物理教学中渗透科学方法教育的途径

洪家旺

1物理科学方法教育的意义

在物理教学中，有意识、有目的的进行科学方法教育，有利于促进学生智能的发展，培养科学的态度，使学生在学习中不仅掌握了物理知识本身，而且掌握了研究和学习物理的方法，以及探索物理的精神。同时，在物理教学中有意识地渗透科学方法的教育，是提高学生科学素质，促进学生发展的重要途径。

2物理教学中的科学方法

物理科学方法就是研究、描述物理现象，实施物理实验，总结检验物理规律时所应用的各种手段与方法。

研究物理的科学方法有许多，经常用到的有实验法、观察法、控制变量法、转换法、类比法、理想化物理模型法(建模法)、归纳法、累积法、放大法、比较法、逆向思维法、等效法、科学推理法、图像法等。

3渗透物理科学方法教育的途径

物理科学方法教育是指在物理素质教育中，运用现代教育思想和教育手段，有目的、有意识、有步骤地渗透和传授物理科学研究的方法，使学生受到科学方法的熏陶和训练，逐步掌握最基本的、最主要的物理科学方法，达到促进三维目标实现、培养创新精神、增强实践能力和提高全体学生科学素质的目的。

3.1在实验教学中渗透科学方法教育

在开展物理实验教学时，要让学生在物理实验的过程中接受科学方法的教育，要注意引导学生理解、领会实验中的科学方法。

例1实验：探究动能的大小与哪些因素有关。

教师演示：①让体积相同、质量不同的球从斜面同一高度滚下撞击水平面上的木块；②让同一个球从斜面不同高度滚下撞击水平面上的木块。

学生观察。

这里应用了“观察法”。

提出问题：动能的大小与哪些因素有关?

猜想：质量、速度。

这里应用了“猜想法”。

利用这些器材探究动能的大小与质量和速度的关系，实验中如何判断动能的大小呢?

利用能量与做功的关系(一个物体能够做的功越多。它具有的能量越大)，把物体具有能量的大小转换为它能够对外做功的大小反应出来，即通过木块被球撞击后运动的距离判断动能的大小。这种研究问题的方法叫做“转换法”。

物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不容易直接测量的物理量。常常通过一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量。这种研究问题的方法叫转换法。

教师演示：让质量不同的球从斜面的不同高度滚下撞击水平面上的木块。

提出问题：动能的大小与速度和质量有什么关系?

学生回答：没法判断。

研究动能的大小与质量和速度的关系时。若质量和速度同时改变。则没法判断出动能的大小与速度和质量的关系。因此，在实验探究时，质量和速度不能同时改变，只能让其中的一个量改变。研究动能与质量的关系时。控制速度不变，改变质量；研究动能与速度的关系时，控制质量不变。改变速度。这种研究问题的方法叫做“控制变量法”。

当要研究的一个物理量与另外几个物理量都有关系时，为简化和方便，先研究与其中一个量的关系，而要控制其余几个量不变。这种研究问题的方法叫控制变量法。控制变量法是中学物理中最常用的方法。

3.2在理论教学中渗透科学方法教育

科学方法寓于具体的科学知识的认识过程中，只有把认识过程充分而又合理地展现出来，学生才能领会到科学方法是如何提出的，从什么角度用什么方法解决，从而学到科学方法。这就要求在物理概念与规律的教学中，认真挖掘教材的科学方法，按照学生的认识过程合理设计教学方案。渗透科学方法教育。

例2物理概念：什么是力?

在力的概念教学中。提出什么是力?引导学生列举大量有力存在的事例，再逐个分析，学生认识到，力是一个物体施加到另一个物体上的作用，即力不能脱离物体而独立存在。通过归纳，从而抽象出力的概念：力是物体对物体的作用。这里应用了“归纳法”。

例3物理规律：牛顿第一定律。

在进行牛顿第一定律教学时。可以设计如下程序：①提出问题：只有力作用物体才运动，没有力作用物体就不运动吗?②演示实验：让小车斜面顶端滑下，分别滑到铺有毛巾、棉布和木板的平面上，观察小车运动的距离；③分析推论：从实验看出，运动小车受到的阻力越小，它的速度减小就越慢，它的运动时间就越长。进一步推理得出，如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，它的速度将保持不变，将永远运动下去。从而概括得出牛顿第一定律。这里将使学生领悟到“实验加科学推理”的方法。

3.3在物理学史讲授中渗透科学方法教育

在物理教学中，适时恰当地插入物理学史，可使学生领略到科学家的思维方法。

例4介绍物理学家法拉第和电磁感应现象发现的过程。

在学电磁感应现象时，通过介绍法拉弟和他发现电磁感应现象的过程。使学生明白电磁感应现象发现的科学实验和科学思维方法以及对物理学发展的深远影响。这样的科学方法教育学生易于接受和理解，是行之有效的方法。

3.4在物理习题教学中渗透科学方法教育

科学方法教育的目的在于发展学生分析和解决问题的能力。实践表明：教师生动精辟的讲述，使学生对于知识只能达到理解的水平，要达到运用的水平，就要经过学生本人参与分析解决新问题的实践。因此，教师要创设情景，强化习题教学和训练，引导学生运用科学方法解决具体的物理问题，使学生实现知识向能力的转化。在习题教学中进行科学方法教育，主要是进行思维方法的训练，提高思维能力和分析解决问题的能力。教师要站在科学方法论的高度，认真研究题型、分析归类、精选典型例题和习题，对学生进行逻辑思维与非逻辑思维、集中思维与发散思维、正向思维与逆向思维、局部思维与整体思维、类比思维与联想思维等专项训练。在教学中有些习题明显要运用科学方法来求解，教师要点明这种科学方法，让学生学会应用这种方法。

3.5在物理专题讲座中渗透科学方法教育

著名物理学家李政道回顾自己的经历说过，跟大师学的是什么，不是知识，而是方法。有一些内容，课本很少涉及的或不便于过多展开的知识，可以开设专题，测重于介绍知识的发现和形成过程中物理学家们的思维过程和科学方法。对于近代物理和现代物理，如相对论、量子理论的建立过程和物理学的新发展，进行搜集，整理成科普化的知识讲座，介绍相关的知识背景和研究方法，因为每一个新知识新理论的产生都有新思想的进发。新方法的出现。通过这些讲座，使学生初步接触新知识、新信息，开阔视野，培养对物理的兴趣，接受科学方法的熏陶。

物理课程以知识为主要内容，物理研究方法应渗透到物理教学之中，研究问题的科学方法要潜移默化的熏陶和刻意训练，脱离物理知识而大讲物理科学方法如同空中楼阁；埋头只讲知识不注意科学方法教育，学生得到的知识是零散不系统的。植根于物理知识沃土中的物理科学方法才会结出丰硕的果实。学生只有逐渐掌握了物理科学方法，才能运用所学的知识去解决实际问题，去探索新的知识；只有对这些方法的不断了解、积累和熟练，才能尽快地获取知识，并通过一定的网络结构深刻体会和掌握知识。