn)成的結(jié)論更有興趣，要比做類似的問答題更有意義。

總之，學(xué)生只有逐漸掌握了物理科學(xué)方法，才能運(yùn)用學(xué)得的知識(shí)去解決實(shí)際問題，去探索新的知識(shí)；只有對這些方法不斷了解、積累和熟練，才能盡快地獲取知識(shí)，并通過一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)深刻體會(huì)和掌握知識(shí)，從而幫助學(xué)生逐步樹立起科學(xué)的世界觀和科學(xué)態(tài)度以及掌握科學(xué)方法。

（作者單位：甘肅省秦安縣第一中學(xué) 741600）endprint