中學物理科學研究方法的教學探討

摘 要:

高中物理科學方法的教學，就是運用現代教育思想和教育手段，有目的、有意識、有步驟地傳授和滲透物理科學研究的方法，使學生受到科學方法的熏陶和訓練，逐步的掌握最基本的、最主要的物理科學方法，達到促進知識學習、增強實踐能力和培養創新精神進而提高全體學生科學素養的目的。

關鍵詞：物理教學；科學方法；教學途徑

中國分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2010）4-018 -02

中學物理的概念、規律、原理在建立過程中蘊含著極其豐富的思想性、邏輯性和研究方法。這就要求我們在傳授知識的同時要注意挖掘材料的這些潛在因素，這樣才有利于物理教學質量的提高，進而培養學生的創新精神和創造能力。

一、加強物理科學研究方法教學的意義

1.加強物理科學研究方法的教學是貫徹新的課程標準、新的教學大綱，對學生進行素質教育的需要。搞好科學研究方法的教學是增強學生物理觀念，形成良好“物理素養”的重要措施之一。

2.加強物理科學研究方法的教學是教的新視角。我們的教學改革可以從研究方法入手，對學生進行思想觀念層次上的物理教育，這也是我們進行素質教育的一個有效突破口。

3.科學方法教育使知識教學和能力培養的結合具有可操作性。

一般地說，如果一個人掌握了完成某種任務的方法，就意味著他實際上已經具備了完成這種任務的能力。人們完成某方面任務的能力強弱，與他們掌握完成這方面任務的方法的自覺程度與熟練程度是密切相關的。可以認為方法是能力的“內核”，是對能力起決定作用的因素。所以，在課堂教學中，要抓住科學方法這條線索，就既能提高知識教學的質量，又能從根本上提高學生的能力。

4.科學方法教育具有深刻的德育功能，有助于學生樹立辯證唯物主義的世界觀。

科學方法作為認識客觀世界的手段，本身就體現著辯證唯物主義思想。物理學研究從觀察、實驗出發，經過分析、比較、抽象、概括，或歸納、演繹，或假說、驗證等科學思維獲得理性認識，再回到實踐中去檢驗、運用、發展，必然能使學生樹立認識來源于實踐又受到實踐檢驗的唯物主義觀點，樹立科學思維對于揭示物質世界本質和規律具有巨大的能動性和創造性的辯證觀點。

二、物理科學研究方法的教學特點

雖然新的物理課程標準已將一些必要的基礎的物理科學研究方法作為物理知識要求學生學生掌握，但它們卻與一般物理知識的內涵與作用有著明顯不同，這就決定了物理科學研究方法的教學過程不能像一般物理知識的教學過程那樣，按照“概念—例題－習題”的模式進行，從而形成了自己的教學特點。

1.物理科學研究方法的教學需要在不同的物理內容中進行。就物理科學研究方法的教學而言，不能期望一次性完成，而應在不同物理內容的教學過程中，在不同年齡學生的教學活動中以不同形式交替出現，最終使學生對物理思想方法、科學研究方法有較為深刻的理解，從而形成良好的思維品質。

2.對同一種物理科學研究方法在不同階段的要求不同。我們在促使學生對同一個物理思想方法、科學研究方法的形成過程中，應充分考慮到學生的年齡特征、心理活動水平，在不同階段的教學中提出不同程度的要求，以順應學生思維水平的發展。

三、中學物理中科學研究方法的教學途徑

1.通過物理學史料傳授科學研究方法。

教學中要盡可能地多向學生展示物理知識的形成和演變過程的思想方法及功能，使學生學習到物理學家們探索和研究物理的思想方法，讓學生感受到科學研究方法的巨大價值。例：牛頓第一定律的建立過程。亞里士多德他提出“力是維持物體運動的原因”。差不多在以后的兩千年內一直被人們看成是不證自明的真理。然而，伽利略通過實驗發現，所用的平面越光滑，在上面滑動的物塊滑動的就越遠。如果無止境地提高平面的光滑度，那將出現什么結果？這時，在伽利略的思維上出現了一個大膽的飛躍：假設平面和滑塊都是絕對光滑的，滑塊就會沿著直線以恒定不變的速度永遠運動下去。

學生從中受到啟發，激發了學生致力于科學研究的精神，觀察

實驗驗證

假設猜想

實驗抽象

修正推廣的研究方法予以展示。

2.通過觀察和實驗使學生學會科學研究方法。

物理學是一門以實驗為基礎的科學。觀察和實驗是物理學研究的基本方法，通過觀察和實驗我們可以領悟其中的許多科學研究方法。例如：在研究牛頓第二定律時，其中涉及到加速度a、物體質量m、合外力f三個物理量，我們可以通過實驗使學生掌握以下的科學研究方法：

問題

控制變量

觀察實驗

分析綜合

結論

3.通過物理概念、規律等知識的傳授使學生掌握相應的科學研究方法。

物理學科是以知識為主要內容，物理思想方法和科學研究方法大多蘊涵在知識的發展過程中。因而，教師可以在實例的基礎上運用分析、比較、抽象、概括等科學方法得這一概念。即：

問題

實例

分析、比較、抽象、概括等

結論

在傳授概念的同時還應利用概念的建立過程向學生傳授諸如：抽象、概括、物理模型、歸納、猜想等科學思維方法和科學方法。

4.在物理教學中傳授運用數學知識研究物理的方法。

物理學在研究物質世界運動規律時，不僅滿足定性的描述，更重要的是找出各物理量之間的定量關系。因此，在物理學的學習和研究中，不論是觀察實驗還是理論探討；不論是從感性認識上升到理性認識還是運用物理理論指導實踐，數學方法的運用都是極為重要的。因而，在物理教學中要注意數學方法的傳授與應用。如：比值法、數學歸納法、圖象法等等。另外，通過習題教學我們可以傳授如：特殊值法、相似三角形法、極限法、反證法等等。

.通過習題教學加強科學方法的傳授與應用。

在分析和解決物理問題時，懂得運用什么知識固然重要，而如何科學地運用知識則顯得更為重要。例如：鄭州到上海的鐵路線全長約1080 km，一列長為200 m的火車從鄭州開往上海，途經南京長江大橋，下層鐵路橋全長6722 m，其中江面正橋長1600 m，這列火車通過江面正橋用了2 min，若火車以這個速度行駛，從鄭州到上海需多長的時間？對此，同學們的作業中出現了三種解法。

三種解法，所運用的知識無疑都是正確的，但計算結果卻出現了較大的差異。問題就出在求解過程中究竟何時加車長何時不加車長上，這里便涉及了其解法是否科學的問題了。

總之，我們進行物理教學的根本目的是培養學生的“物理素養”、培養學生的創新精神和能力，進而提高他們的整體素質。這就要求我們物理教師在知識的傳授過程中不能就知識講知識，而應該把游離于各個具體知識的物理思想和科學研究方法不斷通過知識點的教學滲透給學生。學生只有掌握了這些科學研究方法，才能真正得以運用所學知識去解決實際問題，去探索新的知識。