【摘要】物理教學(xué)中滲透科學(xué)方法應(yīng)注意四條原則：適時(shí)性、適度性、隱含性、融合性。在物理教學(xué)中應(yīng)有意識(shí)地加強(qiáng)科學(xué)方法教育，本文闡述了在物理概念、物理規(guī)律的教學(xué)過程中、物理理論的建立過程的教學(xué)中、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和習(xí)題教學(xué)中、單元小結(jié)中進(jìn)行科學(xué)方法教育的實(shí)踐和研究。

【關(guān)鍵詞】物理；科學(xué)方法教育；能力培養(yǎng)

物理學(xué)是一門基礎(chǔ)的自然科學(xué)，發(fā)展到今天，已經(jīng)構(gòu)筑了嚴(yán)整的理論架構(gòu)，積累了豐富的實(shí)驗(yàn)手段和思想方法.。在物理教學(xué)中實(shí)施科學(xué)方法的教育具有明顯的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，也是物理教學(xué)中重要的組成部分.。隨著科技的迅速發(fā)展，知識(shí)迅速增殖。如今，知識(shí)已滲透到了方方面面，并且始終都在不斷地變化發(fā)展，試圖什么都知道已成為不可能的客觀現(xiàn)實(shí)。越來越多的人意識(shí)到：能力比知識(shí)更有力量。而能力是系統(tǒng)的知識(shí)與科學(xué)方法的完美組合。雖然我們可以通過多種渠道（如研究性學(xué)習(xí)等）來試圖達(dá)到。但是，從根本上講，加強(qiáng)科學(xué)方法教育才是最重要的。物理科學(xué)方法主要有觀察法、實(shí)驗(yàn)法（含控制變量法）、等效法、理想化法等等，其中理想化方法包括理想實(shí)驗(yàn)法和理想模型法。物理科學(xué)方法教育是指在物理教學(xué)中，有目的、有意識(shí)、有步驟地滲透和傳授物理科學(xué)研究方法，使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練，逐步地掌握最基本、最主要的物理科學(xué)方法，達(dá)到促進(jìn)知識(shí)學(xué)習(xí)、培養(yǎng)能力和提高科學(xué)素質(zhì)的目的。

物理科學(xué)方法教育是在物理教學(xué)中，有目的、有意識(shí)、有步驟地滲透和傳授物理科學(xué)研究方法，使學(xué)生受到物理科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練，逐步掌握最基本、最主要的物理科學(xué)方法，達(dá)到促進(jìn)知識(shí)學(xué)習(xí)、培養(yǎng)能力和提高科學(xué)素養(yǎng)的目的。 隨著新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的進(jìn)一步深入，科學(xué)方法教育受到了教育研究者及實(shí)踐的廣泛重視。我國(guó)高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出課程目標(biāo)之一是：經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律；通過物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過程，了解物理學(xué)的研究方法，認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)，物理模型和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用。但在物理教學(xué)實(shí)踐中物理科學(xué)方法教育也遠(yuǎn)沒有像物理知識(shí)教學(xué)那樣，教學(xué)內(nèi)容具體、教學(xué)目標(biāo)明確。在教學(xué)實(shí)踐中完全依賴于教師的自己的理解去把握科學(xué)方法教育的內(nèi)容和目標(biāo)，這樣在高中物理課堂教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育一直還處于較盲目和隨意的狀態(tài)。因此，在高中物理教學(xué)中開展科學(xué)方法教育的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本研究在對(duì)物理科學(xué)方法教育現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前科學(xué)方法教育不足，對(duì)物理科學(xué)方法教育目標(biāo)的設(shè)計(jì)、物理科學(xué)方法教育因素分析、物理科學(xué)方法教育的原則、途徑等進(jìn)行了理論研究，并通過實(shí)踐案例說明了物理科學(xué)方法教育的實(shí)施。

一、高中物理科學(xué)方法教育的意義

1、科學(xué)方法教育比知識(shí)教學(xué)更具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義人類幾千年的探索活動(dòng)，匯集成今天這浩瀚無垠的知識(shí)海洋。不僅創(chuàng)造了各門學(xué)科堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的知識(shí)體系，而且形成了科學(xué)方法體系，成為人類寶貴的精神財(cái)富和進(jìn)一步探索科學(xué)奧秘的稅利武器。顯然，人類創(chuàng)造知識(shí)的全部，不僅是各門學(xué)科的理論和知識(shí)體系，還應(yīng)包括相應(yīng)的科學(xué)方法。在這“知識(shí)的全部”中，正如法國(guó)科學(xué)家笛卡爾所說：“最有價(jià)值的知識(shí)，是關(guān)于方法的知識(shí)。”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。正如贊可夫所說：“無論學(xué)校的教學(xué)大綱編得多么完善，學(xué)生畢業(yè)后必然會(huì)遇到他們不熟悉的科學(xué)上的新發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)。那時(shí)候，他們將不得不獨(dú)立、迅速地弄懂這些東西并掌握它。”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(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。

2、科學(xué)方法教育能使物理教學(xué)達(dá)到更高的境界

物理學(xué)作為一門科學(xué)，有本學(xué)科的知識(shí)體系，有本學(xué)科的研究方法、施教方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法。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，同時(shí)又受到科學(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(kù)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、科學(xué)方法教育的原則。

開展物理科學(xué)方法教育需注意以下四條原則：

（一）適時(shí)性當(dāng)教材內(nèi)容確有進(jìn)行科學(xué)方法滲透的必要才加以滲透，反對(duì)脫離教材內(nèi)容而空談方法。例如：在原子模型教學(xué)中，從實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象，經(jīng)過推測(cè)、假設(shè)、推理、演繹提出了原子核式模型，用新的理論推翻舊的學(xué)說，將人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)又深入一層。教材將方法和內(nèi)容緊密地結(jié)合在一起，突出了從實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，通過各種思維方法，建立新的物理學(xué)說。

（二）適度性科學(xué)方法教育要根據(jù)教材的需要、學(xué)生的特點(diǎn)來挖掘教材的方法教育因素，制定出切實(shí)的滲透目標(biāo)，不宜過難、過高。另外也要注意學(xué)生的特點(diǎn)，有些方法在重點(diǎn)中學(xué)可以講解，但到了普通中學(xué)用同樣的方法教學(xué)可能效果就不好，教師應(yīng)該考慮各方面因素，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)自己的教學(xué)難度，適度的進(jìn)行方法教育。

（三）隱含性開展物理方法教育的最好方式就是滲透。在進(jìn)行方法教育時(shí)，要做到潛移默化，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)不知不覺地接受物理方法的培養(yǎng)和熏陶。在高中電場(chǎng)教學(xué)時(shí)經(jīng)常用到類比的方法，把電勢(shì)差、電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功和重力場(chǎng)中的高度差、高度、重力勢(shì)能、重力做功進(jìn)行類比，在教學(xué)過程中教師并未提及“類比”二字，但學(xué)生在學(xué)習(xí)中不知不覺接受了類比這一物理方法。

（四）融合性知識(shí)、方法和能力在學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)中是密切聯(lián)系在一起的。開展物理科學(xué)方法教育和學(xué)習(xí)物理知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生能力可以結(jié)合在一起，促進(jìn)知識(shí)的掌握和能力的培養(yǎng)。例如：在得出牛頓第二定律時(shí)就要用到控制變量法，應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)就要用到隔離法和正交分解法等典型的物理方法。能力的培養(yǎng)是通過學(xué)習(xí)知識(shí)和方法滲透等實(shí)踐活動(dòng)來培養(yǎng)的。知識(shí)越豐富，方法越多、越巧，解決問題的能力就越強(qiáng)。 三、教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育的途徑。

1、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。

2、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，經(jīng)過科學(xué)思維及數(shù)學(xué)方法建立起來的。其中科學(xué)假設(shè)在物理理論建立過程有突出的運(yùn)用。例如“玻爾理論”的建立，充分體現(xiàn)了科學(xué)假設(shè)的運(yùn)用。教師可按以下的程序組織這部分知識(shí)的教學(xué)：首先指出玻爾根據(jù)當(dāng)時(shí)已有的實(shí)驗(yàn)和理論，發(fā)現(xiàn)用經(jīng)典電磁學(xué)理論不能解釋“原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定”和“原子光譜不連續(xù)”的事實(shí)，大膽放棄了某些不適用于原子內(nèi)部的經(jīng)典電磁論，創(chuàng)造性地把盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說、普朗克量子說和愛因期坦的思想結(jié)合起來，融合光量子理論于原子結(jié)構(gòu)理論中，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。但假設(shè)是否正確，還需要實(shí)踐的檢驗(yàn)，最后向?qū)W生介紹玻爾的理論一方面被德國(guó)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)，同時(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．

3、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)。

4、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。

四、高中物理科學(xué)方法教育的意義。

（一）科學(xué)方法教育比知識(shí)教學(xué)更具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義正如法國(guó)科學(xué)家笛卡爾所說：“最有價(jià)值的知識(shí)，是關(guān)于方法的知識(shí)。”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。學(xué)生在物理教學(xué)中受到的科學(xué)研究方法的教育和培養(yǎng)將終身受益。

（二）科學(xué)方法教育能使物理教學(xué)達(dá)到更高的境界對(duì)于教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，要切實(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)。比如對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的概念學(xué)生很難理解，可以引用例子。一架飛機(jī)從溫州飛到杭州，由于飛機(jī)的大小和形狀在與寧波到杭州的航程相比是微不足道的，在研究的問題中不起作用，所以可以把飛機(jī)看作是一個(gè)沒有大小和形狀的點(diǎn)。在物理學(xué)上我們把它叫做質(zhì)點(diǎn)。如此質(zhì)點(diǎn)這個(gè)理想化模型的建立過程，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)，物理教學(xué)質(zhì)量必然會(huì)達(dá)到更高的境界。

（三）科學(xué)方法教育具有深刻的德育功能，有助于學(xué)生樹立辯證唯物主義的世界觀例如，我們強(qiáng)調(diào)觀察實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)最基本的研究方法，讓學(xué)生逐步懂得觀察和實(shí)驗(yàn)既是物理知識(shí)的基本源泉，又是檢驗(yàn)物理知識(shí)真理性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這就可以培養(yǎng)學(xué)生樹立物質(zhì)第一性、意識(shí)第二性的哲學(xué)觀點(diǎn)。例如，通過對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)過程等教學(xué)和有關(guān)科學(xué)家事跡的介紹，可以告訴學(xué)生科學(xué)工作需要有實(shí)事求是、嚴(yán)格要求的科學(xué)態(tài)度和獨(dú)立思考、追求真理的創(chuàng)新精神，所有這些，都說明了科學(xué)方法教育具有深刻的德育功能。在物理教學(xué)中有意識(shí)地加強(qiáng)科學(xué)方法教育，是實(shí)現(xiàn)學(xué)生增長(zhǎng)知識(shí)、發(fā)展能力、提高素質(zhì)的一個(gè)有效途徑。

總之，在高中物理教學(xué)中，滲透科學(xué)方法的教育，所花的時(shí)間不多，但對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)和培養(yǎng)能力作用很大，值得我們重視。

【參考文獻(xiàn)】

［1］南沖．中學(xué)物理教學(xué)研究．北京：海潮出版社，1993，9．

［2］徐志長(zhǎng)．高中物理科學(xué)方法教育的研究．課程?教材?教法.2002（6）．

［3］蘇明義．中學(xué)物理教學(xué)建模．廣西教育出版社，2000.