物理教學過程中進行科學方法教育的嘗試

楊躍亮

多年的物理教學實踐表明，對學生進行科學方法教育，重要的一條是必須遵循物理學科自身的特點和規律，創造性地發揮教師、教材和教學設備的作用，也只有立足教學本位，以學生為中心，才能達到物理教學的目的。

在物理規律教學中，培養學生掌握

探索物理的思維方法

物理規律的建立有實驗歸納和演繹推理法2種，有些定律的建立和闡述本身就包含著物理學家創立和使用的物理學方法，要結合定律的講授，認真總結內涵的物理方法。如理想斜面實驗是很重要的物理研究方法，這是一種超直觀的理性方法，具有探索和研究價值，它不僅開創了觀察和理論思維結合的新局面，為牛頓創立第一定律奠定了堅實的基礎，同時為后人研究提供了可借鑒的思路。

類似理想斜面實驗，如胡克定律、帕斯卡定律、反射定律、焦耳定律、庫侖定律、電阻定律、楞次定律、理想氣體定律等都是通過實驗現象并加以歸納而得到的，都是進行科學方法培養最有利的切入點。從理想氣體狀態方程的實驗驗證到楞次定律的實驗過程，都有物質變化的內在規律，都符合辯證唯物主義的實驗觀，具有可尋性；從感生電流的實驗得出到磁通量變化規律的描述，說明量變到質變的有機結合，符合能量守恒定律；從變速運動的基本規律到串、并電路的表現形式，說明外在現象也具有規律性；從萬有引力定律到庫侖定律表現形式的相似之處，都是在理想化模型的基礎上得到的，都是量變到質變的必須結果，都是物質規律性的統一表現，都是進行科學方法的最好實例。

利用物理學史知識進行科學方法教育

物理學史蘊含豐富的科學方法，是取之不盡的動力源泉。從古到今物理學的舞臺上，有不少真知灼見、善于思考的思維巨人，他們曲折崎嶇的科學征途中所具有的獨特的思維方法是十分值得學習和借鑒的。

1820年，丹麥物理學家奧斯特發現電流的磁效應，證明“電能生磁”，于是人們普遍直覺，只有對稱的變化才是和諧完善的。在此，英國物理學家法拉第在逆向思維的啟迪下苦苦思索，千方百計設計實驗，經歷一次次的失敗磨難，通過10年的不懈努力，終于揭開“磁能生電”的神秘面紗，揭開人類研究電磁現象的新紀元。

惠更斯把光現象與聲現象進行推理類比，根據兩者都能發生反射、折射，從已知的相同點，推理得知光和聲一樣，都是一種波動，提出光的波動說；1923年，法國青年德布羅意根據光的波粒二像性通過光和實物粒子的類比，提出物質波的假設，即微觀粒子也具有波動性。德布羅意假說成為物理學史中運用類比獲得驚人成就的著名實例。類似從電流傳導和熱傳導類比得出歐姆定律，卡文迪許通過類比加猜想，加之巧妙的實驗得出電荷相互作用定律一樣，都是類比啟迪、線索推理觸發靈感，喚醒創造思維，取得非凡結果的實例，是物理教學中應該挖掘的內涵，是進行科學方法教育培養的活教材。

近代物理學中原子結構模型的提出是科學思維方法的綜合運用，是人類研究微觀物質的典范。19世紀末20世紀初由于電子的發現和原子光譜的實驗研究，提出湯姆遜模型即“蛋糕葡萄干”模型，也就是原子中呈現球型均勻分布，而負電子像葡萄干一樣嵌入其中。湯姆遜發現電子，由他想象出這樣一幅原子圖景是必然，是人類思維的一種想象。盧瑟福通過α粒子的散射實驗，發現湯姆遜模型的矛盾。他通過與太陽系的開普勒模型對比，提出原子的有核模型，這就是想象與類比的綜合創造。盧瑟福模型的穩定性問題以及與原子光譜實驗的矛盾，加上普朗克能量量子化觀點的提出，又促使玻爾原子模型的出現。近代物理學模型方法對不可窮盡的原子世界的認識不斷逼近，它是人類對客體的猜測，是經典物理中發展起來的模型化方法的高級階段。透過一個個驚人的發現與科學研究，不難看出在物理學研究和發展的道路上，既有曲折，又有辛苦，更多的是喜悅與收獲，但創造性思維的研究方法，永遠是青年學生學習的精華。

開展物理課外科學研究，增強學生創新意識，

培養創新能力

研究性教學的開展需要教師深刻理解研究的內涵，真正樹立以學生發展為本的理念，樹立科學教育發展觀。面對網絡媒體的先進性，需要教師具有良好的知識素質和不斷完善的知識結構；需要教師理解知識所負載的價值和深遠的意義；需要教師具有激發學生求知欲，引導和鼓勵學生主動探索，開發積極學習和探索的能力；需要教師具有觀察、發現、應對、靈活深入生產一線的能力；需要教師具有超前的意識和熟練的專業基本功，具有和使用先進設備的能力。這就要求教師不斷學習和領會最新的教學理念，掌握科學的教學方法，強化自身建設，開拓進取，勇攀高峰。

（作者單位：山東省壽光現代中學）