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高中物理科學(xué)方法教育分析論文
摘要:《普通高中物理課程標準》明確提出,“進(jìn)一步提高學(xué)生科學(xué)素養”。因此,深入研究科學(xué)方法,對于提高學(xué)生的科學(xué)素養有著(zhù)重要意義。本文將對新課改下高中物理科學(xué)方法教育的意義和方法進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:新課改下;高中物理;科學(xué)方法教育
根據新課程理念,高中物理科學(xué)方法可以概括為:“物理學(xué)科方法就是研究物理現象、描述物理現象、實(shí)施物理實(shí)驗、檢驗物理規律時(shí)所采用的各種手段與方法,具體到物理學(xué)科中就是物理科學(xué)方法!笨茖W(xué)方法是物理學(xué)的內在要求,因此,物理學(xué)的發(fā)展一定要伴隨著(zhù)科學(xué)方法的發(fā)展,物理學(xué)的教育當然也離開(kāi)科學(xué)方法的教育。
一、高中物理科學(xué)方法教育的意義
。ㄒ唬┛茖W(xué)方法教育比知識教學(xué)更具有長(cháng)遠意義
對教育而言,學(xué)生在校所能學(xué)到的知識很有限,而科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,要求社會(huì )成員具有較強的獨立獲取新知識、掌握新技術(shù)、解決新問(wèn)題的創(chuàng )新能力。要迅速地弄懂這些新知識、新發(fā)現,掌握這些新技術(shù),如果沒(méi)有一套行之有效的科學(xué)方法是很難達到的。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,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(guān)察、實(shí)驗、假說(shuō)、驗證等物理學(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,更是普遍應用于人的各種思維活動(dòng),科學(xué)思維方法可以說(shuō)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將終身受益。所以,教給學(xué)生發(fā)現問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的科學(xué)方法,應是學(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(kāi)學(xué)校后學(xué)習和工作的有力工具。因此,掌握科學(xué)方法比掌握具體的科學(xué)知識更具有長(cháng)遠的意義。
。ǘ┛茖W(xué)方法教育能使物理教學(xué)達到更高的境界
現行教材是按知識體系編排的,科學(xué)方法大多蘊涵在知識的發(fā)展過(guò)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)中有意識地以科學(xué)方法為線(xiàn)索組織教材、組織教學(xué)過(guò)程。對一些重點(diǎn)知識,模擬科學(xué)家的研究過(guò)程,切實(shí)運用必要的科學(xué)方法,讓學(xué)生在科學(xué)方法的導引下主動(dòng)地去獲取知識。這樣的教學(xué),必然符合學(xué)生的認識規律,能使學(xué)生對知識的獲得過(guò)程有切身的體驗,從而對知識本身有扎實(shí)的理解,受到科學(xué)方法的訓練和培養。這就使學(xué)生不僅掌握了知識,還明白了這一知識是用了那些科學(xué)方法來(lái)獲得的,即能在科學(xué)方法層面上理解和體驗學(xué)習過(guò)程。這樣,學(xué)生經(jīng)過(guò)學(xué)習逐步地掌握了科學(xué)方法,進(jìn)而形成自己的科學(xué)的學(xué)習方法,就會(huì )有效地提高學(xué)習效率。當學(xué)生掌握了方法取得了獨立獲取知識的本領(lǐng)時(shí),就得到了開(kāi)啟物理知識寶庫的“金鑰匙”。這種教法與學(xué)法的結合,才能體現葉圣陶先生所倡導的“教是為了不教”的原則,物理教學(xué)質(zhì)量必然會(huì )達到更高的境界。
二、高中物理科學(xué)方法教育的途徑
在講清物理概念、物理規律的教學(xué)過(guò)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)物理規律的建立,必然有與之對應的科學(xué)方法的運用和形成。例如,在高中物理教材中速度概念的教學(xué)中,教師可引導學(xué)生首先分析、比較不同物體的運動(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動(dòng)的快慢,引導學(xué)生認識到可用位移和時(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上,運用近似法、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,也可以向學(xué)生介紹用氣墊導軌或打點(diǎn)計時(shí)器測量瞬時(shí)速度滲透實(shí)驗法。由此可見(jiàn),在速度概念的建立過(guò)程中,伴隨著(zhù)許多科學(xué)方法的運用。同樣,一個(gè)物理規律的建立,如牛頓定律、萬(wàn)有引力定律、氣體實(shí)驗定律等規律的建立,也充分運用了實(shí)驗方法、分析和歸納、推理方法及數學(xué)方法。在說(shuō)明物理理論的建立過(guò)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(shuō)和波動(dòng)說(shuō)、玻爾理論等。這些理論都是在實(shí)驗事實(shí)的基礎上,例如,“玻爾理論”的建立,提出了三條科學(xué)假設:能量量子化假設、軌道量子化假設和躍遷假設,然后,以氫原子為例進(jìn)行演繹推理,把抽象的假設具體化,再借助電子軌道圖和能級圖,使抽象的假設形象化。假設是否正確,還需要實(shí)踐的檢驗,最后,向學(xué)生介紹玻爾的理論被德國物理學(xué)家夫蘭克和赫茲共同完成的著(zhù)名實(shí)驗所證實(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(zhù)理論建立的歷史進(jìn)程“事實(shí)和已有理論”→“理論假設”→“新事實(shí)”→“修正理論,甚至建立新的假設”組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習,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(wèn)題的模擬活動(dòng),學(xué)生既能學(xué)到了物理知識,更體會(huì )到了科學(xué)方法在科學(xué)理論建立過(guò)程的重要作用。在進(jìn)行物理實(shí)驗教學(xué)中,對學(xué)生開(kāi)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)踐中加以應用,實(shí)驗課是進(jìn)行物理方法應用訓練的最好機會(huì )。實(shí)驗教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分,在實(shí)驗教學(xué)中,開(kāi)展科學(xué)方法教育大有文章可做。在實(shí)驗課中讓學(xué)生進(jìn)行觀(guān)察、記錄并整理數據,排除次要因素,突出主要因素,經(jīng)過(guò)分析、運算、歸納、總結,從而得出正確的物理結論,給學(xué)生提供親自運用科學(xué)方法探索的機會(huì )。
在單元小結中進(jìn)行物理方法的討論和歸類(lèi)講完一章新課后,在對該章內容進(jìn)行小結的同時(shí),也要對該章所用到的物理方法進(jìn)行討論和歸類(lèi)。如講完牛頓運動(dòng)定律后,對控制變量法、實(shí)驗法進(jìn)行分析討論,對隔離法、整體法進(jìn)行小結。講完電場(chǎng)和磁場(chǎng)之后,復習時(shí)可以運用類(lèi)比的方法,把這兩者知識聯(lián)系起來(lái)?偨Y這些物理方法的特點(diǎn)、應用條件,引導學(xué)生站在更高的層次去審視這些物理方法。這對啟發(fā)思維,培養能力幫助極大。
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