關(guān)于中學(xué)物理教學(xué)中的物理學(xué)方法教育的思考

1、關(guān)于中學(xué)物理教學(xué)中的物理學(xué)方法教育的思考古人說(shuō)“授人以魚，只供一飯之需，教人以漁，則終身受用無(wú)窮?！闭f(shuō)明了方法的重要，其實(shí)人人離不開(kāi)方法，事事離不開(kāi)方法。人生在世幾乎時(shí)時(shí)刻刻都在自覺(jué)或不自覺(jué)地運(yùn)用著某種方法，思考問(wèn)題，要用這種或那種思考方法；處理事情，要用這種或那種處理方法；交友有交友之法，走路有走路之法；吃飯有不同的吃法；睡覺(jué)亦有不同的睡法。方法廣泛地存在于人的一切活動(dòng)中。另一方面，思考同一問(wèn)題，處理同一事情，一般情況下會(huì)有多種多樣的方法，有的是正確的方法，有的是錯(cuò)誤的方法，有的是科學(xué)的方法，有的是非科學(xué)的方法，有的是聰明的方法，有的是愚蠢的方法。在物理學(xué)中也有很多方法，多年的教學(xué)實(shí)踐告訴我

2、們傳授知識(shí)固然重要，而掌握方法則更為重要。所以在教學(xué)過(guò)程必須堅(jiān)持實(shí)施方法教育，才能取得一定的實(shí)效。一、物理學(xué)方法與物理學(xué)方法教育(一)什么是方法：1、方法的涵義“方法”一詞起源于希臘文，最早的意思是沿著正確的道路運(yùn)動(dòng)，中國(guó)古代文獻(xiàn)中最早見(jiàn)于墨子天志“中吾矩者，謂之方；不中吾矩者，謂之不方。是以方與不方，皆可得而知之。此其何故？則方法明也”這里“方法”表示量度方形的辦法。方法的涵義隨著人類社會(huì)的進(jìn)步而不斷得到豐富和發(fā)展?，F(xiàn)在，方法就是為了解決某一具體問(wèn)題從實(shí)踐或理論上所采取的手段或方式的總和。2、方法的存在形式(1)對(duì)于同一事物來(lái)說(shuō)，沿縱向或橫向發(fā)展過(guò)程中的轉(zhuǎn)折過(guò)渡處必然存在著方法。例如從部分電

3、路的歐姆定律出發(fā)研究全電路歐姆定律時(shí)，必然要用到實(shí)驗(yàn)歸納與理論演繹相結(jié)合的方法，從氣體實(shí)驗(yàn)定律到氣態(tài)方程也是用歸納演繹的方法。(2)不同事物之間建立聯(lián)系或發(fā)生關(guān)系時(shí)必然存在有方法。例如，使閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)，或者使閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，運(yùn)用上述兩種方法都可以使磁與電兩種事物建立起聯(lián)系。17-18世紀(jì)，人們對(duì)力的概念認(rèn)識(shí)不清，常從不同意義上用力來(lái)描述力的各種效應(yīng)，把動(dòng)量和動(dòng)能都視為力，笛卡兒學(xué)派通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)，從運(yùn)動(dòng)量守恒的基本原理出發(fā)，認(rèn)為應(yīng)把mv叫做“力”或作為“運(yùn)動(dòng)量”的量度，而萊布尼茨認(rèn)為應(yīng)用mv2量度物體運(yùn)動(dòng)的“力”，這場(chǎng)爭(zhēng)論中許多物理學(xué)家運(yùn)用實(shí)驗(yàn)比較，分析

4、比較，數(shù)學(xué)計(jì)算比較和綜合歸納比較等方法最終逐漸抓住了力，動(dòng)量和動(dòng)能的區(qū)別。(3)理論用于實(shí)踐以解決問(wèn)題時(shí)，理論本身就具有了方法的意義。例如研究一物體從光滑斜面頂端下滑到底端時(shí)所具有的速度，我們可以用機(jī)械能守恒定律，或牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合來(lái)求解，此時(shí)，上述理論實(shí)際上就成了解題方法。 (4)新的概念建立，新的物理定律的提出，新事物的發(fā)現(xiàn)必存在方法，如1930年，波特和貝克用a粒子轟擊鈹核時(shí)，發(fā)現(xiàn)從鈹中發(fā)射出一種貫穿力很強(qiáng)的中性射線，他自認(rèn)為是高能g光子，一時(shí)間大家都在重復(fù)他們的實(shí)驗(yàn)，其中約里奧.居里夫婦于1931年用這射線轟擊石臘，發(fā)現(xiàn)能打出強(qiáng)質(zhì)子束，可惜他們把這一現(xiàn)象解釋為g光子同質(zhì)子

5、的康普頓散射，失去了發(fā)現(xiàn)中子的機(jī)會(huì)，查德威克則反復(fù)實(shí)驗(yàn)，并比較這些實(shí)驗(yàn)中的反沖，進(jìn)而估算出未知射線粒子的質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量幾乎相等，否定了g光子的說(shuō)法，發(fā)現(xiàn)了中子，他的成功在于他用比較方法，抓住了新射線與g光子的本質(zhì)區(qū)別。又如牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上運(yùn)用綜合的方法得出了萬(wàn)有引力定律，開(kāi)普勒利用第谷的觀察數(shù)據(jù)，通過(guò)作圖，計(jì)算得出了幾個(gè)行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而歸納出開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。(5)新的科學(xué)理論建立時(shí)必然出現(xiàn)新的方法。例如量子力學(xué)的建立產(chǎn)生了以統(tǒng)計(jì)因果觀為核心的思維方法。又如在伽利略開(kāi)創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合的研究方法的基礎(chǔ)上牛頓才總結(jié)出了牛頓力學(xué)。3、方法的基本特性科學(xué)的方法通常有三個(gè)特性：(

6、1)明晰性：可使人們能夠予以理解，接受并加以傳授。(2)操作性：可使人們能夠有所 循并有效地加以運(yùn)用。(3)移植性：多數(shù)方法可在一定程度上由一個(gè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到另一個(gè)領(lǐng)域，因而具有一定的普遍意義。 (二)物理學(xué)方法1、物理學(xué)方法論研究的內(nèi)容物理學(xué)方法論是以唯物辯證法為指導(dǎo)，探討物理科學(xué)一般研究方法的理論，它主要探討用什么方法研究物理現(xiàn)象，怎樣描述物理現(xiàn)象，怎樣探索并總結(jié)物理規(guī)律，如何撿驗(yàn)物理規(guī)律等。(1)探討物理科學(xué)認(rèn)識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)和研究程序，揭示物理科學(xué)研究過(guò)程的各個(gè)階段和每一環(huán)節(jié)的作用，特點(diǎn)及其所應(yīng)遵循的一般原則。(2)總結(jié)物理科學(xué)研究中常用的一般方法，并將它們分類，揭示各種方法的含義，特點(diǎn)，適用

7、范圍，運(yùn)用的原則和注意事項(xiàng)，以及物理學(xué)史上的例證，并盡可能地給出使用模式，以便使用，借鑒與移植。(3)研究物理學(xué)史上的重大突破和有代表性的事例，揭示著名物理學(xué)家的研究方法。(4)研究新興科學(xué)，新興技術(shù)對(duì)物理學(xué)研究的重大影響，并探討其方法論意義。2、物理學(xué)方法體系物理學(xué)方法是以數(shù)學(xué)方法為核心，科學(xué)思維方法貫穿始終，以觀察實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)的。物理學(xué)方法應(yīng)該包括物理學(xué)研究方法，物理學(xué)理論的建立方法以及物理學(xué)理論的學(xué)習(xí)與傳播方法。這里主要討論物理學(xué)的研究方法。二、物理學(xué)方法教育在中學(xué)物理教學(xué)中的地位和作用歷史上凡是對(duì)人類認(rèn)識(shí)的發(fā)展起到過(guò)積極影響的，不論是自然科學(xué)家還是哲學(xué)家，都非常重視方法論的研究。巴甫

8、洛夫認(rèn)為“搞科學(xué)研究時(shí)的頭等重要的任務(wù)乃是制定研究方法?！崩绽拐f(shuō)：“認(rèn)識(shí)一位天才的研究方法，對(duì)于科學(xué)的進(jìn)步并不比發(fā)現(xiàn)本身更少用處，科學(xué)研究的方法經(jīng)常是極富興趣的部分。”愛(ài)因斯坦在介紹自己取得科學(xué)成功的秘訣時(shí)，總結(jié)了一個(gè)公式：A(成功)=X(艱苦的勞動(dòng))+Y(正確的方法)+Z(少說(shuō)空話)。其中不少人還留下了具有方法論意義的著作，如：笛卡兒的關(guān)于兩門新科學(xué)的對(duì)話，牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，萊布尼茲的人類理智新論，黑格爾的邏輯學(xué)，拉普拉斯的宇宙體系論，愛(ài)因斯坦與英費(fèi)爾德的物理學(xué)的進(jìn)化等。德國(guó)著名的物理學(xué)家玻恩說(shuō)：“我榮獲1954年的諾貝爾獎(jiǎng)金，與其說(shuō)是因?yàn)槲宜l(fā)表的工作里包括了一個(gè)自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

9、，倒不如說(shuō)是因?yàn)槟抢锩姘ㄒ粋€(gè)關(guān)于自然現(xiàn)象的科學(xué)思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)?！蔽锢韺W(xué)方法教育是中學(xué)物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，物理教學(xué)是一個(gè)大系統(tǒng)，物理學(xué)方法教學(xué)是其中的一個(gè)子系統(tǒng)，它與其它子系統(tǒng)之間有著密切的聯(lián)系。1、物理學(xué)方法教育與知識(shí)教學(xué)的關(guān)系從認(rèn)知學(xué)習(xí)的角度看，物理知識(shí)教學(xué)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下能動(dòng)地認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的過(guò)程，盡管在實(shí)際教學(xué)中這一過(guò)程呈現(xiàn)出復(fù)雜多樣的形態(tài)，但學(xué)生認(rèn)識(shí)過(guò)程的主要脈絡(luò)如下圖： 觀察實(shí)驗(yàn)問(wèn)題 建立概念得出規(guī)律 知識(shí)應(yīng)用(含解題) 檢索已有知識(shí)用方法論觀點(diǎn)將學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程與物理學(xué)家探究物理世界的過(guò)程加以比較，將會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者在本質(zhì)上有許多相似之處：(1)物理學(xué)家是從人類的

10、已知出發(fā)，探究人類的未知。學(xué)生是從自身的已知出發(fā)，探究自身的未知。(2)物理學(xué)家的認(rèn)識(shí)活動(dòng)和學(xué)生的認(rèn)識(shí)活動(dòng)，盡管復(fù)雜程度不同，但都服從科學(xué)認(rèn)識(shí)論的基本規(guī)律，即都要經(jīng)歷從生動(dòng)的直觀到抽象的思維，并從抽象的思維到實(shí)踐的辯證過(guò)程。(3)兩者所使用的物理學(xué)方法基本相似，都是從問(wèn)題開(kāi)始，都要檢索已有的知識(shí)，都要用到觀察實(shí)驗(yàn)方法，科學(xué)思維方法和數(shù)學(xué)方法。只是獨(dú)立性，創(chuàng)造性，復(fù)雜性方面的程度不同。(4)物理學(xué)家根據(jù)理論或假說(shuō)去解釋或予言物理現(xiàn)象，學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論去解釋物理現(xiàn)象或解答習(xí)題，方法也是相似的。在伽利略和牛頓以前，人們對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)缺乏科學(xué)的分析，認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，這種認(rèn)識(shí)一直延續(xù)了兩千多年，

11、直到17世紀(jì)，伽利略才根據(jù)實(shí)驗(yàn)指出力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，這一觀念的建立需要這樣長(zhǎng)的時(shí)間，說(shuō)明了這一認(rèn)識(shí)過(guò)程的艱難性，學(xué)生在學(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)這一過(guò)程同樣也是艱難的，即使到了高三，在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)還會(huì)出現(xiàn)力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。這些相似性決定了知識(shí)教學(xué)與物理學(xué)方法教育是密切聯(lián)系的，不可分割的，教師如果能以物理學(xué)方法為線索組織知識(shí)教學(xué)過(guò)程，實(shí)施知識(shí)教學(xué)與物理學(xué)方法教育的良好結(jié)合，必然有利于使知識(shí)教學(xué)過(guò)程更符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，使學(xué)生不僅知道知識(shí)本身是什么，而且理解知識(shí)的形成過(guò)程，從而更深刻地掌握知識(shí)結(jié)構(gòu)，這正是現(xiàn)代認(rèn)知教學(xué)理論的要求。從某種意義上說(shuō)，知識(shí)是客觀存在的，不變的，而方法則是靈活的，活

12、躍的，更具有創(chuàng)造性的。2、物理學(xué)方法教育與能力培養(yǎng)的關(guān)系能力與方法是密切聯(lián)系的，一般地說(shuō)，如果一個(gè)人具有了完成某種任務(wù)的能力，就意味著他實(shí)際上已經(jīng)掌握了完成這種任務(wù)的方法。人們完成某方面任務(wù)的能力的強(qiáng)弱，是與人們掌握完成這方面任務(wù)的方法的自覺(jué)程度與熟練程度密切相關(guān)的?？梢哉J(rèn)為，方法是能力的“核心”，是對(duì)能力起決定性作用的因素。物理教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力，思維能力，分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。這些能力都與物理學(xué)方法密切相關(guān)。要具有實(shí)驗(yàn)觀察能力，就需要掌握實(shí)驗(yàn)觀察的方法；要具有較強(qiáng)的思維能力，就必須在思維訓(xùn)練中逐步學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方法；要分析和解決物理問(wèn)題，就要掌握實(shí)驗(yàn)觀察方法，科學(xué)思維方法和數(shù)學(xué)

13、方法?？梢?jiàn)培養(yǎng)學(xué)生的能力，根本上必須從物理學(xué)方法教育入手。總之，物理知識(shí)教學(xué)，物理能力培養(yǎng)和物理學(xué)方法教育三者是不可分割的有機(jī)整體，在教學(xué)實(shí)踐中，這三者都不能獨(dú)立地進(jìn)行。方法教育比之知識(shí)教學(xué)和能力培養(yǎng)，在表現(xiàn)形式上往往較為含蓄，但它處于更高的層次。它是知識(shí)教學(xué)和能力培養(yǎng)的骨架和指南，知識(shí)教學(xué)和能力培養(yǎng)的效果在很大程度上決定于教師能否自覺(jué)地把物理學(xué)方法的教育滲透，貫穿于教學(xué)過(guò)程之中。3、物理學(xué)方法教育與科學(xué)世界觀的培養(yǎng)從形成學(xué)生正確的世界觀看，影響最大的還是科學(xué)方法論，因?yàn)樽匀豢茖W(xué)方法論是自然科學(xué)與哲學(xué)的一個(gè)結(jié)合點(diǎn)，正確的方法論是馬克斯主義的重要組成部分學(xué)習(xí)方法論必有助于學(xué)習(xí)唯物主義和辯證法，促

14、進(jìn)科學(xué)的世界觀的樹(shù)立?，F(xiàn)在的學(xué)生不相信政治說(shuō)教，而相信自然科學(xué)，所以在物理課中進(jìn)行方法教育對(duì)學(xué)生科學(xué)世界觀的建立更有效。由于物理學(xué)研究的是關(guān)于物質(zhì)的基本性質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)知識(shí)，因此它的研究方法在科學(xué)方法論中又有著特殊的意義，物理知識(shí)本身以及獲得物理知識(shí)的過(guò)程和方法，充滿著豐富的辯證唯物主義教育因素，對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)方法教育，即使不講明其中的哲學(xué)原理，也能夠?qū)ε囵B(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義觀點(diǎn)起到較明顯的作用。例如，強(qiáng)調(diào)觀察方法和實(shí)驗(yàn)方法是物理學(xué)最基本的研究方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步懂得觀察和實(shí)驗(yàn)是獲得物理知識(shí)的基本源泉，是檢驗(yàn)物理知識(shí)真理性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這就是在培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立物質(zhì)第一性，意識(shí)第二性，認(rèn)

15、識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，又受實(shí)踐檢驗(yàn)的哲學(xué)觀點(diǎn)。4、物理學(xué)方法教育與培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良科學(xué)品質(zhì)的關(guān)系熱愛(ài)科學(xué)，追求真理，具有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，富有獨(dú)立思考和創(chuàng)造精神，這些科學(xué)品質(zhì)，是構(gòu)成人才素質(zhì)的重要因素，物理學(xué)方法教育對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的這些可貴品質(zhì)，也能發(fā)揮獨(dú)特的作用。物理學(xué)史與物理學(xué)方法教育相結(jié)合，能使學(xué)生知道科學(xué)先輩是怎樣經(jīng)過(guò)艱難曲折的探索，一步一步地認(rèn)識(shí)物理世界的奧秘，為人類文明的進(jìn)步和生產(chǎn)發(fā)展披荊斬棘，開(kāi)辟道路的，他們對(duì)真理的渴望，勇于堅(jiān)持真理和修正錯(cuò)誤，為真理獻(xiàn)身的優(yōu)秀品質(zhì)，對(duì)青少年學(xué)生是極富人格感染力的光輝榜樣。同時(shí)學(xué)習(xí)科學(xué)方法論可以使人掌握正確的思想方法和工作方法，提高科學(xué)素養(yǎng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性

16、的研究工作，有利于培養(yǎng)創(chuàng)造型人才。5、物理學(xué)方法教育與素質(zhì)教育的關(guān)系素質(zhì)包括德育素質(zhì)，智育素質(zhì)和體育素質(zhì)，物理教學(xué)中以顯性地培養(yǎng)智育素質(zhì)為主，隱性地滲透德育素質(zhì)的培養(yǎng)。而智育素質(zhì)中又應(yīng)以科學(xué)素質(zhì)為重點(diǎn)，科學(xué)素質(zhì)包括科學(xué)的觀念，科學(xué)的研究方法，科學(xué)的思維方法和各種基礎(chǔ)能力，在物理教學(xué)中加強(qiáng)了物理學(xué)方法的教育不僅教給學(xué)生科學(xué)的研究方法和科學(xué)的思維方法，同時(shí)也逐步養(yǎng)成學(xué)生科學(xué)的態(tài)度，樹(shù)立了科學(xué)的觀念，而且也訓(xùn)練了學(xué)生各種基礎(chǔ)能力。6、物理學(xué)方法教育與課程教材改革的關(guān)系為了使教育從應(yīng)試教育轉(zhuǎn)化到素質(zhì)教育，全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展了課程教材改革，但是課程教材改革是宏觀上的事，對(duì)于一位教師，一所學(xué)校乃至一個(gè)較小的地

17、區(qū)來(lái)說(shuō)是無(wú)能為力的，另一方面科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)也不是單靠教材改革能解決的，新教材可以老教法，老教材也可以新教法，對(duì)于每一位教師來(lái)說(shuō)關(guān)鍵在于在教學(xué)中是否有意識(shí)地強(qiáng)化科學(xué)思維能力的培養(yǎng)和科學(xué)研究方法的訓(xùn)練，有意識(shí)地把應(yīng)試教育轉(zhuǎn)化為素質(zhì)教育。7、物理學(xué)方法教育與其它學(xué)科教學(xué)的關(guān)系科學(xué)方法是各種學(xué)科共同的，如分析，綜合，歸納演繹等方法，即使是物理學(xué)的專門方法同樣也有可遷移性，所以在物理教學(xué)中實(shí)施方法教育也有利于其它學(xué)科的學(xué)習(xí)。三、中學(xué)物理學(xué)方法教育的實(shí)施如何在中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施物理學(xué)方法教育，是一個(gè)迫切需要積極探索的課題，且無(wú)成熟的經(jīng)驗(yàn)，需要我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中不斷的進(jìn)行探索和實(shí)踐。1、實(shí)施物理學(xué)方法教學(xué)的原

18、則(1)與物理教學(xué)過(guò)程有機(jī)結(jié)合的原則前面已經(jīng)指出，物理學(xué)方法教育是整個(gè)物理教學(xué)大系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，它與物理知識(shí)教學(xué)，學(xué)生能力和科學(xué)品質(zhì)的培養(yǎng)，辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育等，都是不可分割地聯(lián)系著的。因此物理學(xué)方法教育應(yīng)是結(jié)合物理知識(shí)教學(xué)和能力訓(xùn)練的過(guò)程而長(zhǎng)期地分散地進(jìn)行的，除專題講座外，不要求集中地對(duì)中學(xué)生大量補(bǔ)充物理學(xué)方法論的專門知識(shí)。例如在原子物理教學(xué)中，通過(guò)講授知識(shí)，介紹了科學(xué)的發(fā)展就是不斷地用新的模型取代舊的模型，逐步逼近真實(shí)的過(guò)程，使學(xué)生了解了實(shí)驗(yàn)®假說(shuō)®新實(shí)驗(yàn)®新假說(shuō)®這樣一種科學(xué)研究的方法。又如在講勻變速運(yùn)動(dòng)的平均速度和即時(shí)速度時(shí)，就可以結(jié)合知

19、識(shí)教學(xué)，介紹研究“變”的一般方法，即以恒代變和無(wú)限分小兩種方法。(2)從隱性教育逐漸向顯性教育過(guò)渡的原則物理學(xué)方法的隱性教育，就是在物理教學(xué)過(guò)程中隱蔽地發(fā)揮物理學(xué)方法的向?qū)ё饔?，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中受到物理學(xué)方法的熏陶，但一般不提方法的名稱，更不對(duì)這些方法的內(nèi)容進(jìn)行解釋。物理學(xué)方法的顯性教育，就是在教學(xué)過(guò)程中把物理學(xué)方法的內(nèi)容，特點(diǎn)和操作過(guò)程講清楚，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這些方法進(jìn)行練習(xí)。這兩種方法各有其長(zhǎng)處和短處，隱性方式適用面廣，不必另外為方法教育化費(fèi)較多的教學(xué)時(shí)間，日積月累，學(xué)生自然地學(xué)到了一些物理學(xué)方法，但不能使學(xué)生獲得物理學(xué)方法的理性認(rèn)識(shí)，不能讓學(xué)生自覺(jué)地以物理學(xué)方法為指導(dǎo)，加深對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的理解

20、。顯性方式正好能彌補(bǔ)這一缺陷，但有些方法的理論較難，學(xué)生不易接受，處理不當(dāng)會(huì)適得其反。所以隨著學(xué)生年級(jí)的升高，顯性方式可以逐步增加。例如上面提到的原子物理的教學(xué)就是隱性教育，當(dāng)然在這一章結(jié)束時(shí)再顯性地總結(jié)一下效果會(huì)更好，而勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度和即時(shí)速度的教學(xué)則一定要顯性地介紹這兩種方法，否則學(xué)生不會(huì)領(lǐng)悟，當(dāng)然在這一節(jié)中學(xué)生不可能就掌握了這種方法，還要在以后的教學(xué)中多次接觸才能逐步領(lǐng)會(huì)。(3)根據(jù)學(xué)生年齡特征循序漸進(jìn)的原則物理學(xué)方法教育，不論是隱性的還是顯性的，都要符合學(xué)生的年齡的心理特征，循序漸進(jìn)。初中學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手能迅速增強(qiáng)，但抽象思維能力還未充分發(fā)展，因此初中階段應(yīng)著重進(jìn)行觀察實(shí)

21、驗(yàn)方法的教育，對(duì)于科學(xué)思維方法，只能隱性滲透，即在教師的指導(dǎo)下接受分析，比較，概括等思維方法的訓(xùn)練。在高中階段，學(xué)生的抽象思維能力迅速增強(qiáng)，對(duì)方法論開(kāi)始感興趣。因此可以對(duì)觀察實(shí)驗(yàn)方法作進(jìn)一步的顯性教育，并且隨著知識(shí)教學(xué)的進(jìn)展由淺入深逐步介紹理想化方法，近似方法，假說(shuō)方法，用圖象和公式反映物理概念和規(guī)律的數(shù)學(xué)方法。對(duì)于分析，綜合，歸納，演繹等基本的思維方法，也可以從反復(fù)的隱性訓(xùn)練逐步過(guò)渡到顯性教育。到高三年級(jí)還可以對(duì)物理學(xué)方法作一些顯性的整理和進(jìn)一步的解釋，并讓學(xué)生在復(fù)習(xí)中反復(fù)運(yùn)用。有的方法一開(kāi)始只能提一下方法的名稱，詳細(xì)的介紹要以后逐步進(jìn)行，如重心的教學(xué)，要講清重心的概念就要講到重力的等效合成

22、，但是力的合成分解還沒(méi)講到，這一節(jié)課中只能提一下物體的各部分都受到重力，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)我們常把它們等效集中為一個(gè)重力，它的作用點(diǎn)稱為重心，而到學(xué)了力矩平衡后可以反過(guò)來(lái)討論一下重力的合成，使學(xué)生進(jìn)一步明確重心的概念。(4)貫穿始終的長(zhǎng)期性原則物理學(xué)方法比物理學(xué)知識(shí)要難，不是一次教學(xué)就能理解和掌握的，教材中物理學(xué)方法因素大多是隱含的，物理學(xué)方法教育也大多是隱性的，所以學(xué)生只有在長(zhǎng)期的熏陶下，才能潛移默化，自覺(jué)或不自覺(jué)地學(xué)到一些物理學(xué)方法，即使是顯性教育也要注意適度，某種方法開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)，通常只需畫龍點(diǎn)晴，點(diǎn)到為止，不必詳細(xì)解釋，以衙通過(guò)同一方法的多次出現(xiàn)，多次運(yùn)用，學(xué)生才能領(lǐng)會(huì)掌握。所以教師應(yīng)自覺(jué)地，堅(jiān)

23、持不懈地對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)方法教育。例如理想化方法，對(duì)高一學(xué)生來(lái)說(shuō)較難，因?yàn)閷?duì)他們來(lái)說(shuō)是一個(gè)觀念的轉(zhuǎn)變，所以學(xué)生能否學(xué)好理想化方法又是學(xué)生能否學(xué)好高中物理的關(guān)鍵。高中第一次出現(xiàn)理想化方法是在質(zhì)點(diǎn)這一節(jié)，高一學(xué)生在學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)這一新概念的同時(shí)要學(xué)習(xí)這一新方法，結(jié)果往往兩樣都沒(méi)真正理解，根據(jù)這一情況，在緒論課時(shí)增加了方法教育的內(nèi)容，先讓學(xué)生做測(cè)量課本面積的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)課本上下邊寬不等，左右邊長(zhǎng)也不等，與學(xué)生原有的觀念“長(zhǎng)方形對(duì)邊相等”不符，于是我提出了實(shí)際長(zhǎng)方形與理想長(zhǎng)方形的概念，以學(xué)生熟悉的幾何問(wèn)題引出理想化方法，并介紹了相對(duì)比較，忽略次要因素，建立模型和等效替代等方法，這樣教學(xué)效果大大改善

24、，質(zhì)點(diǎn)這一節(jié)的教學(xué)也就順利了。(5)各種方法有機(jī)結(jié)合的綜合性原則在物理教學(xué)過(guò)程中，各種物理學(xué)方法交叉在一起，不可能一種方法的教育完成以后再進(jìn)行另一種方法的教育，必須充分利用教材中的方法教育因素，把各種方法有機(jī)地結(jié)合在一起進(jìn)行教育。例如在質(zhì)點(diǎn)的教學(xué)中，我先通過(guò)在直角坐標(biāo)系中確定一點(diǎn)的位置和一個(gè)正方形的位置，引出(1)點(diǎn)最簡(jiǎn)單，(2)點(diǎn)是組成物體的基本單元，研究物體位置時(shí)或者把物體視為一點(diǎn)，或者把物體拆成很多點(diǎn)，因而為解決物體位置的確定，只要先解決點(diǎn)的位置的確定，這是化繁為簡(jiǎn)的常用方法，接下去介紹什么情況下可把物體視為一點(diǎn)，這里又介紹了比較的方法和理想化方法。2、實(shí)施物理學(xué)方法教育的途徑首先要對(duì)教

25、材進(jìn)行方法論分析，教師做到心中有數(shù)，每課時(shí)都要有方法教育目標(biāo)。對(duì)教材進(jìn)行方法論分析是實(shí)施物理學(xué)方法教育的最重要的準(zhǔn)備工作，教師只有發(fā)現(xiàn)教材中隱含的和外顯的物理學(xué)方法教育因素，才能結(jié)合學(xué)生實(shí)際，考慮怎樣在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行隱性的或顯性的方法教育，所以在備課時(shí)，每一課時(shí)必須要有方法教育的教學(xué)目標(biāo)，這就迫使教師自己對(duì)教材去進(jìn)行方法教育因素分析。對(duì)教材進(jìn)行方法教育因素分析有二步：一是結(jié)構(gòu)分析，這是粗線條的，是對(duì)某一章或某一單元而言的，教師先分析這一章或這一單元教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)，畫出方框圖，然后確定各個(gè)聯(lián)系鍵中的物理學(xué)方法。二是思路分析，這是細(xì)節(jié)分析，是對(duì)某一概念，規(guī)律或習(xí)題而言的，教師先分析這一概念，規(guī)律或

26、習(xí)題的引入，導(dǎo)出思路，畫出方框圖，然后確定各聯(lián)系鍵中的方法。(1)模擬物理學(xué)家的探究過(guò)程實(shí)施教學(xué)（這一方法常適用于概念引入，規(guī)律導(dǎo)出或?qū)嶒?yàn)課教學(xué)）。物理學(xué)家探究過(guò)程有常見(jiàn)的兩種方式：第一種是實(shí)驗(yàn)歸納法。大體順序是問(wèn)題à探索性實(shí)驗(yàn)à分析歸納à初步結(jié)論(假說(shuō))à驗(yàn)證à科學(xué)理論。第二種是演繹驗(yàn)證法。大體順序是問(wèn)題à演繹à初步結(jié)論(假說(shuō))à驗(yàn)證à科學(xué)理論。中學(xué)物理教材中有不少是基本吻合這兩種科學(xué)探究過(guò)程的，可以模擬科學(xué)探究過(guò)程，實(shí)施方法教育。例如，在教庫(kù)侖定律時(shí)，首先不要求學(xué)生予習(xí)，上課時(shí)一開(kāi)始就先讓學(xué)生猜想兩個(gè)

27、帶電體之間的相互作用力的大小可能與哪些因素有關(guān)，猜想是探索性實(shí)驗(yàn)的前提，學(xué)生會(huì)提出：帶電體的形狀，大小，兩帶電體帶電的多少，兩帶電體間的距離，兩帶電體間的媒質(zhì)等，然后再讓學(xué)生考慮這么多的因素怎么研究？有沒(méi)有主次之分，猜想哪些是主要因素，哪些是次要因素，這些次要因素在什么條件下可以忽略。當(dāng)還剩下電量和距離兩個(gè)因素時(shí)，又讓學(xué)生考慮兩個(gè)因素對(duì)作用力的影響又如何研究？再提出控制變量法。這樣模擬科學(xué)家的探索過(guò)程使學(xué)生體會(huì)與學(xué)習(xí)物理學(xué)方法，能達(dá)到較好的效果。(2)教師在教學(xué)過(guò)程中堅(jiān)持用正確的方法做好示范（這一方法適用于所有課型的教學(xué)）。教師在教學(xué)過(guò)程中所用的方法對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的示范作用，它起著隱性的

28、方法教育作用，教師在教學(xué)過(guò)程中長(zhǎng)期堅(jiān)持用正確的方法來(lái)研究問(wèn)題，思考問(wèn)題，解決問(wèn)題，能使學(xué)生潛移默化，逐步掌握物理學(xué)方法。例如教師在研究物理問(wèn)題時(shí)堅(jiān)持按選取研究對(duì)象，建立模型，受力分析，運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，然后再選擇規(guī)律列方程的正確方法進(jìn)行，長(zhǎng)期下來(lái)學(xué)生必然掌握了這種方法。又如教師在研究新問(wèn)題時(shí)，如堅(jiān)持把未知問(wèn)題通過(guò)等效轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)為已知的，簡(jiǎn)單的問(wèn)題來(lái)研究，長(zhǎng)期下來(lái)學(xué)生也會(huì)掌握這一方法。在中學(xué)教材中由于知識(shí)局限性，還常會(huì)有一些不規(guī)范的地方，在教學(xué)中也應(yīng)作適當(dāng)?shù)恼f(shuō)明，中學(xué)教材中常出現(xiàn)的一些從特殊推到一般的情況就是典型，如教材中的動(dòng)能定理是由恒力做功時(shí)物體作直線運(yùn)動(dòng)的情況導(dǎo)出的，電勢(shì)的概念是由勻強(qiáng)電場(chǎng)得出的

29、等等，教學(xué)中必須指出其它情況下我們同樣可以證明，但由于我們現(xiàn)有的數(shù)學(xué)水平的限制，目前暫時(shí)無(wú)法證明。否則學(xué)生會(huì)對(duì)歸納法造成誤解。 (3)有意識(shí)地把已學(xué)過(guò)的理論轉(zhuǎn)變?yōu)榉椒ǎㄟ@一方法適用于習(xí)題課的教學(xué)）。被實(shí)踐撿驗(yàn)過(guò)的科學(xué)理論知識(shí)，當(dāng)用來(lái)在其知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)或其它知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)建立其它理論時(shí)，就其實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)，也起了方法的作用，而且往往是抽象程度較高的知識(shí)對(duì)較為具體的知識(shí)發(fā)揮著方法的功能，所以從這個(gè)意義上說(shuō)，一切知識(shí)都可以通過(guò)應(yīng)用轉(zhuǎn)化為方法。例如，極限是數(shù)學(xué)中的基礎(chǔ)理論知識(shí)，當(dāng)用它來(lái)建立瞬時(shí)速度概念時(shí)，就成為極限方法了。控制論在研究電子計(jì)算技術(shù)時(shí)也起著方法的作用。 (4)在非難點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)中有重點(diǎn)地進(jìn)行物理學(xué)方法

30、教育非難點(diǎn)內(nèi)容，有的教師往往不重視，經(jīng)常壓縮課時(shí)一帶而過(guò)，其實(shí)這些內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程是進(jìn)行物理學(xué)方法教育的良好機(jī)會(huì)。如高一物理中力的一節(jié)，內(nèi)容大多是初中學(xué)過(guò)的，但我抓住這一節(jié)著重進(jìn)行物理學(xué)方法教育，先是抓住力的概念的建立，一般書上都從人推車，人提重物和人拉彈簧等實(shí)例找出它們的共同點(diǎn)：人的肌肉感到緊張，車，重物和彈簧的運(yùn)動(dòng)情況或發(fā)生變化，因而說(shuō)人對(duì)車等物體施加了力。我在后面又加上這樣幾個(gè)例子：用棒推車，用繩拉重物和重物掛在彈簧下拉彈簧，可以想象棒，繩和重物的“肌肉”也會(huì)緊張，且外顯效果與前面幾個(gè)例子相同，可見(jiàn)物體對(duì)物體也能施加力。這里介紹了從自然現(xiàn)象中抽象出物理概念的方法。高一學(xué)生還不善于按正確的方

31、法來(lái)判斷是非，所以我接著讓學(xué)生回答：平時(shí)講的“力氣”是不是力？指導(dǎo)學(xué)生對(duì)照物理概念(有無(wú)“肌肉”緊張，有無(wú)外顯效果)來(lái)判斷，介紹了正確的判斷方法。(5)充分利用學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行方法教育實(shí)驗(yàn)往往是已有知識(shí)的綜合運(yùn)用，綜合程度越高包含的方法也越多，所以是方法教育的最好機(jī)會(huì)，如驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中，除控制變量法，圖線法外還有很多等效替代的方法，在教學(xué)中可重點(diǎn)抓住等效替代法讓學(xué)生討論，實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是小車，小車受到重力，支持力，繩子拉力和摩擦力的作用，要確定它所受的合外力較復(fù)雜，所以采用墊高長(zhǎng)木板的一端來(lái)平衡摩擦力，使物體所受的合外力轉(zhuǎn)化為繩子拉力，但繩子拉力仍難以測(cè)量，所以再轉(zhuǎn)化為繩子下面所掛砂桶和砂的重力，這一轉(zhuǎn)化的條件是小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂桶和砂的質(zhì)量。高考中實(shí)驗(yàn)題的命題也在向考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)方法的掌握的方向努力，所以必須充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行物理學(xué)方法教育。(6)學(xué)生直覺(jué)思維的培養(yǎng)科學(xué)思維主要是直覺(jué)思維和邏輯思維