簡述在高中物理教學中實施科學方法教育的認識

趙彥宏

摘要：科學方法教育的目的在于發(fā)展學生分析和解決問題的能力。實施物理科學方法教育，既要保證能有效開展，又不能因此而增加學生的學習負擔，所以，科學方法教育必須與物理知識教學有機結合。本文針對學生及學科特點，結合新課程理念，較深入地探討了在物理教學中開展科學方法教育的基本途徑與方法。

關鍵詞：科學方法；高中物理；概念概述；遵循原則；實施途徑

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）07-0005

知識是方法的載體，脫離了知識教學，方法教育就成了空中樓閣。開展科學方法教育要符合學生的認知規(guī)律，應根據(jù)學生的年齡特征、知識水平和思維發(fā)展循序漸進地進行。同時，還要注意激發(fā)學生的主動性和積極情感，產(chǎn)生良好的學習動機?？茖W方法教育的意義在于訓練學生的智力技能，只有通過實際運用和操作，才能深刻理解科學方法、準確而靈活地運用科學方法。教師應明確地說明物理科學方法的作用、適用范圍以及應用原理和步驟，讓學生模仿、操作并加以體會，在運用中掌握科學方法。本文針對學生及學科特點，結合新課程理念，較深入地探討了在物理教學中開展科學方法教育的基本途徑與方法。

一、物理科學方法的概述

物理科學體系是由物理概念、規(guī)律組成的，這些概念和規(guī)律都是建立在實驗的基礎之上。由于客觀世界是十分復雜的，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，這就是實驗。人們通過實驗現(xiàn)象歸納、抽象出物理概念，探索出物理規(guī)律，這些規(guī)律還要受實驗的檢驗。

由于客觀世界十分復雜，在研究問題過程中就應該忽略次要因素，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，客觀世界的物質是運動和變化的，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微元，也可以從總體中取出一個微元過程，從分析這個微元達到分析整體，這就是微元方法。

物理方法中還有許多別的方法，如物理概念一般運用觀察和實驗方法引入，運用比較和分類、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)展一般運用觀察和實驗、歸納和演繹、類比、想象、假說和數(shù)學方法。在運用概念、規(guī)律解決物理問題的過程中，一般要運用分析和綜合方法、想象方法以及分析解決具體問題的方法。

二、實施物理科學方法教育必須遵循的基本原則

1. 與物理知識教學及教學過程有機結合

物理科學方法教育是整個物理教育系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，并且是以物理知識為載體，在物理教學過程中隨著思維運動而展開的。因此，物理科學方法教學一般應該有意識地滲透在物理教學的各環(huán)節(jié)中，通過認知和問題解決的思維過程，認識、理解并學會運用物理科學方法。物理課程以知識為主要內容，物理研究應滲透到物理教學中，研究問題的科學方法要潛移默化的熏陶和刻意的訓練，脫離物理知識而大講物理科學方法如同空中樓閣，只會使學生失去學習的興趣，無法達到教學目的。而埋頭只講知識不注意科學方法教育，學生得到的知識是零散不系統(tǒng)的，植根于物理知識沃土中的物理科學方法才會結出豐碩的果實。

2. 需要隱性教育與顯性教育相結合

物理科學方法的隱性教育，就是在物理教學過程中隱蔽地發(fā)揮物理科學方法的向導作用，使學生在學習過程中受到物理科學方法的熏陶，但不專門做具體方法的名稱和內容的介紹，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者。物理科學方法的顯性教育，是在物理教學過程中把方法的名稱提出來，并且以學生所能接受的程度和方式，把特定方法的內容、特征和操作過程講清楚，并指導學生運用這些方法進行練習。根據(jù)高中生的年齡及學習特點，高中物理教學中實施物理科學方法教育，對于高一學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、高三應逐步增加顯性教育的內容。

3. 需要根據(jù)學生的年齡特征和認知能力，循序漸進地進行

與物理知識教學一樣，物理科學方法教學必須認真考慮學生的可接受性，根據(jù)學生的年齡特點和認知能力，循序漸進地進行。高中階段，學生的抽象思維能力和學習運用科學方法的興趣迅速提高，因此可以對學生進行科學方法的顯性教育。例如，隨著知識教學的開展，由淺入深地介紹理想化思維方法、假設法、類比法、等效法、理想實驗方法等，對于比較、分類、分析、綜合、歸納等思維操作，逐步從隱性學習過渡到顯性訓練。高三年級，學生的認識能力和思維水平進一步提高，則以專題講座方式對物理科學方法做系統(tǒng)整理和訓練，在復習過程中反復應用，實現(xiàn)能力的內化。

循序漸進教學符合人的認識規(guī)律，可以使學生很自然地接受科學方法，這樣的教學要求教師在兩方面把握好教學內容，即一方面，要把握好科學方法教學內容，每一種科學方法可以在哪些地方實施教學，在每一個教學環(huán)節(jié)可以講到什么深度，學生可能在哪些問題上產(chǎn)生困難等，在這里，方法教學和知識教學在時間上都是不連續(xù)的；另一方面，要把握好物理知識教學內容，每一個知識塊教學安排要能體現(xiàn)由淺入深，吸引學生主動學習，在這里，同一種方法教學在時間上是不連續(xù)的，但是知識教學是連續(xù)的。科學方法教學的實踐使我們認識到，一定要把握好整個教學的全局，我們不能等待某一種方法的教學，而是在不同的時機、不同的內容上，通過具體的物理方法（如隔離法、整體法等）運用中貫穿科學方法教學，構建物理科學方法教學體系。

三、實施科學方法教學的若干途徑

1. 通過復習知識總結科學方法

復習課目的是總結知識結構，使所學知識系統(tǒng)化。由于科學方法往往蘊涵在物理概念和規(guī)律的建立、發(fā)展和應用過程中以及各知識點相互聯(lián)系的地方，所以，在復習課中對科學方法進行顯性教育往往有水到渠成之效。教師可以比較系統(tǒng)地總結這一階段所學習的主要科學方法，并通過以往運用科學方法解決問題的實例和教師運用科學方法解決問題的體會，來說明科學方法的應用條件和有效性。然后以科學方法為線索來編寫例題、（上接第5頁）練習題，進一步訓練學生運用科學方法解決問題的能力。復習課中回顧和進一步揭示學習過的物理科學方法，學生會感到有新意，對物理科學方法的意義比較容易理解，有利于加深對知識結構的理解。endprint

2. 通過課堂知識教學滲透方法教育

課堂教學是進行科學方法教學的主要渠道。抓住知識和方法的結合點，是通過知識教學滲透方法教育的關鍵。只有把研究過程充分合理地展現(xiàn)出來，學生才能看到科學方法有什么特征，是怎樣解決問題的，才能體會到掌握科學方法的意義，才能自覺地學習科學方法。無論是運用發(fā)現(xiàn)學習還是運用意義接受學習來組織教學，都能有效地開展科學方法教育。發(fā)現(xiàn)學習通常模擬科學發(fā)現(xiàn)過程，在解決問題中學習和運用科學方法，有利于培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)新精神。發(fā)現(xiàn)學習對在學習物理規(guī)律中進行科學方法教育是很有益的，如在牛頓第二定律、楞次定律等規(guī)律教學中，學生能強烈感受到科學方法在發(fā)現(xiàn)規(guī)律中的作用，激發(fā)學生自覺地學習運用科學方法解決實際問題。意義接受學習將有意義的新信息與學生頭腦已形成的認知結構有機聯(lián)系起來，有利于建構完善的知識結構。

3. 在課外實驗制作中體驗科學方法

課堂教學中的實驗教學主要是培養(yǎng)學生的觀察能力和實驗操作能力，而課后實驗制作活動則是培養(yǎng)學生實驗設計和自行操作、制作的能力，學會用科學的方法設計實驗和控制實驗過程。實驗制作主要有以下幾種情況：

（1）驗證性實驗。隨著課堂教學的進展，對物理概念和物理規(guī)律的教學過程中，要進行實驗驗證，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，還需要學生回家再進行重復實驗。比如，波的獨立傳播現(xiàn)象，可以在家里的臉盆或浴缸中進行觀察。

（2）測量性實驗。這種實驗對學生有兩個作用：一是把學到的物理知識運用到生活中，讓學生直接體驗到物理規(guī)律的作用，鍛煉了他們的操作能力；二是使學生接觸實際，關心客觀世界，通過測量，學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，對物體運動速度的估計。

（3）探索性實驗?？茖W的本質特征是進步，它是對自然界不斷地進行探索。只有當學生自己主動提出問題的時候，他們就有了探索的精神。比如，物體發(fā)聲與物體質量的關系，聲波的反射和吸收現(xiàn)象與環(huán)境的關系，可以讓學生自己找一個地方找器材去試驗。這要比直接給出現(xiàn)成的結論更有興趣，要比做類似的問答題更有意義。

總之，學生只有逐漸掌握了物理科學方法，才能運用學得的知識去解決實際問題，去探索新的知識；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，并通過一定的網(wǎng)絡結構深刻體會和掌握知識，從而幫助學生逐步樹立起科學的世界觀和科學態(tài)度以及掌握科學方法。

（作者單位：甘肅省秦安縣第一中學 741600）endprint