物理教育中的科學(xué)方法教育

1、物理教育中的科學(xué)方法教育古人說(shuō)：“授人以魚(yú)，只供一飯之需，教人以漁，則終身受用無(wú)窮?！边@說(shuō)明了方法的重 要。其實(shí)人人離不開(kāi)方法，事事離不開(kāi)方法，人生在世幾乎時(shí)時(shí)刻刻都在自覺(jué)或不自覺(jué)地運(yùn)用著各種方法。一般來(lái)說(shuō)，思考同一問(wèn)題，處理同一事情，會(huì)有多種多樣的方法，有的是正 確的、科學(xué)的、聰明的方法，有的是錯(cuò)誤的、非科學(xué)的、笨拙的方法。教育的任務(wù)之一就是 要讓學(xué)生在實(shí)踐中體會(huì)、認(rèn)識(shí)和運(yùn)用科學(xué)的、正確的、聰明的方法。For personal use only in study and research; not for commercial use一、科學(xué)方法教育在中學(xué)物理教學(xué)中的地位和作用歷史上凡是對(duì)人

2、類(lèi)認(rèn)識(shí)的發(fā)展起到過(guò)積極影響的，不論是自然科學(xué)家還是哲學(xué)家，都非常重視方法論的研究。愛(ài)因斯坦在介紹自己取得科學(xué)成功的秘訣時(shí)，總結(jié)了一個(gè)公式：A（成功）二X（艱苦的勞動(dòng)）+Y（正確的方法）+Z（少說(shuō)空話）。德國(guó)著名物理學(xué)家玻恩說(shuō)：“我榮獲1934年的諾貝爾獎(jiǎng)金，與其說(shuō)是因?yàn)槲宜l(fā)表的工作里包括了一個(gè)自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，倒不如說(shuō)是因?yàn)槟抢锩姘艘粋€(gè)關(guān)于自然現(xiàn)象的科學(xué)思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)?！盕or personal use only in study and research; not for commercial use歷史上凡是新的科學(xué)理論的建立都伴隨著一種新的科學(xué)方法的出現(xiàn)。例如，在伽利略開(kāi)創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)

3、方法與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合的基礎(chǔ)上， 牛頓才總結(jié)出了牛頓力學(xué)； 量子力學(xué)的建立產(chǎn)生 了以統(tǒng)計(jì)因果觀為核心的思維方法?？梢?jiàn)，科學(xué)方法對(duì)物理學(xué)的發(fā)展起著重要的作用。物理教育要面向21世紀(jì)，就必須實(shí)現(xiàn)由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變，這已是物理教育 工作者的共識(shí)。在物理教學(xué)中主要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，科學(xué)素質(zhì)包括科學(xué)知識(shí)、科學(xué)觀念、科學(xué)的研究方法、科學(xué)的思維方法以及各種基礎(chǔ)能力，還有科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的價(jià)值觀等。在物理教學(xué)中加強(qiáng)科學(xué)方法的教育，不僅能使學(xué)生體會(huì)、 認(rèn)識(shí)和掌握科學(xué)的研究方法和科學(xué)的思維方法，而且還能逐步養(yǎng)成學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，樹(shù)立科學(xué)觀念，訓(xùn)練和提高學(xué)生的各種基礎(chǔ)能力。從形成學(xué)生正確的世界觀看， 影響最大的

4、還是科學(xué)方法論。自然科學(xué)方法論是自然科學(xué)與哲學(xué)的一個(gè)結(jié)合點(diǎn)，正確的方法論是馬克思主義的重要組成部分，學(xué)習(xí)方法論必有助于學(xué)習(xí)唯物主義的辯證法， 促進(jìn)科學(xué)的世界觀的樹(shù)立。 物理知識(shí)本身議及獲得物理知識(shí)的過(guò)程充 滿了豐富的辯證教育因素，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育，即使不講明其中的哲學(xué)原理， 也能夠?qū)ε囵B(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義觀點(diǎn)起到較明顯的作用。例如，強(qiáng)調(diào)觀察方法和實(shí)驗(yàn)方法是物理學(xué)最基本的研究方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步懂得觀察和實(shí)驗(yàn)是獲得物理知識(shí)的基本源 泉，是檢驗(yàn)物理知識(shí)真理性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這就是培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立物質(zhì)第一性，意識(shí)第二性，認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，又受實(shí)踐檢驗(yàn)的哲學(xué)觀點(diǎn)。熱愛(ài)科學(xué)，追求真理，具有實(shí)事求是的

5、科學(xué)態(tài)度，富有獨(dú)立思考和創(chuàng)新精神，這些科學(xué)品質(zhì)是構(gòu)成人才素質(zhì)的重要因素，科學(xué)方法教育對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的這些可貴品質(zhì)也能發(fā)揮獨(dú)特 的作用。物理學(xué)史與物理學(xué)方法教育相結(jié)合，能使學(xué)生知道科學(xué)先輩是怎樣經(jīng)過(guò)艱難曲折的探索，一步一步地認(rèn)識(shí)物理世界的奧秘的，他們對(duì)真理的渴望，勇于堅(jiān)持真理和修正錯(cuò)誤，為真理獻(xiàn)身的優(yōu)秀品質(zhì)，對(duì)學(xué)生是極富感染力的學(xué)習(xí)榜樣。同時(shí)學(xué)習(xí)科學(xué)方法論可以使人掌握正確的思想方法和工作方法，提高科學(xué)素養(yǎng)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性的研究工作，有利于培養(yǎng)創(chuàng)造型人才。能力與方法也是密切聯(lián)系的。一般地說(shuō)，人們完成某方面任務(wù)的能力的強(qiáng)弱，是與人們掌握完成這方面任務(wù)的方法的自覺(jué)程度與熟練程度密切相關(guān)的?？梢哉J(rèn)為，

6、方法是能力的 “核心” ，是對(duì)能力起決定性作用的因素，物理教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力、思維能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，就必須使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)觀察的方法、科學(xué)的思維方法和分析解決問(wèn)題的方法?？梢?jiàn)，加強(qiáng)科學(xué)方法教育，是物理學(xué)科實(shí)施素質(zhì)教育，提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要途徑。二、科學(xué)方法教育內(nèi)容框架的構(gòu)建1 .構(gòu)建的基本思路(1)從物理概念和規(guī)律的形成和擴(kuò)展中分析科學(xué)方法教育因素。物理概念和規(guī)律是物理現(xiàn)象或過(guò)程的本質(zhì)屬性或規(guī)律的反映，它本身是無(wú)方法可言的。但當(dāng)我們引人這些概念并加以定義時(shí)，或研究概念之間的定性和定量關(guān)系形成規(guī)律時(shí)，就需借助于一定的工具、一定的手段、通過(guò)一定的思維操作去觀察、去發(fā)現(xiàn)，這就體

7、現(xiàn)為科學(xué)方法了。例如，要建立“力的概念，就要通過(guò)抽象、概括，把“推、拉、提、壓”等現(xiàn)象的本質(zhì)歸結(jié)物體之間的相互作用，從而引人 “力” 的概念，此時(shí)歸納概括就是科學(xué)方法教育的因素。物理概念和規(guī)律的引伸和擴(kuò)展也要運(yùn)用一些科學(xué)方法。例如， 由物體受一個(gè)力作用時(shí)物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系(F=Ma) 擴(kuò)展到幾個(gè)力作用時(shí)物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)(F合=Ma),要運(yùn)用等效方法加以過(guò)渡和連結(jié)，這個(gè)“等效替代”就是科學(xué)方法教育因素。(2)在運(yùn)用物理概念和規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中擇取方法教育因素。在中學(xué)階段，練習(xí)、考試、競(jìng)賽、小制作與小實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)不僅要依賴(lài)于知識(shí)，而且需要采用一定的手段和思維操作方式。我

8、們可以根據(jù)解決實(shí)際問(wèn)題的需要，結(jié)合學(xué)生實(shí)際，擇取和提煉符合學(xué)生實(shí)際的方法教育的因素。例如， 陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)蔭的縫隙在地面留下一個(gè)個(gè)圓形光斑，如果已知地球到太陽(yáng)的距離為L(zhǎng),并測(cè)得光斑直徑為d,樹(shù)高為品，試估算太陽(yáng)圓面的直徑D。 本題除了應(yīng)用光的直線傳播知識(shí)外，還需要通過(guò)抽象和概括建立理想化模型，然后采用近似手段提出D=(L-h)d/h - Ld/h(L h)。這里的抽象和概括、理想化和近似就是科學(xué)方法教育的因素。在某種情況下，知識(shí)本身也是具有科學(xué)方法的意義。例如， 當(dāng)我們借助極限概念建立變速運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度概念時(shí)，極限思想就可以認(rèn)為是“極限方法”或“數(shù)學(xué)方法”了。(3)從有關(guān)物理實(shí)驗(yàn)程序的分析中提取方法

9、因素。物理實(shí)驗(yàn)是人們根據(jù)研究目的，利用自制的科學(xué)儀器設(shè)備，人為地控制物理現(xiàn)象，排除干擾， 突出主要因素，在有利的條件下研究物理現(xiàn)象的本質(zhì)和變化規(guī)律。所以實(shí)驗(yàn)也是研究物理學(xué)的基礎(chǔ)和基本方法。單就物理實(shí)驗(yàn)的基本程序，即實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理這三個(gè)過(guò)程來(lái)分析，其每一過(guò)程都蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)方法教育因素。例如關(guān)于驗(yàn)證或探究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)程序中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理是運(yùn)用控制變量的方法，確定a 跟F、 M 的定量關(guān)系；小車(chē)的加速度可以不直接測(cè)量，而是用比較相同時(shí)間內(nèi)的位移來(lái)確定加速度的大小。在實(shí)驗(yàn)操作中，為了減少誤差，可運(yùn)用等效替代與平衡的思想方法，使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的軌道略微傾斜以平衡摩擦力；采取近似

10、的方法，使盤(pán)和磚碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，以此把盤(pán)和硅碼所受的重力當(dāng)作小車(chē)受到的合外力。在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，運(yùn)用圖象方法，恰當(dāng)選擇縱軸和橫軸表示的物理量，以及將被測(cè)量作某種更換（橫軸以l/M 表示），使這圖線反映的物理意義和結(jié)論更形象、更直觀。對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)而言，由于學(xué)生幾乎完成在自身手腦并用中歷經(jīng)其各個(gè)過(guò)程，因此在現(xiàn)有學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本程序中，分析和擇取其中的科學(xué)方法教育因素，也是構(gòu)建科學(xué)方法教育內(nèi)容框架的一個(gè)重要思路。2 .構(gòu)建的基本方法由于課程標(biāo)準(zhǔn)或大綱已確定了教學(xué)內(nèi)容和要求，因此科學(xué)方法教育的內(nèi)容可以通過(guò)分析教材中的教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合教學(xué)實(shí)際，運(yùn)用“因素分析”，和“經(jīng)驗(yàn)篩選”的方法來(lái)確定。（1）因

11、素分析。我們首先對(duì)三套物理教材（原人教版和現(xiàn)上海使用的上教版、上科版）中的共 76 個(gè)知識(shí)點(diǎn)和 38 個(gè)初、 高中學(xué)生實(shí)驗(yàn)，按其編寫(xiě)內(nèi)容所揭示的科學(xué)方法教育因素，進(jìn)行系統(tǒng)的分析，以明確各知識(shí)點(diǎn)所能涉及的科學(xué)方法教育的內(nèi)容。如在研究查理定律的建立和運(yùn)用時(shí)，先明確“運(yùn)用變量控制方法研究當(dāng)體積不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)跟溫度的關(guān)系”、 “用圖象方法歸納查理定律”、 “用外推法反映氣體壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度的關(guān)系”、 “從分子運(yùn)動(dòng)論演繹查理定律的微觀解釋”、 “運(yùn)用圖象的等效變換以確定氣體狀態(tài)的變化”等科學(xué)方法教育的內(nèi)容，然后將知識(shí)結(jié)構(gòu)和方法教育因素結(jié)合起來(lái)用框圖直觀地呈示（如下框圖）。（2）經(jīng)驗(yàn)篩選。在因素分析的

12、基礎(chǔ)上，我們對(duì) 76 個(gè)知識(shí)點(diǎn)和38 個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中涉及的科學(xué)方法內(nèi)容進(jìn)行篩選， 依據(jù)框圖流程中出現(xiàn)頻數(shù)較多的、體現(xiàn)學(xué)科特色的、基本的科學(xué)方法，構(gòu)成物理科學(xué)方法教育的內(nèi)容框架。3 .構(gòu)建的結(jié)果。由于學(xué)習(xí)物理的某些特殊的技巧性方法與科學(xué)研究的一般方法不在同一層次上，因此我們用演繹的方法在包容已有方法的基礎(chǔ)上，建立一個(gè)類(lèi)似從一般科學(xué)研究方法f物理學(xué)科研究方法f應(yīng)用技巧性方法的內(nèi)容框架，如圖1所示。的程序、方式和規(guī)則，而能力則是人們?cè)诨顒?dòng)中表現(xiàn)出來(lái)的直接影響活動(dòng)效率的心理特征，它是順利完成某種活動(dòng)所必備的心理?xiàng)l件。由此可見(jiàn)，學(xué)會(huì)科學(xué)方法是提高能力的必要條件，學(xué)生領(lǐng)會(huì)和運(yùn)用科學(xué)方法的水平高低，也就反映了

13、其各項(xiàng)能力水平的高低。為了使科學(xué)方法教育與能力的培養(yǎng)在物理教學(xué)過(guò)程中真正得以落實(shí)，使不同學(xué)業(yè)階段、不同層次學(xué)校、能力基礎(chǔ)不一的學(xué)生都有不同程度的習(xí)得和發(fā)展，除了構(gòu)建科學(xué)方法教育的內(nèi)容以外，還必須構(gòu)建科學(xué)方法教育的目標(biāo)分類(lèi)框架。根據(jù)目前物理課堂教育的實(shí)際和物理教材編寫(xiě)的內(nèi)容要求，考慮操作上的簡(jiǎn)約，我們把科學(xué)方法教育的目標(biāo)水平分成三級(jí)：A. 體驗(yàn)； B. 認(rèn)識(shí)， OC.運(yùn)用。每級(jí)水平的界定和目標(biāo)例證如下表。三、中學(xué)物理科學(xué)方法教育的目標(biāo)水平分類(lèi)科學(xué)方法的內(nèi)容本身是一種知識(shí)，但要認(rèn)識(shí)和運(yùn)用科學(xué)方法，必須通過(guò)適度的訓(xùn)練、內(nèi)化以后方能達(dá)到。所以科學(xué)方法的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用是一種心智技能，我們可以將科學(xué)方法教育目

14、標(biāo)和實(shí)驗(yàn)操作都?xì)w屬于技能領(lǐng)域教學(xué)目標(biāo)的范疇。實(shí)踐表明，制定和實(shí)施科學(xué)方法教育目標(biāo)，有利于教師更好地把握和理解物理教材的結(jié)構(gòu)和要求；有利于培養(yǎng)和評(píng)價(jià)學(xué)生的能力；有利于提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。四、中學(xué)物理科學(xué)方法教育的原則1 .與物理教學(xué)過(guò)程有機(jī)結(jié)合的原則。從認(rèn)知角度看，物理教學(xué)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下能動(dòng)地認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的過(guò)程。 用方法論觀點(diǎn)分析學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程與物理學(xué)家探究物理世界的過(guò)程，可知它們是很相似的： 物理學(xué)家從人類(lèi)的已知出發(fā)探究人類(lèi)的未知，學(xué)生是從自身的已知出發(fā)探究自身的未知，兩者都是從問(wèn)題出發(fā)，都要檢索已有的知識(shí)，都要用到觀察實(shí)驗(yàn)方法、科學(xué)思維方法和數(shù)學(xué)方法； 物理學(xué)家根據(jù)理論或假說(shuō)

15、去解釋或預(yù)言物理現(xiàn)象，學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論去解釋物理現(xiàn)象或解答習(xí)題，只是獨(dú)立性、創(chuàng)造性和復(fù)雜性的程度不同而已。這就決定了物理教學(xué)與科學(xué)方法教育是密切聯(lián)系的、不可分割的。因此科學(xué)方法教育應(yīng)是結(jié)合物理教學(xué)和能力訓(xùn)練的過(guò)程而長(zhǎng)期地分散地進(jìn)行的。除專(zhuān)題討論外，不要求集中地對(duì)中學(xué)生大量補(bǔ)充科學(xué)方法論的專(zhuān)門(mén)知識(shí)。例如在原子物理教學(xué)中，通過(guò)講授知識(shí)、介紹科學(xué)的發(fā)展就是不斷地用新的模型取代舊的模型，逐步逼近真實(shí)的過(guò)程，使學(xué)生認(rèn)識(shí)“實(shí)驗(yàn)-假說(shuō)-新實(shí)驗(yàn)-新假說(shuō)”這樣一種科學(xué)研究的方法。又如在講勻變速運(yùn)動(dòng)的平均速度和瞬時(shí)速度時(shí)，可以介紹研究 “變” 的一般方法，即“以恒代變”和“無(wú)限分小”這兩種方法。2 .從隱性教育逐

16、漸向顯性教育過(guò)渡的原則?？茖W(xué)方法的隱性教育，就是在物理教學(xué)過(guò)程中隱蔽地發(fā)揮科學(xué)方法的導(dǎo)向作用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中受到科學(xué)方法的熏陶，但一般不提方法的名稱(chēng)，更不對(duì)這些方法的內(nèi)容進(jìn)行解釋?？茖W(xué)方法的顯性教育，就是在教學(xué)過(guò)程中把科學(xué)方法的內(nèi)容、特點(diǎn)和操作過(guò)程講清楚，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這些方法進(jìn)行練習(xí)。這兩種方法各有長(zhǎng)處和短處：隱性方式適用面廣，不必另外為科學(xué)方法教育化費(fèi)較多的教學(xué)時(shí)間，日積月累，學(xué)生自然地學(xué)到了一些科學(xué)方法，但不能使學(xué)生獲得科學(xué)方法的理性認(rèn)識(shí)，不讓學(xué)生自覺(jué)地以科學(xué)方法為指導(dǎo)，加深對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的理解； 顯性方式正好能彌補(bǔ)這一缺陷，但有些方法的理論較難，學(xué)生不易接受，隨著學(xué)生年級(jí)的升高，顯性方式

17、可以逐步增加。例如上面提到的原子物理的教學(xué)就是隱性教育，當(dāng)然在這一章結(jié)束時(shí)再顯性地總結(jié)一下效果會(huì)更好；而勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度和瞬時(shí)速度的教學(xué)則一定要顯性地介紹 “以恒代變”和“無(wú)限分小”這兩種方法，否則學(xué)生不會(huì)領(lǐng)悟。3 .根據(jù)學(xué)生年齡特征循序漸進(jìn)的原則?？茖W(xué)方法教育，不論是隱性的還是顯性的，都要符合各年齡階段學(xué)生的心理特征，做到循序漸進(jìn)。初中學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手能力迅速增強(qiáng)，但抽象思維能力還未充分發(fā)展，因此初中階段應(yīng)著重進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)方法的教育；對(duì)于科學(xué)思維方法，只能隱性滲透，即在教師的指導(dǎo)下接受分析、比較、概括等思維方法的訓(xùn)練。在高中階段，學(xué)生的抽象思維能力迅速增強(qiáng)， 對(duì)方法論開(kāi)始感興趣

18、，因此可以對(duì)觀察實(shí)驗(yàn)方法作進(jìn)一步顯性教育，并由淺入深地逐步介紹理想化方法、近似方法、假說(shuō)方法、用圖象和公式反映物理概念和規(guī)律的數(shù)學(xué)方法；對(duì)于分析、綜合、歸納、演繹等基本的思維方法，也可以從反復(fù)的隱性訓(xùn)練逐步過(guò)渡到顯性教育； 到高三年級(jí)還可以對(duì)科學(xué)方法作一些顯性的整理和進(jìn)一步解釋?zhuān)⒆寣W(xué)生在復(fù)習(xí)中反復(fù)運(yùn)用。有的方法一開(kāi)始只能提一下方法的名稱(chēng)，詳細(xì)的介紹要以后逐步進(jìn)行。如重心的教學(xué)，要講清重心的概念就要講到重力的等效合成，但是力的合成分解還沒(méi)講到，所以在重心這一節(jié)課中只能提一下物體的各部分都受到重力，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)我們常把它們等效集中為一個(gè)重力，它的作用點(diǎn)稱(chēng)為重心，而學(xué)了力矩平衡后，可以反過(guò)來(lái)討論一下

19、重力的合成，使學(xué)生進(jìn)一步明確重心概念中的等效方法。4 .貫穿始終的長(zhǎng)期性原則?？茖W(xué)方法學(xué)習(xí)比物理學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)要難，它不是一次教學(xué)就能讓學(xué)生理解和掌握的。物理教材中科學(xué)方法因素大多是隱含的，科學(xué)方法教育也大多是隱性的，所以學(xué)生只有在長(zhǎng)期的熏陶下，才能潛移默化地、自覺(jué)不自覺(jué)地學(xué)到一些科學(xué)方法。即使是科學(xué)方法的顯性教育也要注意適度，某種科學(xué)方法開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)，通常只需畫(huà)龍點(diǎn)睛，點(diǎn)到為止，不必詳細(xì)解釋?zhuān)院笸ㄟ^(guò)同一科學(xué)方法的多次出現(xiàn)，多次運(yùn)用，學(xué)生才能領(lǐng)會(huì)、掌握。所以教師應(yīng)自覺(jué)地、堅(jiān)持不懈地對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)方法教育。例如理想化方法，對(duì)高一學(xué)生來(lái)說(shuō)較難，因?yàn)閷?duì)他們來(lái)說(shuō)是一個(gè)觀念的轉(zhuǎn)變，學(xué)生能否學(xué)好理想化方法又

20、是能否學(xué)好高中物理的關(guān)鍵。高中第一次出現(xiàn)理想化方法是在質(zhì)點(diǎn)這一節(jié)，高一學(xué)生在學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)這一新概念的同時(shí)還要學(xué)習(xí)這一新方法，結(jié)果往往都沒(méi)真正理解。根據(jù)這一情況，可在緒論課中增加科學(xué)方法教育的內(nèi)容：先讓學(xué)生做測(cè)量課本面積的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)課本上下邊寬不等，左右邊長(zhǎng)也不等，與學(xué)生原有的“長(zhǎng)方形對(duì)邊相等”的觀念不符，于是提出了實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)方形與理想長(zhǎng)方形的概念。這樣就以學(xué)生熟悉的幾何問(wèn)題理想化方法，引出了相對(duì)比較、次要因素、建立模型和等效替代等科學(xué)方法的初步知識(shí)。有了這樣的鋪墊，質(zhì)點(diǎn)這一節(jié)的教學(xué)也就順利了。理想化方法是中學(xué)物理中最重要的方法之一，在緒論課中初步給出了這一方法，在質(zhì)點(diǎn)、勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落

21、體的教學(xué)中，使學(xué)生接觸了實(shí)體理想化、過(guò)程理想人和條件理想化的實(shí)例，對(duì)理想化方法有了較深的理解。在單擺和間諧振動(dòng)的教學(xué)中可顯性地作專(zhuān)題講座，介紹理想化方法的完整的操作過(guò)程：(1)分析影響因素； (2)比較各因素作用；(3)忽略次要因素；(4)建立理想化模型。在單擺實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步就擺球半徑是否要加進(jìn)去的問(wèn)題討論，使學(xué)生明確有一個(gè)精度要求，到電場(chǎng)一章中可讓學(xué)生計(jì)算一個(gè)均勻帶電圓環(huán)在它的軸線上離環(huán)心x處的一點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，然后討論X-8和0 時(shí)的情況，進(jìn)一步明確理想化的條件。到這里理想化方法的教學(xué)可算是比較完整了，當(dāng)然以后還可多次應(yīng)用，使學(xué)生較熟悉理想化方法。另一個(gè)重要方法-一等效替代方法也是如此。

22、有計(jì)劃地、長(zhǎng)期逐步深入地進(jìn)行科學(xué)方法教育，才能取得理想的效果。5 .各種方法有機(jī)結(jié)合的綜合性原則。在物理教學(xué)過(guò)程中，各種科學(xué)方法交叉在一起，不可能在一種科學(xué)方法的教育完成以后再進(jìn)行另一種科學(xué)方法的教育。因此， 必須充分利用物理教材中的科學(xué)方法教育因素，把各種方法有機(jī)地結(jié)合在一起進(jìn)行教青。另外中學(xué)物理中的兩個(gè)最重要的思維方法-一理想化方法和等效替代方法，都是一種總方法，它們本身就包含了很多種的子方法。因此在進(jìn)行理想化方法教育與等效替代方法教育的本身，就是多種科學(xué)方法交織在一起的教育。例如在質(zhì)點(diǎn)的教學(xué)中，通過(guò)討論如何在直角坐標(biāo)系中確定一點(diǎn)的位置和一個(gè)正方形的位置，引出：(1)點(diǎn)最簡(jiǎn)單；(2)點(diǎn)是組

23、成物體的基本單元；(3)在研究物體位置時(shí)，或者把物體視為一點(diǎn)，或者把物體拆成很多點(diǎn)。因而要解決物體位置的確定，只要先解決點(diǎn)的位置的確定， 這是化繁為簡(jiǎn)的常用等效轉(zhuǎn)化方法。接下去介紹什么情況上可把物體視為一點(diǎn)，這里又介紹了比較的方法和理想化方法。又如教庫(kù)侖定律時(shí)，先讓學(xué)生猜想兩個(gè)帶電體之間的相互作用力的大小可能與哪些因素有關(guān)(猜想是探索性實(shí)驗(yàn)的前提)； 學(xué)生會(huì)提出：帶電體的形狀、大小、 兩帶電體帶電的多少、兩帶電體間的距離和兩帶電體間的媒質(zhì)等，然后再讓學(xué)生考慮這么多因素怎么研究，有沒(méi)有主次之分，猜想哪些是主要因素，哪些是次要因素，這些次要因素在什么條件下可以忽略；當(dāng)最后還剩下電量和距離兩個(gè)因素時(shí)

24、，讓學(xué)生考慮這兩個(gè)因素對(duì)作用力的影響如何研究，并提出控制變量法。整個(gè)過(guò)程模擬了科學(xué)家的探索過(guò)程，里面包含了多種科學(xué)方法，在教學(xué)過(guò)程中它們是交織在一起的。6 .以學(xué)生發(fā)展為本的原則。教學(xué)是教師和學(xué)生共同活動(dòng)的過(guò)程。課程的思想性，教學(xué)內(nèi)容的選擇，教學(xué)要求的確定和教學(xué)進(jìn)度的安排等，是由教師掌握的，學(xué)生是在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行學(xué)習(xí)。但是， 從學(xué)的方面來(lái)說(shuō)，學(xué)生是認(rèn)識(shí)的主體，外因要通過(guò)內(nèi)因起作用，不僅知識(shí)的掌握和能力的培養(yǎng)必須通過(guò)學(xué)生自覺(jué)積極的努力才能做到，方法的掌握也必須通過(guò)學(xué)生自己的嘗試和體驗(yàn)才能達(dá)到，學(xué)生必須在學(xué)習(xí)中應(yīng)用和在應(yīng)用中學(xué)習(xí)才能得到發(fā)展。所以在科學(xué)方法教育中也必須堅(jiān)持以學(xué)生發(fā)展為本。例如在諸綸課中介紹了