淺論高中物理教學中的科學方法

劉永光河北省唐山市第二中學

淺論高中物理教學中的科學方法

劉永光
河北省唐山市第二中學

本文主要從當前社會發展出發，結合高中物理教育發展現狀，對當前物理教育的科學方法提出自己的一些淺見，以達到引玉的目的。主要討論了思想實驗法、邏輯推理法、控制變量法、逆向思維法和等效法等科學方法在物理學中的應用，利用這些科學方法培養學生科學思維，提高教育教學質量。

高中物理；科學方法；邏輯推理

當今社會科學技術迅速發展，信息技術一日千里，科技競爭日益激烈，教育界已經普遍意識到，培養學生的能力是整個教育的核心部分，而能力的高低在一定程度上表現為掌握多少種科學方法以及掌握的熟練程度。而物理學科的獨特性之一表現在其科學性和規律性的統一。在實際教學當中，教師不應該只注重知識的傳授而輕視科學方法的教導，在教學中既要使學生掌握物理學的定義和規律，更要注意培養學生對科學的態度和科學的方法意識。能力就是以知識為基礎，加上技能以及科學的方法，其中，方法是把知識和能力聯系到一起的紐帶，是能力的核心。以下就是需要在教學當中注意的物理科學方法：

一、思想實驗法

通過實驗室的研究，再經過概括、論證、抽象和推理得出科學規律的一種研究方法，但是這種方法得出的規律卻不能利用實驗的方式直接予以驗證，僅僅是一種假想，是科學家們為了解決自然科學中的某些疑難問題，在原有科學理念基礎上作為以后實驗的新思路，把解決這些理想當中的實驗作為研究目標，在實驗當中利用猜想和假設進行進一步的操作從而得出反映事物客觀規律的新規律、新原理，推動科學的發展。如：聲音不能在真空當中傳播，牛頓第一定律是在一定的實驗基礎上進行大膽的推測和假設而推理出來的定律。

二、邏輯推理法

邏輯推理是利用事物之間的邏輯關系來進行相關的規律的推理來得到某種關系或者規律。在教學同時，不僅要注意知識的傳授，更應該注重邏輯思維觀念的灌輸，這也有益于學生科學思維能力的培養。

著名科學家伽利略在推翻亞里士多德的關于自由落體規律“兩個物體下落，重的物體下落快，輕的物體下落慢”時講：在兩個物體下時，如果把重的物體和輕的物體綁在一起，根據亞里士多德的“邏輯”，“重的物體下落快，輕的物體下落慢，那么綁在一起后，輕的物體會拖住重的物體，那么，下落的整體速度要更慢一些。按照這樣的“邏輯”，其下落的速度應該會比之前單個物體的速度慢。但從另外一個角度來推論，按照亞里士多德的“邏輯”，當重的物體和輕的物體綁在一塊時，其重量比單個物體更重，下落的速度應該會更快。在這里，伽利略運用了亞里士多德理論當中“邏輯”的相悖之處，他利用邏輯推理巧妙地從理論角度使亞里士多德的理論成為相互矛盾的觀點，從而揭示出觀點當中的謬誤。

三、控制變量法

這一方法用于研究某一物理量同與其相關的因素所采用的研究辦法，主要是指：在研究過程中，把各相關控制因素都保持不變，只改變其中某一項因素，根據后續的變化得出這一相關“變量”因素是如何影響這一物理量的。這種方法在物理研究當中使用最普遍，也是最重要的一種研究方法。

在研究勻速直線運動時，我們注意到速度是表示物體運動快慢的物理量，與它相關的因素有路程和時間兩個因素，為比較兩個物體做勻速直線運動的快慢，我采用控制路程因素、控制時間因素來比較，要同學們注意觀察在不同的變量下，是如何影響物體運動快慢的。

又如研究電阻定律時，可以通過伏安法演示導體的長度、橫截面積因素、材料、外界溫度這幾個因素會引起電阻的變化，利用控制變量法，在控制其中幾個因素不變的情況下只改變其中一個因素，得出長度越長、橫截面越大、則電阻越大，反之，則電阻越小。在實驗操作過程中，要向同學們明確指出這是利用了控制變量法，以培養同學們的科學思維。

在高中物理中可以采用控制變量法的還有：（1）影響滑動摩擦力大小的因素；（2）影響壓強、、液體內部的壓強；（3）影響密度的因素；（4）影響力的作用效果因素；（5）感應電流的方向因素；（6）電流在導體中產生的熱量相關因素；（7）電功率大小相關因素；（8）電磁鐵的磁性強弱相關因素；（9）通電螺線管的極性相關因素；（10）影響滑輪組機械效率的相關因素等。

四、逆向思維法

逆向思維是和正向思維相對應的一種思維方式，是一種創新性思維，可以讓學生的思維更具有發散性，提高學生對學習的興趣，開拓學生的思路。比如，奧斯特發現了電流具有磁場之后，法拉第就開始運用逆向思維考慮，既然電可以生磁，那么反過來，是不是磁可以生電，據此發現了電磁感應定律?？梢娔嫦蛩季S在物理學中的重要作用。

五、等效法

在教學當中，很多教師都會產生這樣的感觸，學生對某些物理現象、規律定律的表述很難讓人覺得全面、準確，有時甚至詞不達意。利用等效法，可以解決這一矛盾。等效法是通過對物理當中的某些因素進行替換或者利用相似性，轉移到某一規律進行分析研究得到相等的效果。利用等效法可以鍛煉學生的發散性思維以及開拓學生解決思路，使問題變得簡單易解。例如等效法在力學當中可運用于：力的等效、實驗原理的等效、過程的等效、模型的等效等。

物理學博大精深，研究方法多種多樣，除了上述研究方法外，還包括類比法、比較法、隔離法和轉換法等。高中物理教學既要使學生接受到全面系統的物理學知識，還要受到科學方法和科學思維的訓練，培養學生們的嚴謹的科學態度，這對于學生提高自身綜合素質，利用科學的思維方式去觀察問題、思考問題、分析問題、解決問題有非常重大的作用。因此，對學生們講授科學的研究方法，培養學生們對科學的探究精神是十分重要的。在高中生當中進行科學方法教育既是深化新課程改革的需要，也是物理學面向教育現代化的必然要求。