李正源 王呈平

摘要：高中新課程標(biāo)準(zhǔn)明確要求在課堂教學(xué)中要注重對學(xué)生的科學(xué)方法教育。結(jié)合教學(xué)實(shí)際和教材中隱含的科學(xué)方法素材，提出了一些在物理教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育的策略與方法，以提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：科學(xué)方法；科學(xué)方法教育；教育策略

高中物理學(xué)科的育人功能關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)方法，因此，在高中物理教學(xué)中實(shí)施科學(xué)方法教育是十分重要和必要的。

一、 通過物理概念教學(xué)滲透科學(xué)方法教育的策略

物理概念是物理學(xué)知識(shí)體系中的基本要素，是物理規(guī)律學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。物理概念是研究物理問題的基礎(chǔ)，它是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用科學(xué)的思維方法，突出主要因素，忽略次要因素，抓住事物的共同本質(zhì)屬性，加以抽象和概括而形成的。

任何物理概念的建立和形成是離不開物理思維的。例如，人們經(jīng)常看到汽車在行駛，人在行走，有快慢之別，但是不通過分析、比較、綜合和歸納等思維過程就形不成描述運(yùn)動(dòng)快慢的物理量——速度這一概念；再如人們觀察到的馬拉車、人推門等現(xiàn)象，但不經(jīng)過分析、比較、歸納就很難發(fā)現(xiàn)力是一個(gè)物體對另一個(gè)物體的作用?？傊?，物理概念的學(xué)習(xí)離不開科學(xué)的思維方法，所以我們在教學(xué)中要注重對學(xué)生的引導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，自己體會(huì)各種科學(xué)思維方法，找到事物的本質(zhì)特征，盡可能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自主建立概念。當(dāng)然，不同的物理概念的引入和建立過程包含不同的科學(xué)方法。

二、 通過物理規(guī)律教學(xué)實(shí)施科學(xué)方法教育的策略

物理定理、定律等揭示了某些物理量之間內(nèi)在的、本質(zhì)的聯(lián)系。高中物理作為物理學(xué)科的入門理論體系，以最基本的物理概念、物理規(guī)律、基本方法構(gòu)成其基本結(jié)構(gòu)，其中物理科學(xué)方法是所有內(nèi)容之間聯(lián)系的紐帶與橋梁。當(dāng)然，所有物理規(guī)律的探究之路都是極其不平坦的，在此過程中，很多科學(xué)家同時(shí)也創(chuàng)造了很多寶貴的科學(xué)研究方法。

1. 在探究性實(shí)驗(yàn)的過程中滲透科學(xué)方法教育

控制變量法在高中物理中的應(yīng)用十分常見，其核心思想就是在涉及多個(gè)變量（多個(gè)因素）的問題時(shí)，討論某一個(gè)變量對結(jié)果的影響，先設(shè)定其他量都不發(fā)生變化。例如：在探究加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系時(shí)，實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行：首先是控制研究對象質(zhì)量不變的情況下，討論加速度和物體所受力之間的關(guān)系；其次是控制研究對象受力不變的情況下，討論加速度和物體質(zhì)量之間的關(guān)系。這種實(shí)驗(yàn)方法就是控制變量法，最后通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行歸納總結(jié)得出結(jié)論。

2. 在總結(jié)物理規(guī)律的過程中滲透科學(xué)方法教育

數(shù)學(xué)方法、歸納法和理想實(shí)驗(yàn)法在總結(jié)物理規(guī)律的過程中應(yīng)用顯著。物理中許多定律的得出是在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)學(xué)邏輯推理而得出的。例如在人教版必修1中研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式時(shí)，利用勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像圖線與時(shí)間軸所圍面積表示位移進(jìn)而利用邏輯推理得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式。通常我們利用圖像法將一些抽象的、不可見的物理概念和規(guī)律模型化為某圖像，使得問題更加直觀和易于理解。很多實(shí)際問題只靠表象的觀察并不一定都能得出本質(zhì)的規(guī)律。因此還要通過邏輯推理和抽象思維，排除次要因素，抓住事物的本質(zhì)屬性，并通過各種假設(shè)和數(shù)學(xué)方法創(chuàng)造性地構(gòu)建起與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合的各種關(guān)系。例如在牛頓第一定律的建立過程中，首先以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，但由于客觀條件的限制該結(jié)果不能通過實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，所以還需要用理想化的方法進(jìn)行合理的外推。

三、 通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行科學(xué)方法教育的策略

一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過程，是各種科學(xué)方法綜合應(yīng)用的過程，蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)方法論；所以通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)方法教育是十分有效的教育手段。我們可以主要通過物理實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論的歸納總結(jié)過程逐一進(jìn)行科學(xué)方法教育。例如在探究合力與分力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，我們利用的等效法采用一些簡單的器材就可完成實(shí)驗(yàn)；在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，采用兩種不同的電路接法，進(jìn)行比較異同，分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)；一些難以觀察到、或無法直接測量的微小量，可借助于放大法進(jìn)行研究；在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理過程中，重點(diǎn)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法。例如在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，我們只需驗(yàn)證gh=12v2關(guān)系成立即可，但實(shí)驗(yàn)圖像最終轉(zhuǎn)換成hv22圖像而并非hv圖像；在探究功與速度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，通過各種關(guān)系圖像的假設(shè)和嘗試，最終明確W∝v2的關(guān)系。

四、 通過應(yīng)用理論知識(shí)解決問題實(shí)施科學(xué)方法教育的策略

通過應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題，一方面可以加深對物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解，另一方面是思維方法的訓(xùn)練。在高中物理教學(xué)中，知識(shí)應(yīng)用主要是通過習(xí)題教學(xué)進(jìn)行。常用的科學(xué)方法有整體法、隔離法、類比法、對稱法、等效法、極限法等等。同時(shí)，我們可以通過探究性課題實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和掌握的科學(xué)方法對實(shí)際問題的解決提出自己的一整套方案，加強(qiáng)科學(xué)方法教育。例如我校物理組開設(shè)的學(xué)生探究性課題《自行車上的力學(xué)知識(shí)探究》《潮汐發(fā)電基本原理初探》等內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生探究積極性，發(fā)揮學(xué)生自己所學(xué)，應(yīng)用各種科學(xué)方法進(jìn)行探究；通過科技創(chuàng)意活動(dòng)進(jìn)行一些科學(xué)小制作或發(fā)明設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，應(yīng)用已掌握的科學(xué)知識(shí)和方法學(xué)會(huì)自己處理問題。在物理組開展的科技創(chuàng)意大賽中，征集到大量很有創(chuàng)意的制作和設(shè)計(jì)；此活動(dòng)不僅是很好的科學(xué)方法教育過程，同時(shí)鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。

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作者簡介：

李正源，王呈平，甘肅省定西市，甘肅省通渭縣第一中學(xué)。