高中物理教学中实施科学方法教育的研究

罗华权

摘 要：物理科学方法体系是由最初的自然科学方法论及物理学发展的历史演变而来，其属于物理方法教育的范畴。阐述了高中物理教学过程中实施科学方法教育的必要性，并提出实施科学方法教育的具体措施。

关键词：高中物理；科学方法；必要性；实施策略

高中物理教材中引入了较多的科学方法，比如绝对与相对、量变与质量、时空观、肯定与否定、几何方法、极限方法、对称方法、等效方法、概括、推理与判断、归纳与演绎等等，在高中物理教学中实施科学方法教育可以促进学生逻辑思维能力的提高，培养学生的科学素养，使其掌握学习方法。

一、高中物理教学中实施科学方法教育的必要性

具体而言，高中物理教学中实施科学方法教育的必要性体现在以下几个方面：（1）高中课程标准的要求：《普通高中物理课程标准》中有明确要求，物理课程的教学目标之一即是“学习科学探索的方法，促进学生自主学习能力的发展，并培养其良好的思维习惯，从而具备利用物理知识及科学方法解决问题的能力。”由此可见，高中物理教学过程中，科学方法教育是一项重要组成部分，更是新课程标准的必然要求。（2）物理的学科特点所决定：从某种程度上讲，科学方法教育是物理知识发展到一定阶段的产物，其包含于物理知识中。物理学科是建立在大量实验操作上的知识体系，因此实验操作是获得感性材料的重要手段，通过物理实验可对物理知识的发展规律做更为深入的探索，这个过程中，科学方法正是物理学习及研究的一项基本手段。（3）培养学生科学素养：物理科学素养包括物理科学方法、物理技能、物理科学品质、物理实验能力、物理思想等多个方面的内容，但是无论哪个内容均融入了科学方法教育，因此要培养学生的科学态度与价值观，提升其科学素养，科学方法教育必不可少。

二、高中物理教学中科学方法教育的实施策略

1.知识教学中融入科学方法教育

高中物理教材中，物理方法教育与知识内容体系是相辅相成、互相融合的，因此要选择典型的、重要的研究方法作为教学重点，将其中隐藏的主要科学方法进行显性化处理。在分析具体的问题时要采用科学方法，并适当地针对具体问题提出具体的针对性的方法，使学生在学习的过程中领会科学方法，通过“润物细无声”的影响树立其科学方法重要性的意识。比如教材必修1第一章中，建立质点模型的相关知识既是重点也是难点，其主要目标是使学生认识到如何通过物理模型科学地描述物体的运动。教材中关于质点的概念从如何处理实际物体运动的复杂性着眼的，基于该问题引导学生进行思考：如果物体都是一个个只有质量、没有大小的点，问题是否会变得更加简单，那么，需要什么样的条件才能将物体视作一个“点”呢？这种问题引导不仅可以使学生很快掌“质点”的概念，还可以通过方法的渗透培养其科学的思维。老师还可以对该过程做进一步深入引导：物理学中突出主要问题，忽略次要因素，通过建立物理模型解决此类问题是常用的研究方法，质量就属于这种物理模型。

2.介绍物理学发展历史

高中物理课堂上除了讲解物理学的相关知识概念，还要有选择地介绍一些物理学发展的重要历史，比如“伽利略对自由落体运动的研究”中，就对自由落体的相关知识背景做了介绍，使学生可以从中领悟科学家的思想方法。伽利略猜想落体的速度是匀速变化的，且进一步提出落体运动速度如何匀速变化，此时，老师可以向学生介绍：“爱因斯坦曾说：‘问题的提出比解决问题更加重要，这是由于提出问题证明提问者从全新的角度上看待问题，从而探讨出新的可能性，这个过程需要创造性的想象力，这恰恰是科学上的进步。”而在介绍伽利略及其猜想理论时，则可告诉学生：伽利略是采用以实验检验猜想及假设的科学方法的第一人。在课堂上介绍物理学的发展历史，通过“猜想与假说”“实验验证”等相关内容的介绍，不仅可以使学生了解到物理学的发展，还可以将科学方法的发展过程及重要意义展现出来。

3.通过物理实验体验科学方法

物理学是以大量实验为基础的，因此物理实验也是学好物理知识的重要手段，在物理实验中可以从以下几个方面使学生体验科学方法，不断提高其实验技能：（1）引导学生掌握实验仪器的构造、原理及正确的使用方法，可以在实验过程中正确观察、测量及读数，并能在实验操作过程中爱护仪器、遵守实验操作规程。（2）了解教材中基本实验的原理及操作方法，实验过程中可以将实验数据准确记录下来，并从中分析物理知识的发展规律或正确的结论。（3）正确理解误差，并能分析常识性实验的误差来源。（4）可以根据实验过程及结果撰写实验报告，充分尊重实验事实，培养其实事求是的科学习惯。通过大量的课堂教学实践可知，在实验过程中引导学生明确实验目标，实验步骤做到层次分明，学生即可在实验中迅速、有效地掌握实验仪器的使用方法，并提高其观察能力。比如学习“油膜法测定分子直径”相关内容时，学生基于微观的角度对该方法的理解不够透彻，此时可为其建立一个真实的物理情境：准备一些油菜籽，由其测量单个油菜籽的直径，当然单个油菜籽的直径测量难度较大，学生可以将100个油菜籽排列在一起，测量100个油菜籽的长度，再将单个直径计算出来。虽然该方法存在一定问题，但是学生的思维却向用测量多个来计算单个的方法转变，是对整体到个体思想的领悟，故思维也更加开阔。

4.课外实验中的科学方法教育

学生课后实验是对学习内容的延伸与巩固，主要目的是扩大学生的知识面，提高其创新能力。学生在课外实验中，老师的引导作用十分关键，要让学生感受到课后实验的乐趣，激发其主动性。比如笔者曾为学生设计了一个证明液体蒸发时要吸热的实验，试验仪器包括一个带橡皮塞的试管、直角细长玻璃管、少量红墨水、酒精、棉花等，学生在实验时可能会感到无从下手，此时，老师可以对其做出提示：液体蒸发有什么特点？可以尝试从吸热的角度设计实验。当然，老师的提示要点到为止，不可包办代替学生的逻辑思维，以免影响学生创造性的发挥。课外实验过程中，学生可以提出问题、进行假设、自主设计实验步骤、自主收集实验材料等，并对自己的实验心得进行互相交流，不仅可以增加学生的学习乐趣，而且还可能促进其创新能力的提升，这恰恰是科学方法教育的效果所在。

总之，授人以鱼不如授人以渔，科学方法教育则重于学生能力的培养，使其在掌握单纯的物理知识的同时，还能掌握相应的学习方法。当然，与物理知识学习相比，科学方法的学习显然更加困难，并非通过一两次课堂教学学习即可领悟、掌握，需要老师在长期的教学实践中，有意识、有计划地在物理课堂上渗透科学思想方法，以保证学生既掌握知识，又学会方法。

參考文献：

[1]周建军.浅析高中物理多媒体教学的利与弊[J].中国信息技术教育，2014（24）：80-82.

[2]杨继坤.多媒体在高中物理教学中的应用研究[J].教育教学论坛，2014（38）.

？誗编辑 谢尾合