高中物理教学论文
 
高中物理科学方法教育的研究
 

摘要：使学生受到科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力、科学思维能力、分析和解决问题的能力是中学物理教学的目的之一。在知识教学中要培养学生的能力，找到知识教学与能力培养的结合点，突破口就在于加强科学方法教育。在高中物理教学中实施科学方法教育，应明确其意义、内容和要求，并根据教材特点和学生实际构建有效的教育模式。

         关键词：知识    能力    科学方法    教育

众所周知，当今科学的发展趋势，一方面学科划分越来越细，分支越来越多，日益趋向专业化；而另一方面，各学科之间相互渗透、相互依存，综合化趋势越来越明显。这二方面的发展趋势，不可分割地联系在一起，这对人才提出了更高的要求，同时也对教育提出了新的思考。它需要我们重新考虑学生的知识结构和能力结构，既要求他们具有坚高中物理科学方法教育的研究实的基础理论知识，更要求他们拓宽知识层面，具有综合运用知识的能力。 这些要求，虽然我们可以通过多种渠道（如研究性学习等）来试图达到。但是，从根本上讲，加强科学方法教育才是最重要的。

一、高中物理科学方法教育的意义

         1、科学方法教育比知识教学更具有长远意义

 人类几千年的探索活动，汇集成今天这浩瀚无垠的知识海洋。不仅创造了各门学科坚实的理论基础和丰富的知识体系，而且形成了科学方法体系，成为人类宝贵的精神财富和进一步探索科学奥秘的税利武器。显然，人类创造知识的全部，不仅是各门学科的理论和知识体系，还应包括相应的科学方法。在这“知识的全部”中，正如法国科学家笛卡尔所说：“最有价值的知识，是关于方法的知识。”对教育而言，学生在校所能学到的知识很有限，而科学技术的迅速发展，要求社会成员具有较强的独立获取新知识、掌握新技术、解决新问题的创新能力。正如赞可夫所说：“无论学校的教学大纲编得多么完善，学生毕业后必然会遇到他们不熟悉的科学上的新发现和新技术。那时候，他们将不得不独立、迅速地弄懂这些东西并掌握它。”要迅速地弄懂这些新知识、新发现，掌握这些新技术，如果没有一套行之有效的科学方法是很难达到的。所以在物理教学中不仅要教给学生基本的科学文化知识，更重要的是要教给学生具有普遍价值的科学方法。观察、实验、假说、验证等物理学科的基本研究方法，它不仅适用于自然科学的研究，也适用于其他科学技术领域和各种工作领域。分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎等基本的科学思维方法，更是普遍应用于人的各种思维活动，科学思维方法可以说是一个人终身不可缺少的基本素质。学生在物理教学中受到的科学研究方法和科学思维方法的教育和培养将终身受益。所以，教给学生发现问题、分析问题和解决问题的科学方法，应是学校教育给予学生的最具生命力的教育成果，也是学生离开学校后学习和工作的有力工具。因此，掌握科学方法比掌握具体的科学知识更具有长远的意义。

 2、科学方法教育能使物理教学达到更高的境界

 物理学作为一门科学，有本学科的知识体系，有本学科的研究方法、施教方法和学生的学习方法。现行教材是按知识体系编排的，科学方法大多蕴涵在知识的发展过程中，需要教师挖掘教材中隐含的科学方法教育因素。在教学中有意识地以科学方法为线索组织教材、组织教学过程。对一些重点知识，模拟科学家的研究过程，切实运用必要的科学方法，让学生在科学方法的导引下主动地去获取知识。这样的教学，必然符合学生的认识规律，能使学生对知识的获得过程有切身的体验，从而对知识本身有扎实的理解，同时又受到科学方法的训练和培养。这就使学生不仅掌握了知识，还明白了这一知识是用了那些科学方法来获得的，即能在科学方法层面上理解和体验学习过程。这样，学生经过学习逐步地掌握了科学方法，进而形成自己的科学的学习方法，就会有效地提高学习效率。当学生掌握了方法取得了独立获取知识的本领时，就得到了开启物理知识宝库的“金钥匙”。这种教法与学法的结合，才能体现叶圣陶先生所倡导的“教是为了不教”的原则，物理教学质量必然会达到更高的境界。

      3、科学方法教育使知识教学和能力培养的结合具有可操作性

         能力是人顺利完成某种活动所需的那些个性心理特征。科学知识和科学方法是形成能力的基础，没有知识就没有对问题的认识和解决，

      也就谈不上能力。方法则是使知识和能力联系

      起来的桥梁。用集合的观点来看，方法是知识

      和能力的“交集”。一般地说，如果一个人掌

      握了完成某种任务的方法，就意味着他实际上已经具备了完成这种任务的能力。人们完成某方面任务的能力强弱，与他们掌握完成这方面任务的方法的自觉程度与熟练程度是密切相关的。可以认为方法是能力的“内核”，是对能力起决定作用的因素。所以，在课堂教学中，要抓住科学方法这条线索，就既能提高知识教学的质量，又能从根本上提高学生的能力。例如，要培养学生的实验能力，就要从实验方法的基本点入手。如实验设计方法的基本程序是根据实验目的确定实验原理，根据实验原理确定实验器材、装置和步骤；实验观察方法的基本要点是要有观察的目的、顺序、重点等。以前，我们找不到知识教学与能力培养的结合点，感到这两者的结合难以自觉地去操作。现在看来，突破口就在于加强科学方法教育。科学方法能将知识和能力联结起来，而且具有可操作性。这样，知识传授与能力培养的可操作性难题也就得到了解决。

      4、科学方法教育具有深刻的德育功能，有助于学生树立辩证唯物主义的世界观

      科学方法作为认识客观世界的手段，本身就体现着辩证唯物主义思想。物理学研究从观察、实验出发，经过分析、比较、抽象、概括，或归纳、演绎，或假说、验证等科学思维获得理性认识，再回到实践中去检验、运用、发展，必然能使学生树立认识来源于实践又受到实践检验的唯物主义观点，树立科学思维对于揭示物质世界本质和规律具有巨大的能动性和创造性的辩证观点。例如，我们强调观察实验是物理学最基本的研究方法，让学生逐步懂得观察和实验既是物理知识的基本源泉，又是检验物理知识真理性的唯一标准，这就可以培养学生树立物质第一性、意识第二性的哲学观点。科学方法教育与科学史结合，还能使学生懂得真理的相对性和绝对性的对立统一、真理和谬误的对立统一的辩证关系。例如，通过对光的本性的认识过程等的教学和有关科学家事迹的介绍，可以告诉学生科学工作需要有实事求是、严格要求的科学态度和独立思考、追求真理的创新精神，所有这些，都说明了科学方法教育具有深刻的德育功能。

      二、高中物理科学方法教育的内容和要求

      为了使科学方法教育具有针对性，做到有的放矢，克服随意性、盲目性，更好地把握其深度和广度以切合学习规律，最大限度地发挥学生的潜力，在科学方法教育中必须确定它的教育内容和要求。由于科学方法教育作为一个教育的概念，要确定它的内容和要求，首先必须明确科学方法的含义。但是科学方法在不同的著作中说法不一，没有统一的定义，归纳起来有以下几种：①科学方法是指人们在一切活动领域中为达到一定目的而采取的正确的手段、方式和途径；②科学方法是科研人员在科学研究活动中为达到一定目的而采取的手段、方式和途径；③科学方法是指基础科学研究方法；④科学方法是指自然科学的研究方法。从实施科学方法教育的可行性来看，可以借鉴第四种观点，把科学方法教育界定为辩证唯物主义指导下的自然科学研究方法的教育。根据这一界定就可以依据自然科学方法论的成果，结合中学物理教学实际，制订出科学方法教育的主要内容和基本要求。

      1、科学方法教育的主要内容

      (1)自然科学研究的基本问题：①自然科学研究的任务；②自然科学研究的程序；③自然科学研究中科学方法的作用。

      (2)观察和实验方法：①观察的特点与作用；②观察的要求与方法；③实验的特点与作用；④实验的环节与方法；⑤实验的设计。

      (3)科学思维方法：①比较和分类方法的特点、规则、作用与运用训练；②分析和综合方法的特点、作用与运用训练；③归纳、演绎和类比的推理方法的特点、规则、作用与运用训练；④形象思维的作用与运用训练；⑤科学概念、规律的逻辑结构和抽象、概括的一般过程。

      (4)物理方法：①理想化方法的特点、规则、作用、分类与运用训练；②假说方法的产生、特点、作用与检验方法。问题、假说、观察实验、科学理论的关系；③等效方法、对称方法、微元方法的特点、作用与运用训练。

      (5)数学方法：①数学方法导致物理学建立新理论和发现新规律的作用；②数学方法为物理学提供精确的形式化语言的作用；③数学公式、图象的特点、作用与运用训练。

      2、科学方法教育的要求

      (1)使学生领会物理学乃至自然科学研究的基本任务和基本研究方法，培养辩证唯物主义的世界观和实事求是、敢于创新的科学态度。

      (2)使学生理解实验方法的主要特征和实验在物理学研究中的重要作用，理解实验方法的基本程序，能独立运用实验方法，按实验目的设计并完成一般的实验课题。

      (3)在物理概念教学中，使学生领会建立物理概念的基本过程是在观察实验的基础上，通过分析、比较、抽取同类事物的共现本质，最后作出概括和表述。对所学的物理概念能体验建立这个概念的思维过程。

      (4)在物理规律教学中，使学生逐步领会得出物理规律的基本方法是实验归纳和假说验证。对所学规律，能说出在教学中得出该规律的基本方法。

      (5)在教学过程中，使学生受到逻辑思维和形象思维的训练，通过训练，使学生逐步领会分析和综合、比较和类比、归纳和演绎等思维方法的实质，能在实际的思维活动中自觉地运用这些思维方法。

      (6)通过典型课题的教学，使学生领会物理方法的实质和它们在物理研究中的作用，并能自觉地运用到学习中来。

      以上的科学方法教育的内容和要求同现代自然科学研究方法的不断丰富、不断发展相比，内容不够全面，要求并不高，但从中学物理教学实际出发，这些内容和要求已经足够而且比较可行的了。