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高中物理科學(xué)方法教育分析論文
摘要:《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出，“進(jìn)一步提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)”。因此，深入研究科學(xué)方法，對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著重要意義。本文將對(duì)新課改下高中物理科學(xué)方法教育的意義和方法進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:新課改下；高中物理；科學(xué)方法教育
根據(jù)新課程理念，高中物理科學(xué)方法可以概括為：“物理學(xué)科方法就是研究物理現(xiàn)象、描述物理現(xiàn)象、實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)物理規(guī)律時(shí)所采用的各種手段與方法，具體到物理學(xué)科中就是物理科學(xué)方法。”科學(xué)方法是物理學(xué)的內(nèi)在要求，因此，物理學(xué)的發(fā)展一定要伴隨著科學(xué)方法的發(fā)展，物理學(xué)的教育當(dāng)然也離開科學(xué)方法的教育。
一、高中物理科學(xué)方法教育的意義
�。ㄒ唬┛茖W(xué)方法教育比知識(shí)教學(xué)更具有長遠(yuǎn)意義
對(duì)教育而言，學(xué)生在校所能學(xué)到的知識(shí)很有限，而科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，要求社會(huì)成員具有較強(qiáng)的獨(dú)立獲取新知識(shí)、掌握新技術(shù)、解決新問題的創(chuàng)新能力。要迅速地弄懂這些新知識(shí)、新發(fā)現(xiàn)，掌握這些新技術(shù)，如果沒有一套行之有效的科學(xué)方法是很難達(dá)到的。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(shí)，更重要的是要教給學(xué)生具有普遍價(jià)值的科學(xué)方法。觀察、實(shí)驗(yàn)、假說、驗(yàn)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。分析、綜合、抽象、概括、歸納、演繹等基本的科學(xué)思維方法，更是普遍應(yīng)用于人的各種思維活動(dòng)，科學(xué)思維方法可以說是一個(gè)人終身不可缺少的基本素質(zhì)。學(xué)生在物理教學(xué)中受到的科學(xué)研究方法和科學(xué)思維方法的教育和培養(yǎng)將終身受益。所以，教給學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的科學(xué)方法，應(yīng)是學(xué)校教育給予學(xué)生的最具生命力的教育成果，也是學(xué)生離開學(xué)校后學(xué)習(xí)和工作的有力工具。因此，掌握科學(xué)方法比掌握具體的科學(xué)知識(shí)更具有長遠(yuǎn)的意義。
�。ǘ┛茖W(xué)方法教育能使物理教學(xué)達(dá)到更高的境界
現(xiàn)行教材是按知識(shí)體系編排的，科學(xué)方法大多蘊(yùn)涵在知識(shí)的發(fā)展過程中，需要教師挖掘教材中隱含的科學(xué)方法教育因素。在教學(xué)中有意識(shí)地以科學(xué)方法為線索組織教材、組織教學(xué)過程。對(duì)一些重點(diǎn)知識(shí)，模擬科學(xué)家的研究過程，切實(shí)運(yùn)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(dòng)地去獲取知識(shí)。這樣的教學(xué)，必然符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，能使學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲得過程有切身的體驗(yàn)，從而對(duì)知識(shí)本身有扎實(shí)的理解，受到科學(xué)方法的訓(xùn)練和培養(yǎng)。這就使學(xué)生不僅掌握了知識(shí)，還明白了這一知識(shí)是用了那些科學(xué)方法來獲得的，即能在科學(xué)方法層面上理解和體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程。這樣，學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)逐步地掌握了科學(xué)方法，進(jìn)而形成自己的科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，就會(huì)有效地提高學(xué)習(xí)效率。當(dāng)學(xué)生掌握了方法取得了獨(dú)立獲取知識(shí)的本領(lǐng)時(shí)，就得到了開啟物理知識(shí)寶庫的“金鑰匙”。這種教法與學(xué)法的結(jié)合，才能體現(xiàn)葉圣陶先生所倡導(dǎo)的“教是為了不教”的原則，物理教學(xué)質(zhì)量必然會(huì)達(dá)到更高的境界。
二、高中物理科學(xué)方法教育的途徑
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(gè)物理概念的形成或一個(gè)物理規(guī)律的建立，必然有與之對(duì)應(yīng)的科學(xué)方法的運(yùn)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(yùn)動(dòng)快慢從而引入速度的概念，進(jìn)而分析如何定量地表示不同物體運(yùn)動(dòng)的快慢，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到可用位移和時(shí)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(yùn)用近似法、微元法建立瞬時(shí)速度的概念，用比值法、微元法定義瞬時(shí)速度，也可以向?qū)W生介紹用氣墊導(dǎo)軌或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度滲透實(shí)驗(yàn)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(yùn)用。同樣，一個(gè)物理規(guī)律的建立，如牛頓定律、萬有引力定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律等規(guī)律的建立，也充分運(yùn)用了實(shí)驗(yàn)方法、分析和歸納、推理方法及數(shù)學(xué)方法。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(dòng)理論、麥克斯韋電磁理論、光的粒子說和波動(dòng)說、玻爾理論等。這些理論都是在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，例如，“玻爾理論”的建立，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，再借助電子軌道圖和能級(jí)圖，使抽象的假設(shè)形象化。假設(shè)是否正確，還需要實(shí)踐的檢驗(yàn)，最后，向?qū)W生介紹玻爾的理論被德國物理學(xué)家夫蘭克和赫茲共同完成的著名實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，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(shí)。循著理論建立的歷史進(jìn)程“事實(shí)和已有理論”→“理論假設(shè)”→“新事實(shí)”→“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(shí)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(dòng)，學(xué)生既能學(xué)到了物理知識(shí)，更體會(huì)到了科學(xué)方法在科學(xué)理論建立過程的重要作用。在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)學(xué)生開展科學(xué)方法教育教師介紹了一些物理方法以后，要讓學(xué)生在實(shí)踐中加以應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)課是進(jìn)行物理方法應(yīng)用訓(xùn)練的最好機(jī)會(huì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，開展科學(xué)方法教育大有文章可做。在實(shí)驗(yàn)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(yùn)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(yùn)用科學(xué)方法探索的機(jī)會(huì)。
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(duì)該章內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)的同時(shí)，也要對(duì)該章所用到的物理方法進(jìn)行討論和歸類。如講完牛頓運(yùn)動(dòng)定律后，對(duì)控制變量法、實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行分析討論，對(duì)隔離法、整體法進(jìn)行小結(jié)。講完電場(chǎng)和磁場(chǎng)之后，復(fù)習(xí)時(shí)可以運(yùn)用類比的方法，把這兩者知識(shí)聯(lián)系起來。總結(jié)這些物理方法的特點(diǎn)、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(duì)啟發(fā)思維，培養(yǎng)能力幫助極大。
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