物理學(xué)方法論是自然科學(xué)方法論的一個分支,它是用唯物辯證法為指導(dǎo)對物理學(xué)的研究方法進行研究的有關(guān)理論,主要探討了用什么方法去研究物理現(xiàn)象、怎樣描述物理現(xiàn)象、如何探討并總結(jié)歸納物理規(guī)律等。
按照新的教學(xué)思想,學(xué)生必須學(xué)習(xí)這門學(xué)科的基本結(jié)構(gòu),即基礎(chǔ)知識、基本原理和規(guī)律及研究這門學(xué)科的基本方法。這兩大部分中,后者的價值并不小于前者。從某種意義上講,知識是客觀存在的、不變的,而方法則是靈活的、活躍的、富有創(chuàng)造性的。伽利略已死去三百多年,他所發(fā)現(xiàn)的自由落體規(guī)律在物理學(xué)知識的長河中所占比例愈來愈小,但他研究問題所創(chuàng)造的一套科學(xué)方法卻不斷為后人所繼承、發(fā)揚,創(chuàng)造了比自由落體規(guī)律高出千百倍的財富。實踐證明,如果僅僅讓學(xué)生學(xué)會了自由落體規(guī)律,他們當不了科學(xué)家,但是,如果掌握了伽利略研究問題的方法,那他們將受益終身。
學(xué)習(xí)方法論,有利于盡快培養(yǎng)創(chuàng)造性人才。因為學(xué)習(xí)方法論可以使人們掌握正確的思想方法和工作方法,提高科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)鑒識力,指導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)造性的研究工作。實踐證明,知識愈豐富,方法論的思想愈新穎,而正確的方法又可以加快人們掌握更多的知識,所以有人說,正確的方法是科學(xué)之魂。對青年學(xué)生來講,在學(xué)習(xí)階段較早地接受方法論的指導(dǎo),無疑會大大地縮短他們參加工作后憑借個人經(jīng)驗而漫無邊際摸索的階段,有利于青年學(xué)生充分利用富有創(chuàng)造力的青年時期。因此,現(xiàn)在世界各國都把方法論的研究提到空前的高度,美國麻省理工學(xué)院為學(xué)生專門增設(shè)了方法論這一專門課程,我國1978年在制定1978-1985年八年全國科技規(guī)劃時,“自然科學(xué)史和科學(xué)方法論”被列為重點研究項目之一。南京大學(xué)為學(xué)生開設(shè)了科研方法論選修課。上海和四路小學(xué)為學(xué)生開設(shè)了創(chuàng)造技法課,從小培養(yǎng)學(xué)生掌握研究問題的方法,這都是有遠見的做法。
一、拓寬學(xué)生的知識面,培養(yǎng)學(xué)生廣泛的興趣
豐富的知識是培養(yǎng)學(xué)生“創(chuàng)新”能力的基礎(chǔ),廣泛的興趣是培養(yǎng)學(xué)生“創(chuàng)新”能力的動力。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,教師在課堂上應(yīng)經(jīng)常介紹一些科學(xué)家成功的軼事,使學(xué)生了解科學(xué)家成功的艱難和喜悅,并在課外能學(xué)習(xí)科學(xué)家的探索精神,進行研究性學(xué)習(xí)。針對物理與實際生活聯(lián)系十分密切的特點,教師根據(jù)學(xué)生已學(xué)的知識,結(jié)合相關(guān)學(xué)科知識,提出一些不同的主題,激發(fā)學(xué)生選題的興趣,吸引學(xué)生申報不同主題下的相關(guān)內(nèi)容,例如:“電在你家中”“菜刀中的力學(xué)知識”“自行車中的物理原理”等,這既拓寬了學(xué)生知識面,又提高了學(xué)生的興趣。高一第一學(xué)期在講完摩擦力的內(nèi)容后,我就布置了“自行車中的物理原理”這一課題,同時列舉了10個小課題,許多學(xué)生能夠用學(xué)過的知識去分析問題,也有部分學(xué)生研究自行車的尾燈,有關(guān)光的反射、折射等知識的掌握早已超過了課堂上所學(xué)的內(nèi)容,而且,交流之后大家提出的問題又成為下次研究的課題。大教育家孔子說過“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”。感興趣就會不怕艱苦,積極主動地去學(xué)習(xí),遇到問題喜歡多問,甚至“打破砂鍋問到底”。這樣肯去鉆研,才會有所創(chuàng)新。
二、培養(yǎng)學(xué)生的求異創(chuàng)新思維能力
求異,指對知識和技能探求的標新立異,使人有所發(fā)現(xiàn)、有所發(fā)明、有所創(chuàng)造、有所前進。所以求異思維是一種培養(yǎng)學(xué)生開拓和創(chuàng)新精神的思維。意大利杰出的物理學(xué)家伽利略在教堂里看見懸掛的吊燈被風(fēng)吹得左右搖擺。這在別人看來是司空見慣、習(xí)以為常的現(xiàn)象,伽利略卻對此提出了不同的看法,領(lǐng)悟出“搖擺等時性”的規(guī)律。但在以往的教學(xué)中,我們往往習(xí)慣于給學(xué)生一些固定不變的知識及方法,這對“創(chuàng)新”能力的培養(yǎng)是很不利的。教師在教學(xué)中要力求擺脫習(xí)慣認識的束縛,開拓思路,用一題多解、一解多題等多種形式,引導(dǎo)學(xué)生從不同角度、不同思路去思考問題,盡可能提出與眾不同的新觀點、新思想、新辦法。對于學(xué)生的設(shè)想不管對錯,教師都要耐心細致地給予分析,同時要表揚敢于發(fā)表自己見解的學(xué)生,從而帶動其他學(xué)生標新立異。如我班有一個學(xué)生,高一入學(xué)時成績平平,但為人爭強好勝,資質(zhì)聰穎,就是貪玩,遇到問題總愛提出不同的想法,對此我總耐心分析他想法的正誤,引導(dǎo)他找出原因,正確地給予鼓勵。高一學(xué)期末,他的物理成績遙遙領(lǐng)先,還在市物理競賽中獲了獎。針對這位同學(xué)的情況,我向該同學(xué)介紹了中微子的發(fā)現(xiàn)過程:物理學(xué)家在研究放射性物質(zhì)的原子核發(fā)射電子的過程中,發(fā)現(xiàn)了放出一個電子后,原子核失去的質(zhì)量總是大于電子的質(zhì)量,雖然差別很小,但與已知的能量守恒定律相矛盾,這令許多科學(xué)家束手無策。這時,年輕的物理學(xué)家包利大膽提出了一個假說:隨著電子一起,有另外的一個粒子也飛離了原子核,是它偷走了原子核的一點點質(zhì)量。經(jīng)過二十幾年,美國洛斯阿拉莫斯科學(xué)小組歷盡艱辛,終于找到了它,這時,中微子的假說才被證實。
三、培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力
發(fā)散性思維是一種不依常規(guī)、尋求變異、從多方面探求答案的思維形式,也就是一個問題可能有多種答案。以這個問題為中心,從不同角度、不同途徑去尋求各種答案。美國心理學(xué)家吉爾福認為:“創(chuàng)造力作為一種心理活動,來源于發(fā)散思維?!卑l(fā)散性思維是一種高層次的思維方式,是創(chuàng)造性思維的主要形式。其形式并非一朝一夕可以完成,它既需要一個由熟到巧的過程,又需要教師的不斷培養(yǎng)。因此,在教學(xué)中,在已形成的定式思維的基礎(chǔ)上,要注意培養(yǎng)學(xué)生的新奇感,多來幾個假設(shè),多問幾個為什么,提供一題多解、一題多變,達到舉一反三、觸類旁通之境界。如物理實驗中測“金屬電阻率”,要測金屬導(dǎo)線的橫截面積,除了書中方法之外可啟發(fā)學(xué)生思考還有哪些方法可以測量。如電路的設(shè)計、黑盒子問題的處理等等,像這樣利用開放題培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維是一種行之有效的方法。
四、培養(yǎng)學(xué)生的探索精神
五、提高學(xué)生的實驗?zāi)芰?br/> 學(xué)生的創(chuàng)造力,是一種綜合素質(zhì)。學(xué)生不但要有創(chuàng)造性思維能力和探索精神,而且要有良好的實驗和動手制作能力。很多創(chuàng)造發(fā)明都是在反復(fù)實驗和精心制作以后成功的。傳統(tǒng)的教學(xué)是教師按書本上講,學(xué)生按書本上做,學(xué)生處于被動、模仿的地位。物理學(xué)的形成是以實驗為基礎(chǔ)的,而設(shè)計探索性實驗可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使他們在積極、活潑和興奮的狀態(tài)中積極思考,實驗是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的重要途徑。
六、使學(xué)生樹立正確的成敗觀
在探索創(chuàng)新過程中,人們常會遇到失敗,所以要指導(dǎo)學(xué)生正確面對失敗。介紹科學(xué)家偉大發(fā)現(xiàn)背后的艱辛,他們在幾百次乃至上千次失敗中改進摸索再實驗。愛迪生說過:“失敗是我需要的,它和成功對我一樣有價值,只有在我知道一切做不好的方法以后,我才知道做好一切的方法是什么?!币粋€新的設(shè)想在開始時不遇到失敗,這種情況是罕見的,發(fā)明者和創(chuàng)新者可能會一而再地失敗,愛迪生和他的合作者經(jīng)過試驗1600多種不同的燈絲后才找到合格的燈絲。所以,面對失敗,要引導(dǎo)學(xué)生不急不躁,冷靜查找原因,排除故障,才會“撥開烏云見晴天”。
現(xiàn)代創(chuàng)造學(xué)理論告訴我們:人人都有創(chuàng)新的潛能,這種潛能是可以開發(fā)和培養(yǎng)的,僅僅是每個人所展現(xiàn)的形態(tài)、程度、質(zhì)量不同而已。只要廣大教師努力學(xué)習(xí),及時補充新鮮血液,把握創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)目標,充分挖掘創(chuàng)新素材,運用有效的教學(xué)方法和手段,一定能培養(yǎng)出大批具有創(chuàng)新能力的人才,以迎接知識經(jīng)濟時代的到來!
(作者單位 江西省上饒市萬年縣職業(yè)教育中心)
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