迟明
【摘 要】科学方法教育是中学物理教学的重要内容。科学方法具有获取功能、建构功能和培养功能。要解决我国目前物理教学中科学方法教育中存在的问题,必须把科学方法纳入教学内容;按照科学方法设计教学程序,让学生运用科学方法解决教学中实际物理问题。
【关键词】物理教学;科学方法;教育功能
中学物理教学既是科学教育的重要组成部分,又是落实素质教育的重要方面。然而,目前我国中学物理教学中的科学方法教育仍然存在一些问题。
一、关于科学方法教育的理论建构
在中学物理教学中进行科学方法教育,其理论思路至关重要。科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的思维、行为方式,是人们认识和改造自然的有效工具。作为一种基本的研究途径、方式和方法,它与自然科学的概念、规律等知识是平行的,包含在自然科学的范畴之中。这种理论思路,主要是指整个科学方法教育的理论出发点和基本路线。正确、充分而周密的理论构思和清晰的理论思路,能够把科学方法教育与中学物理教学的具体实际结合起来,从而更有效地解释、预测和引导学生的物理学习活动,并从中总结出具有普遍意义的物理教学规律。如果忽视理论的指导,满足于经验式的照搬照抄,那么中学物理教学中的科学方法教育将是十分肤浅和具有局限性的,科学方法教育就很难得到真正落实。在中学物理教学中进行科学方法教育所涉及的重要理论问题是:物理教学中科学方法教育的理论模型是什么?科学方法的教育功能是什么?等等。显然,这些问题巫待有一个明确的回答。
事实上,科学方法作为物理认识活动的中介,是连接物理现象与物理知识的纽带,在物理理论的发展中起着桥梁作用。也就是说,物理概念、规律只有通过科学方法的参与,才有可能上升为知识形态。不仅如此,物理理论的应用同样需要科学方法的参与。因此,人们普遍认为:“与科学知识相比,科学方法具有更大的稳定性和更普遍的适用性。从这个意义上讲,学生掌握科学方法比掌握科学知识更重要。”“应把方法视为比知识更重要的东西,视为知识的脉络,按照科学方法所展示的路子,去组织教材,安排教学进程。”“能力与方法是密切联系的。一般地说,人们完成某方面任务能力的强弱,是与人们掌握完成任务方法的自觉程度与熟练程度密切相关的。可以认为,方法是能力的‘核心,是对能力起决定性作用的因素。”
我们认为,以科学方法为中心的物理学知能结构分析方法,比以知识为中心的结构分析更能反映出物理学的特征,反映出知识、方法和能力的关系。事实上,每一学科的方法就是该学科的逻辑语言或符號规则,是使本学科多种事实与原则互相联系的手段和桥梁。各种方法综合起来就形成了探讨本学科有效途径的方法论。经验证明,学习者掌握某一领域的研究方法,其在该领域内的能力就会按一定规律不断增长。对于物理学来说,其思想和方法就是其发展的灵魂。可以说,中学物理教学的效果,在很大程度上取决于学生是否学到了物理学的思想和方法。
二、关于科学方法的教育功能
把科学方法作为中学物理教学重要目标的原因在于,科学方法不仅具有独特的认知功能,而且具有独特的教育功能。其教育功能主要有以下几个方面:
1.获取功能
首先,掌握科学方法是获取物理知识的重要途径。学生只有掌握科学方法,才能更快捷地获取物理知识。只有借助科学方法,才能使教学活动顺利进行。其次,学生要理解物理知识,同样离不开科学方法。我们在研究中发现,长期以来,在中学物理教学中,比值定义法的本质一直缺乏深人的理解。比如,人们普遍认为:“在研究物理问题时,常会遇见这样的情况,某两个(或几个)量在一定条件下成正比,其比值是一个常量,这个常量正好映了事物的本质属性。因此,利用这个比值可以定义出描写事物本质属性的一类概念。”类似这样的论述,在许多书籍乃至中学物理教材中比比皆是。这一观点的逻辑缺陷在于,把结果当作原因来加以阐述,忽视了比值定义法运用中的一个关键问题—为什么要用两个物理量相比来定义一个新的物理量。它只回答是什么(比值是常量)而没有回答为什么(为什么要比)没有揭示出比值定义法的本质。
所谓比值定义法,就是用两个或多个物理量的比值来定义物理概念的方法。在这里,比较的关键是选取相同的标准。因为只有选取相同的标准,比较的结果才有意义。因此,只有对不同科学方法的本质区别与联系以及使用方法的条件有
所了解,才能弄清物理知识的内涵以及不同层次知识之间的关系,从而形成知识的网络,达到对知识的真正理解。
2.建构功能
从知识结构形成的角度看,科学方法作为一种基本的研究方式和方法,它纵横交错、贯穿于整个知识领域之中,使不同的知识相互联系并形成知识结构。从认知结构形成的角度看,我们认为,只有通过科学方法的参与,客观存在的物理知识结构才能转化为学生头脑中的认知结构。学生通过对物理新知识的加工、组织、简化、记忆、系统化重建及应用等环节,把原有的认知结构演变为更加清晰牢固的新的认知结构。所以,在中学物理教学中,学生如果没有学会通过科学方法把大量的物理知识在自己的头脑中编织成一个层次清晰、逻辑严密的结构或网络,就无法不断接收、容纳新的信息,也就无法完善自己的知识系统。
3.培养功能
通过对科学方法的不断了解、积累和熟练,使学生形成一种借助于科学方法获取物理知识的心理定势,这样,学生就能够以快捷的速度获取知识,深刻地领会和掌握知识,牢固地记住知识。还可以使学生产生一种对问题的敏感性,能够用科学方法迅速地抓住问题的要害,找出解决问题的途径。具有这样一种心理定势,也是学生能力的一种表现。所以掌握科学方法,不仅与学生获取知识的效率有关,而且与学生能力的发展直接有关。
三、关于科学方法教育的实施
如何在中学物理教学中实施科学方法教育呢?我们提出如下观点:
l.《物理课程标准》应把科学方法作为教学内容
《物理课程标准》是编写中学物理教材的指导性文件。在制订中,除了要考虑物理知识以外,还应当把科学方法作为中学物理教学的内容之一。这既是物理教学规律的必然要求,同时也是物理教学目的与教学内容相互对应的逻辑体现。如何在中学物理教学中实施科学方法教育呢?我们提出如下观点:《物理课程标准》应把科学方法作为教学内容《物理课程标准》是编写中学物理教材的指导性文件。在制订中,除了要考虑物理知识以外,还应当把科学方法作为中学物理教学的内容之一。这既是物理教学规律的必然要求,同时也是物理教学目的与教学内容相互对应的逻辑体现。
2.按照科学方法的逻辑来设计教学程序
目前的教学程序,往往是从传授知识的角度来考虑设计的。这样做,学生也能学到一些科学方法,但他们对科学方法的理解往往是表面的、肤浅的、零星的、不连续的。由于科学方法并不由学科的知识内容直接地表达,而往往隐藏在知识的背后,支配着知识的获取和运用,所以科学方法既不易学习,又不易掌握。如果按照科学方法所展示的路子去组织教材,安排教学进程,即把方法教育作为教学活动的中心,情况就大不一样。这样的教学,把科学方法体现在知识的认知过程中,按照学生的认知模式推进教学,让学生清楚地了解、经历这一过程,学生可以真正领略到科学方法和物理知识的内涵,能力得到提高。