科學(xué)方法在高中物理教學(xué)中實踐與研究

1、科學(xué)方法在高中物理教學(xué)中實踐與研究趙紅霞（永年縣第二中學(xué) 河北 永年057150）1科學(xué)方法教育的原則開展物理科學(xué)方法教育需注意以下四條原則1.1適時性當(dāng)教材內(nèi)容確有進(jìn)行科學(xué)方法滲透的必要才加以滲透，反對 脫離教材內(nèi)容而空談方法。例如：在原子模型教學(xué)中，從實驗觀察到的現(xiàn)象，經(jīng) 過推測、假設(shè)、推理、演繹提出了原子核式模型，用新的理論推翻舊的學(xué)說，將 人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識又深入一層。教材將方法和內(nèi)容緊密地結(jié)合在一起，突出 了從實驗事實出發(fā)，通過各種思維方法，建立新的物理學(xué)說。1.2適度性科學(xué)方法教育要根據(jù)教材的需要、學(xué)牛的特點來挖掘教材的 方法教育因素，制定出切實的滲透目標(biāo)，不宜過難、過高。另外也

2、要注意學(xué)牛的 特點，有些方法在重點中學(xué)可以講解，但到了普通中學(xué)用同樣的方法教學(xué)可能效 果就不好，教師應(yīng)該考慮各方面因素，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)自己的教學(xué)難度，適度的進(jìn)行 方法教育。1.3隱含性開展物理方法教育的最好方式就是滲透。在進(jìn)行方法教育時, 要做到潛移默化，讓學(xué)牛在學(xué)習(xí)知識的同時不知不覺地接受物理方法的培養(yǎng)和熏 陶。在高中電場教學(xué)時經(jīng)常用到類比的方法，把電勢差、電勢、電勢能、電場力 做功和重力場中的高度差、高度、重力勢能、重力做功進(jìn)行類比，在教學(xué)過程中 教師并未提及“類比”二字，但學(xué)生在學(xué)習(xí)中不知不覺接受了類比這一物理方法。1.4融合性知識、方法和能力在學(xué)生的學(xué)習(xí)活動中是密切聯(lián)系在一起的。 開展物理

3、科學(xué)方法教育和學(xué)習(xí)物理知識、培養(yǎng)學(xué)牛能力可以結(jié)合在一起，促進(jìn)知 識的掌握和能力的培養(yǎng)。例如：在得出牛頓第二定律時就要用到控制變量法，應(yīng) 用牛頓第二定律解題時就要用到隔離法和正交分解法等典型的物理方法。能力的 培養(yǎng)是通過學(xué)習(xí)知識和方法滲透等實踐活動來培養(yǎng)的。知識越豐富，方法越多、 越巧，解決問題的能力就越強。2.教學(xué)過程中對學(xué)牛進(jìn)行科學(xué)方法教育的途徑2.1在講清物理概念、物理規(guī)律的教學(xué)過程中滲透科學(xué)方法教育一個物 理概念的形成或一個物理規(guī)律的建立，必然有與之對應(yīng)的科學(xué)方法的運用和形成。 例如在高中物理教材中速度概念的教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生首先分析、比較不同 物體的運動快慢從而引入速度的概念，進(jìn)而

4、分析如何定量地表示不同物體運動的 快慢，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到可用位移和時間的比值即表示，即采用比值法定義速度。 在平均速度概念的基礎(chǔ)上，運用近似法、微元法建立瞬時速度的概念，用比值法、 微元法定義瞬時速度，也可以向?qū)W生介紹用氣墊導(dǎo)軌或打點計時器測量瞬時速度 滲透實驗法。由此可見，在速度概念的建立過程中，伴隨著許多科學(xué)方法的運用。 同樣，一個物理規(guī)律的建立，如牛頓定律、萬有引力定律、氣體實驗定律等規(guī)律 的建立，也充分運用了實驗方法、分析和歸納、推理方法及數(shù)學(xué)方法。2.2在說明物理理論的建立過程的教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育物理學(xué)中有 許多物理理論：如分子動理論、麥克斯韋電磁理論、光的粒子說和波動說、玻爾 理

5、論等。這些理論都是在實驗事實的基礎(chǔ)上，經(jīng)過科學(xué)思維及數(shù)學(xué)方法建立起來 的。其中科學(xué)假設(shè)在物理理論建立過程有突出的運用。例如“玻爾理論”的建立，充分體現(xiàn)了科學(xué)假設(shè)的運用。教師可按以下的程序組 織這部分知識的教學(xué)：首先指出玻爾根據(jù)當(dāng)吋已有的實驗和理論，發(fā)現(xiàn)用經(jīng)典電 磁學(xué)理論不能解釋“原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定”和“原子光譜不連續(xù)”的事實，大膽放棄了 某些不適用于原子內(nèi)部的經(jīng)典電磁論，創(chuàng)造性地把盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說、普 朗克量子說和愛因期坦的思想結(jié)合起來，融合光量子理論于原子結(jié)構(gòu)理論中，提 出了三條科學(xué)假設(shè)：能量量子化假設(shè)、軌道量子化假設(shè)和躍遷假設(shè)，然后以氫原 子為例進(jìn)行演繹推理，把抽象的假設(shè)具體化，再借助電子

6、軌道圖和能級圖，使抽 象的假設(shè)形象化。但假設(shè)是否正確，還需要實踐的檢驗，最后向?qū)W生介紹玻爾的 理論一方面被德國物理學(xué)家夫蘭克和赫茲共同完成的著名實驗所證實，同時用玻 爾理論可以很好地解釋氫原子光譜，玻爾理論的正確性得到證實。循著理論建立 的歷史進(jìn)程“事實和已有理論” → “理論假設(shè)” → “新事實” → “修 正理論，甚至建立新的假設(shè)”組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，實際上是讓學(xué)生經(jīng)歷一次用科 學(xué)方法研究物理問題的模擬活動，學(xué)生既能學(xué)到了物理知識，更體會到了科學(xué)方 法在科學(xué)理論建立過程的重要作用。2.3在進(jìn)行物理實驗教學(xué)中，對學(xué)生開展科學(xué)方法教育教師介紹

7、了一些 物理方法以后，要讓學(xué)生在實踐中加以應(yīng)用，實驗課是進(jìn)行物理方法應(yīng)用訓(xùn)練的 最好機會。實驗教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分，在實驗教學(xué)中，開展科學(xué) 方法教育大有文章可做。在實驗課中讓學(xué)生進(jìn)行觀察、記錄并整理數(shù)據(jù)，排除次 要因素，突出主要因素，經(jīng)過分析、運算、歸納、總結(jié)，從而得出正確的物理結(jié) 論，給學(xué)生提供親自運用科學(xué)方法探索的機會。2.4在單元小結(jié)中進(jìn)行物理方法的討論和歸類講完一章新課后，在對該 章內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)的同吋，也要對該章所用到的物理方法進(jìn)行討論和歸類。如講完 牛頓運動定律后，對控制變量法、實驗法進(jìn)行分析討論，對隔離法、整體法進(jìn)行 小結(jié)。講完電場和磁場之后，復(fù)習(xí)吋可以運用類比的方法，

8、把這兩者知識聯(lián)系起 來?？偨Y(jié)這些物理方法的特點、應(yīng)用條件，引導(dǎo)學(xué)生站在更高的層次去審視這些 物理方法，這對啟發(fā)思維，培養(yǎng)能力幫助極大。3 高中物理科學(xué)方法教育的意義3.1科學(xué)方法教育比知識教學(xué)更具有長遠(yuǎn)意義正如法國科學(xué)家笛卡爾所 說：“最有價值的知識，是關(guān)于方法的知識。”所以在物理教學(xué)中不僅要教給學(xué)生 基本的科學(xué)文化知識，更重要的是要教給學(xué)生具有普遍價值的科學(xué)方法。觀察、 實驗、假說、驗證等物理學(xué)科的基本研究方法，它不僅適用于自然科學(xué)的研究, 也適用于其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和各種工作領(lǐng)域。學(xué)生在物理教學(xué)中受到的科學(xué)研究 方法的教育和培養(yǎng)將終身受益。3.2科學(xué)方法教育能使物理教學(xué)達(dá)到更高的境界對于教學(xué)中的垂點和難 點知識，要切實運用必要的科學(xué)方法，讓學(xué)生在科學(xué)方法的導(dǎo)引下主動地去獲取 知識。比如對于質(zhì)點的概念學(xué)生很難理解，可以引用例子。一架飛機從溫州飛到 杭州，由于飛機的人小和形狀在與寧波到杭州的航程相比是微不足道的，在研究 的問題中不起作用，所以可以把飛機看作是一個沒有大小和形狀的點。在物