李平
新課程已進入全面實施階段,教師要適應(yīng)新的教育改革與發(fā)展。在物理教學(xué)中更應(yīng)重視科學(xué)方法的教育,本文結(jié)合新課程標準闡明了加強科學(xué)方法教育的意義、中學(xué)物理科學(xué)方法教育實施的途徑、關(guān)于科學(xué)方法教育的幾點建議。
物理教學(xué) 科學(xué)方法 教育意義 實施途徑
科學(xué)方法是人們在認識和改造自然的實踐活動中總結(jié)出來的正確的思維方式和行為方式,也是人們進一步認識自然和改造自然的有效工具??茖W(xué)方法在學(xué)生學(xué)習(xí)物理中起到十分重要的作用。
一、研究的意義
1986年,我國國家教委制定的《全日制中學(xué)物理教學(xué)大綱》明確規(guī)定了中學(xué)物理的教學(xué)“要重視科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的教育”。前蘇聯(lián)、德國、臺灣等國家和地區(qū)在80年代頒布的中學(xué)物理教學(xué)大綱中都強調(diào)要對學(xué)生進行科學(xué)方法的教育??梢哉f,對中學(xué)生進行科學(xué)方法教育已是一種世界性的趨勢。到如今《全日制普通物理新課程標準》的三維目標也體現(xiàn)科學(xué)方法教育的重要性,教會學(xué)生科學(xué)方法,讓學(xué)生終生受益。
在中學(xué)階段加強科學(xué)方法的教育意義:(1)使學(xué)生逐步明確科學(xué)方法在獲取科學(xué)知識、理解科學(xué)知識、運用科學(xué)知識、進一步認識和改造世界的過程中的作用和意義。(2)使學(xué)生逐步了解并掌握常用的科學(xué)方法,提高學(xué)生的智能水平。(3)通過對科學(xué)方法的學(xué)習(xí),幫助學(xué)生逐步樹立科學(xué)的世界觀。這是從根本上提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的有效途徑,也是使學(xué)生從題海中解放出來,真正學(xué)好自然科學(xué)知識,提高考試成績的有效途徑。
二、中學(xué)物理科學(xué)方法教育實施的有效途徑
1.在物理概念的教學(xué)中應(yīng)重視科學(xué)方法的教育
在概念的教學(xué)中,教會學(xué)生形成概念的方法,即從提出問題到經(jīng)過觀察、實驗(直接感官)、分析、比較(抽象思維),最后演繹出概念。
2.在物理實驗課的教學(xué)應(yīng)重視科學(xué)方法的教育
物理是一門以實驗為主的科學(xué),科學(xué)探究是加強科學(xué)方法教育的有效途徑。一個完整的探究實驗包含有豐富的科學(xué)方法。學(xué)生通過親自的實踐可以領(lǐng)會科學(xué)研究方法,最終內(nèi)化為自己的思維和行為方式,同時養(yǎng)成他們主動學(xué)習(xí)和探究的習(xí)慣、培養(yǎng)了能力。
3.在評講習(xí)題課的教學(xué)中應(yīng)重視科學(xué)方法的教育
習(xí)題課的目的是為了運用所學(xué)的概念和規(guī)律來解決實際問題,從而加深對概念和規(guī)律的理解及應(yīng)用。老師應(yīng)站在方法論的高度來認真研究習(xí)題,分析歸類,精選典型的習(xí)題,對學(xué)生進行有效的思維訓(xùn)練,包括聚合思維與發(fā)散思維,正向思維與逆向思維,類比思維與聯(lián)想思維,并在此過程中提高將實際問題轉(zhuǎn)化為理想模型的能力。
例1:如圖所示,完全相同的三個木塊并排固定在水平面上,一子彈以速度v水平射入。若子彈在木塊中做勻減速運動,且穿過第三塊木塊后速度恰好為零,則子彈依次射入每塊木塊時的速度之比和穿過每塊木塊所用時間之比分別為_____和_____。
這是一道典型逆向思維的題目,把子彈勻減速到零的過程當(dāng)成一個反向的初速為零的勻加速運動過程,求解起來非常方便。
在典型的追及問題中,如:一輛汽車在十字路口等待綠燈,當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以a=3 m/s2的加速度開始行駛,恰在這時一輛自行車以v0=6 m/s的速度勻速駛來,從后邊超過汽車,試問:(1)汽車從路口開動后,在追上自行車之前經(jīng)過多長時間兩車相距最遠?最遠距離是多大?(2)當(dāng)汽車與自行車距離最近時汽車的速度是多大?
此題可以用物理分析的方法,也可以借助于數(shù)學(xué)方法中的求解極值的問題,還可以采用圖像法來求解。
習(xí)題課中,我們可以涉及到如作圖法、等效法、類比法、轉(zhuǎn)換法、近似法、替代法、對稱法、歸謬法、極限法等多種多樣的物理研究方法,而這些方法不僅是物理學(xué)科的方法,也是其他許多自然科學(xué)共有的方法,所以,從方法論的角度上好習(xí)題課,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、提高科學(xué)素養(yǎng)的另一個有效途徑。
4.利用好教材中的物理學(xué)史,進行科學(xué)方法的教育
物理學(xué)發(fā)展史本身就是一部科學(xué)方法論的發(fā)展史,在物理教學(xué)中插入物理學(xué)史,可使學(xué)生們領(lǐng)略到科學(xué)家的人格魅力及思維方法,從而激發(fā)學(xué)生的求知欲,啟發(fā)學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法。
例2:在學(xué)習(xí)自由落體一節(jié)時,可以介紹伽利略的研究。在1589~1591年間,伽利略對落體運動作了細致的觀察。從實驗和理論上否定了統(tǒng)治千余年的亞里士多德關(guān)于“落體運動法則”而確立了正確的“自由落體定律”。
教師只有通過對物理學(xué)史的學(xué)習(xí)思考,才能了解知識的來龍去脈,把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系,從而系統(tǒng)、全面、深刻地掌握知識,這樣才能在物理教學(xué)中,更好地發(fā)展學(xué)生的思維能力。
三、關(guān)于科學(xué)方法教育的幾點建議
1.寓科學(xué)方法教育于物理知識教學(xué)之中
物理課程以物理知識為主要內(nèi)容,科學(xué)方法教育應(yīng)滲透物理知識教學(xué)之中。方法教育既需要潛移默化的熏陶,也需要著意進行的訓(xùn)練。脫離物理知識對中學(xué)生大講物理科學(xué)方法,則猶如建立空中樓閣;埋頭講物理知識而不注意方法教育,則猶如給學(xué)生一堆磚瓦。只有植根于物理知識沃土之中的科學(xué)方法教育,才會結(jié)出燦爛的智慧之果。
2.制定方法教育的目標
中學(xué)物理課程中蘊含有豐富的科學(xué)方法內(nèi)容,如觀察與實驗、比較與分類、歸納與演繹、抽象與概括、分析與綜合、模型與模擬、猜想與假說、靈感與直覺、還有數(shù)學(xué)方法和圖像法等等,它們組成一個大系統(tǒng)??梢哉f,中學(xué)物理中每一個模型的建立,每一個概念的抽象,每一個規(guī)律的提出,每一個實驗設(shè)計,無不閃爍著科學(xué)方法的靈光。教師要深入鉆研教材,分析每章每節(jié)的方法因素,在確定知識教學(xué)三維目標的同時確定方法教育的目標。要明確不同階段方法教育的重點,講哪些?怎么講?達到什么要求?是識記,還是領(lǐng)會,還是運用?要有具體的適合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點的可操作的計劃。
3.創(chuàng)設(shè)良好學(xué)習(xí)情境,讓學(xué)生在探索中學(xué)習(xí)
方法也是一種知識,美國教育心理學(xué)家布魯姆等人就將“方法的知識”列為“知識”中的一個類別。教師生動精辟的講述,學(xué)生對于知識只能達到理解的水平,要達到運用的水平,就要讓學(xué)生在探索中掌握學(xué)習(xí)方法的能力。這正如只教給學(xué)生怎么游泳的方法,卻不給學(xué)生下水游泳探索學(xué)習(xí)的機會,學(xué)生就不能形成游泳的技能一樣。因此,教師要創(chuàng)設(shè)良好學(xué)習(xí)情境,讓學(xué)生在科學(xué)方法的引導(dǎo)下探索學(xué)習(xí),使學(xué)生學(xué)習(xí)物理的能力不斷得到提高。
4.發(fā)揮情感因素的積極作用
科學(xué)方法教育要取得預(yù)期的效果,就要同時進行科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思想與科學(xué)世界觀的教育。愛因斯坦說:“在一切方法的背后,如果沒有一種生氣勃勃的精神,到頭來只是一種笨拙的工具”。教師要利用豐富材料,激發(fā)學(xué)生追求真理、獻身于人類文明進步的精神,激發(fā)學(xué)生振興中華的愛國熱情。在方法教育中,還要注意引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,使優(yōu)良的、積極的情感氣氛成為精心設(shè)計的產(chǎn)物而不是教學(xué)過程的自然伴隨品。
總之,教師在傳授物理知識的同時,有意識地、適當(dāng)?shù)剡M行方法、態(tài)度、思想情感等方面的教育,那么,學(xué)生所收獲的就不僅僅是物理知識——真理本身,而且有學(xué)習(xí)真理的方法研究真理的能力,探索真理的志向,獻身真理的精神,這正是我們的希望所在。
參考文獻:
\[1\]王續(xù)昆.科學(xué)研究方法與科學(xué)方法論自然科學(xué)中的世界觀與方法論.求實出版社,1993.
\[2\]林定夷.科學(xué)研究方法概論.浙江人民出版社,1992.
\[3\]段作章.課程改革與教學(xué)模式轉(zhuǎn)變.教育研究,2004,(6).
\[4\]張?zhí)鞂?新課程與課堂教學(xué)改革.北京:人民教育出版社,2003.