物理科学方法教育在中学物理教学中的有效实施策略

李建

摘   要：本文从四个方面详细论述物理科学方法教育在中学物理教学中的有效实施策略，指出物理科学方法教育应该显性化、应用化、生活化、习惯化，从而使物理科学方法教育在中学物理教学中得到有效实施和普及，培养学生对物理科学方法的浓厚兴趣，让物理科学方法变成自身的一种能力和基本素养，为学生终身所受用。

关键词：物理科学方法教育;中学物理教学;有效实施

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2015）1-0024-3

科学方法教育是基础教育的基本内容，也是现代文明的基础。2011年教育部颁发的《义务教育课程标准》中明确提出对科学方法教育的要求：“在义务教育阶段，物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练，注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程，而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。因此，物理课程的构建应注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程，经历基本的科学探究实践，注重物理学科与其他学科的融合，使学生得到全面发展。”[1]然而，在中学物理的实际教学中，如何有效的实施科学方法教育是真正普及科学方法教育的关键。

1    明确指出教材教学中所牵涉到的物理科学方法，使物理科学方法教育显性化

在中学物理教材和教学中涉及到很多物理科学方法，如比值定义法、类比法、转换法、等效替代法、观察法、实验法、控制变量法、理想模型法、科学推理法等。这些科学方法在建立物理概念、推导物理规律、解决物理问题的过程中都有着重要的应用[2]。然而，这些方法往往隐含在知识和规律的教学之中，很难像知识一样直接被获取，需要学生花大量的时间去领悟和思索才能总结出来。对中学学生而言，没有那么多的时间去总结和领悟这些方法，也不知从何处去入手寻找这些方法。倘若老师不加以指点和指导，学生甚至终身都不知道这些物理科学方法，更别谈领会和应用了。

有效的实施科学方法教育，应该把教材教学中牵涉到的物理科学方法明确提示，指引给学生，变隐性教育为显性教育，使学生在学习知识的同时也逐步知晓、掌握这种获取知识、解决问题的方法。物理科学方法教育显性化可以大大的提高物理科学方法教育的有效性，让学生能在短期内掌握多种科学方法。

例如，在《弹力》这一节中关于“微小形变”这一片段教学，由于微小形变不易观察，容易引起学生的猜疑：“究竟是否发生了形变？”如果能将微小形变进行放大，转换成更易观察的现象就可以解决这个问题，于是人们研制出了微小形变演示仪等仪器。在实验过程中或者设计微小形变演示仪的过程中都用到了一种重要的物理方法——转换法。而让学生单独去体会、总结出这种方法来，并不是那么简单。老师可通过现象分析，引导学生建立转换法的概念：将一些不容易观察的实验现象转换成易观察和描述的现象的方法。这样，学生既掌握了本实验的研究方法，同时对转换法也进行了深入的理解和掌握。遇到类似情形时，学生便知用了或应该用转换法来解决此类问题。物理科学方法教育实施显性化能有效的提高学生接受、学习物理科学方法的效率，也对物理教师在科学方法的教学上提供了有效的途径。

2    指导学生尝试用所学物理科学方法学习、解决物理问题，使物理科学方法教育应用化

学习物理科学方法的最终目的是用物理科学方法为生活、生产服务。因此，学生不仅要掌握物理科学的基本方法，又要及时的将之应用在学习新知识、解决物理问题上。在义务教育八年级上期，学生学习速度的概念的时候，第一次接触到用两个物理量的比值来定义一个新的物理量的方法。这个方法物理上称之为比值定义法。比值定义法在定义新的物理概念上有着重要的应用。学生如果在学习速度的概念时就理解了比值定义法的重要内涵，对其后续学习类似比值法定义的，如密度、压强、功率、电流、电场强度、磁感应强度等新的物理量有着重要的作用。不仅能够加深对一个新概念的理解，还能够试图让学生自己定义新的物理量，科学家在历史上定义新的物理量也是基于这个方法。

新人教版教材八年级上册第一章机械运动第三节《运动的快慢》中，教材用比值定义法定义路程与时间的比值为速度，采用了相同时间比路程的方法。在教材的课后习题中提出了一个问题：能不能用单位路程所用的时间来表示运动的快慢呢？[3]也就是能不能用时间与路程的比值描述运动的快慢。学生刚接触到这个问题，认为课本上用的路程与时间的比值来描述了，不能反过来用时间与路程的比。而从比值定义法的角度考虑，这两种定义方式原则上是都可以的，只是后来随着人类的喜好及测算时间方便才采用了前者的方法。可以见得，掌握了物理科学方法，对新知识的学习和解决物理问题都有着重要的作用。

3    拓展物理科学方法在实际生活、生产中的应用，使物理科学方法教育生活化

物理科学方法不仅在建立物理概念、物理知识、物理规律上有着重要用处，在实际生活、生产中也有着重要的应用。课程标准明确提出：引导学生关注生活、关心社会，注重科学技术与社会的关系，从而全面提高学生的科学素养。[1]物理科学方法的教育不仅在物理课堂上进行，还应该拓展到实际的生活和生产中，使物理科学方法教育生活化。

例如，物理常用的控制变量法在中学物理教学中有着重要的应用，探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力作用效果的因素、探究电流、电压和电阻的关系等等。而控制变量法在实际生活中也有很多应用，在新课之余也可以向学生拓展。如，现代社会中不少人患了肥胖病，而真正引起肥胖的原因可能有哪些？有着怎么样的影响关系呢？这里就可以借助物理中的控制变量法来进行研究：先列出可能的影响因素，如饮食中摄入了过多的含糖量高的食物，平时很少或者不运动，吃了大量脂肪高、油脂高的食品、吃饭过饱等等。要研究肥胖究竟与这些因素是否有关系，具体有着怎么样的关系等均可采用控制变量法来研究。在实际生产中也有很多例子，如锅炉水位计就是利用连通器将锅炉里的水位转换成了锅外水位计的水位，运用了转换法;在机械生产的厂房里应用智能机械代替人工工作也是一种等效替代;在科学技术上人们利用类比法，类比鸟类和鱼类体型构造的特点，在汽车和飞机上采用流线型的结构。

4    培养学生对科学方法的浓厚兴趣，促进学生科学素养的全面提高，使物理科学方法习惯化

物理科学方法教育的内容包括三个方面，即弘扬科学精神，掌握科学方法，树立科学态度。在中学物理教学中：一要在知识的学习过程中向学生介绍知识本身涉及的物理科学方法;二是在知识建立的过程中，在重大的物理规律和重大发明创造出现的过程中，提炼科学家、技术专家们所采用的重要科学方法;三是在实验过程中，重视实验过程中所体现的严谨、求实、认真、仔细、踏实的科学精神和科学态度，这也是一种科学方法教育;四是在学习过程中了解物理学的发展史，了解物理学家在做出重大科研成果、克服技术难题中所采用的科学研究方法。这些物理科学方法的学习对后续的学习、工作和科学研究有着重要的影响。通过这几个方面的努力，让学生对物理科学方法形成一种浓厚的兴趣，最终把物理科学方法作为一种生活习惯，随时想到用物理科学方法解决问题。

物理科学方法教育对学生的终身发展有着重要作用，对学生形成正确的世界观也有着重大的影响，也是提高公民科学素养的重要途径。在中学物理教学中要普及物理科学方法教育，使之显性化、应用化、生活化、习惯化，使物理科学方法教育得到有效的实施。从而培养学生对物理科学方法的浓厚兴趣，体会物理科学方法的神奇魅力所在，让学生有兴趣去学，有能力去学，掌握科学方法，运用科学方法，最终让物理科学方法变成自身的一种能力和基本素养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

[2]张宪魁.物理科学方法教育[M].青岛：中国海洋大学出版社，2000.

[3]人民教育出版社课程教材研究所.义务教育教科书物理八年级（上册）[M].北京：人民教育出版社，2013.

（栏目编辑    刘  荣）