浅论高中物理教学中的科学方法

刘永光河北省唐山市第二中学

浅论高中物理教学中的科学方法

刘永光
河北省唐山市第二中学

本文主要从当前社会发展出发，结合高中物理教育发展现状，对当前物理教育的科学方法提出自己的一些浅见，以达到引玉的目的。主要讨论了思想实验法、逻辑推理法、控制变量法、逆向思维法和等效法等科学方法在物理学中的应用，利用这些科学方法培养学生科学思维，提高教育教学质量。

高中物理；科学方法；逻辑推理

当今社会科学技术迅速发展，信息技术一日千里，科技竞争日益激烈，教育界已经普遍意识到，培养学生的能力是整个教育的核心部分，而能力的高低在一定程度上表现为掌握多少种科学方法以及掌握的熟练程度。而物理学科的独特性之一表现在其科学性和规律性的统一。在实际教学当中，教师不应该只注重知识的传授而轻视科学方法的教导，在教学中既要使学生掌握物理学的定义和规律，更要注意培养学生对科学的态度和科学的方法意识。能力就是以知识为基础，加上技能以及科学的方法，其中，方法是把知识和能力联系到一起的纽带，是能力的核心。以下就是需要在教学当中注意的物理科学方法：

一、思想实验法

通过实验室的研究，再经过概括、论证、抽象和推理得出科学规律的一种研究方法，但是这种方法得出的规律却不能利用实验的方式直接予以验证，仅仅是一种假想，是科学家们为了解决自然科学中的某些疑难问题，在原有科学理念基础上作为以后实验的新思路，把解决这些理想当中的实验作为研究目标，在实验当中利用猜想和假设进行进一步的操作从而得出反映事物客观规律的新规律、新原理，推动科学的发展。如：声音不能在真空当中传播，牛顿第一定律是在一定的实验基础上进行大胆的推测和假设而推理出来的定律。

二、逻辑推理法

逻辑推理是利用事物之间的逻辑关系来进行相关的规律的推理来得到某种关系或者规律。在教学同时，不仅要注意知识的传授，更应该注重逻辑思维观念的灌输，这也有益于学生科学思维能力的培养。

著名科学家伽利略在推翻亚里士多德的关于自由落体规律“两个物体下落，重的物体下落快，轻的物体下落慢”时讲：在两个物体下时，如果把重的物体和轻的物体绑在一起，根据亚里士多德的“逻辑”，“重的物体下落快，轻的物体下落慢，那么绑在一起后，轻的物体会拖住重的物体，那么，下落的整体速度要更慢一些。按照这样的“逻辑”，其下落的速度应该会比之前单个物体的速度慢。但从另外一个角度来推论，按照亚里士多德的“逻辑”，当重的物体和轻的物体绑在一块时，其重量比单个物体更重，下落的速度应该会更快。在这里，伽利略运用了亚里士多德理论当中“逻辑”的相悖之处，他利用逻辑推理巧妙地从理论角度使亚里士多德的理论成为相互矛盾的观点，从而揭示出观点当中的谬误。

三、控制变量法

这一方法用于研究某一物理量同与其相关的因素所采用的研究办法，主要是指：在研究过程中，把各相关控制因素都保持不变，只改变其中某一项因素，根据后续的变化得出这一相关“变量”因素是如何影响这一物理量的。这种方法在物理研究当中使用最普遍，也是最重要的一种研究方法。

在研究匀速直线运动时，我们注意到速度是表示物体运动快慢的物理量，与它相关的因素有路程和时间两个因素，为比较两个物体做匀速直线运动的快慢，我采用控制路程因素、控制时间因素来比较，要同学们注意观察在不同的变量下，是如何影响物体运动快慢的。

又如研究电阻定律时，可以通过伏安法演示导体的长度、横截面积因素、材料、外界温度这几个因素会引起电阻的变化，利用控制变量法，在控制其中几个因素不变的情况下只改变其中一个因素，得出长度越长、横截面越大、则电阻越大，反之，则电阻越小。在实验操作过程中，要向同学们明确指出这是利用了控制变量法，以培养同学们的科学思维。

在高中物理中可以采用控制变量法的还有：（1）影响滑动摩擦力大小的因素；（2）影响压强、、液体内部的压强；（3）影响密度的因素；（4）影响力的作用效果因素；（5）感应电流的方向因素；（6）电流在导体中产生的热量相关因素；（7）电功率大小相关因素；（8）电磁铁的磁性强弱相关因素；（9）通电螺线管的极性相关因素；（10）影响滑轮组机械效率的相关因素等。

四、逆向思维法

逆向思维是和正向思维相对应的一种思维方式，是一种创新性思维，可以让学生的思维更具有发散性，提高学生对学习的兴趣，开拓学生的思路。比如，奥斯特发现了电流具有磁场之后，法拉第就开始运用逆向思维考虑，既然电可以生磁，那么反过来，是不是磁可以生电，据此发现了电磁感应定律。可见逆向思维在物理学中的重要作用。

五、等效法

在教学当中，很多教师都会产生这样的感触，学生对某些物理现象、规律定律的表述很难让人觉得全面、准确，有时甚至词不达意。利用等效法，可以解决这一矛盾。等效法是通过对物理当中的某些因素进行替换或者利用相似性，转移到某一规律进行分析研究得到相等的效果。利用等效法可以锻炼学生的发散性思维以及开拓学生解决思路，使问题变得简单易解。例如等效法在力学当中可运用于：力的等效、实验原理的等效、过程的等效、模型的等效等。

物理学博大精深，研究方法多种多样，除了上述研究方法外，还包括类比法、比较法、隔离法和转换法等。高中物理教学既要使学生接受到全面系统的物理学知识，还要受到科学方法和科学思维的训练，培养学生们的严谨的科学态度，这对于学生提高自身综合素质，利用科学的思维方式去观察问题、思考问题、分析问题、解决问题有非常重大的作用。因此，对学生们讲授科学的研究方法，培养学生们对科学的探究精神是十分重要的。在高中生当中进行科学方法教育既是深化新课程改革的需要，也是物理学面向教育现代化的必然要求。