李士剛

【摘 要】物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用為基礎(chǔ)的學(xué)科，它對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。掌握和應(yīng)用物理知識(shí)是學(xué)習(xí)物理學(xué)的目的。本文從豐富的物理教育素材中，選取了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以知識(shí)為載體、以物理學(xué)史為線索、以實(shí)踐為渠道四個(gè)方面闡明實(shí)現(xiàn)物理教育的科學(xué)方法。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)方法；物理教育

物理學(xué)作為一門研究物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用、最一般的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，蘊(yùn)含著豐富的教育素材。

實(shí)現(xiàn)物理教育一般有以下四種方法：

一、以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中掌握方法

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，在物理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程中，物理實(shí)驗(yàn)自始自終占用及其重要的地位。古希臘哲學(xué)家亞里西多德在物理學(xué)領(lǐng)域?qū)曳稿e(cuò)誤，提出“力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因”、“重物比輕物下落快”等錯(cuò)誤觀點(diǎn)，究其原因，亞里西多德用的是觀察的方法，只有一定的生活經(jīng)驗(yàn)，但不是真正意義上的實(shí)驗(yàn)，物理學(xué)的發(fā)展正是以突破亞里西多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)方法的局限，以伽利略的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法為指導(dǎo)而走上真正的科學(xué)道路上的。

達(dá)·芬奇指出：“科學(xué)如果不是從實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生，并以一種清晰實(shí)驗(yàn)結(jié)束，便是毫無(wú)用處的、充滿荒謬的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)耸谴_實(shí)性之母?！睆馁だ缘穆潴w實(shí)驗(yàn)到斜面實(shí)驗(yàn)，他不僅開創(chuàng)了對(duì)物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)研究，更重要的是他創(chuàng)立了把實(shí)驗(yàn)的方法和邏輯方法與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合中的研究物理學(xué)的方法。伽俐略實(shí)驗(yàn)方法產(chǎn)生的重要意義正如愛因斯坦所說(shuō)：“伽俐略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。”可以說(shuō)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)就沒(méi)有物理學(xué)。實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)是物理理論的源泉，實(shí)驗(yàn)是物理理論真理性的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)也就成了研究物理學(xué)的最基本的最普遍的方法。在物理教學(xué)時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生理解、學(xué)會(huì)并挖掘伽俐略這套基本的物理科學(xué)方法，多給學(xué)生創(chuàng)造做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證或探索，進(jìn)而培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛧?yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

縱觀物理學(xué)發(fā)展的輝煌歷史，實(shí)驗(yàn)起了決定性的作用，并且人們從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出眾多研究問(wèn)題的科學(xué)方法，如理想模型法、控制變量法、實(shí)驗(yàn)+推理法、微小放大法、等效法等等。因此，在平時(shí)的教學(xué)中要讓學(xué)生多觀察、多動(dòng)手、多思考，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中掌握科學(xué)方法。

二、以知識(shí)為載體，通過(guò)課堂教學(xué)向?qū)W生滲透方法

物理學(xué)是由一些基本概念，基本規(guī)律和理論組成的體系嚴(yán)謹(jǐn)、精密定量的科學(xué)，在物理概念和規(guī)律的建立、發(fā)展和應(yīng)用過(guò)程中以及各知識(shí)點(diǎn)相互聯(lián)系的地方，蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)方法，教師在教學(xué)中要抓住知識(shí)和方法的結(jié)合點(diǎn)進(jìn)行滲透。如在講瞬時(shí)速度、瞬時(shí)加速度、瞬時(shí)功率等時(shí)向?qū)W生滲透“極限方法”這一物理科學(xué)研究中最具數(shù)學(xué)化、又最能體現(xiàn)辯證思維的方法。又如在講速度、密度、壓強(qiáng)、功率等概念的引入都使用了比較的方法，它們的定義都采用了比值定義法。結(jié)合這些概念的學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行比較方法的教育，使學(xué)生感受其中的同中求異和異中求同，使學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解比值定義法。再如在定量研究液體壓強(qiáng)大小時(shí)，應(yīng)用“理想液柱”方法。牛頓第一定律的建立和闡述包含著觀察→實(shí)驗(yàn)論證→假設(shè)猜想→實(shí)驗(yàn)抽象→修正推廣的一種重要的科學(xué)方法：理想實(shí)驗(yàn)法。學(xué)習(xí)該定律時(shí)，適時(shí)恰當(dāng)?shù)攸c(diǎn)明理想實(shí)驗(yàn)法，初步簡(jiǎn)介該方法的含義和重要意義，從而使學(xué)生初步體會(huì)理想化方法。

三、以物理學(xué)史為線索，讓學(xué)生從知識(shí)的來(lái)龍去脈中體會(huì)方法

知識(shí)的來(lái)龍去脈充分展現(xiàn)了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷程，為物理方法教育提供了生動(dòng)而豐富的材料。物理學(xué)在發(fā)展過(guò)程中建立了許多理想模型、理想過(guò)程、和理想實(shí)驗(yàn)、運(yùn)用了觀察試探和實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)和試探、分析和綜合、佯謬和反證等方法，物理學(xué)史中有大量生動(dòng)事例說(shuō)明科學(xué)大師們?nèi)绾问炀毝擅畹剡\(yùn)用這些方法取得重要成果的過(guò)程，利用這些事例，可以向?qū)W生進(jìn)行具體的科學(xué)方法教育。如在學(xué)電磁感應(yīng)時(shí)，可介紹法拉第和電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，使學(xué)生明白電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)思維方法以及對(duì)物理學(xué)發(fā)展的深遠(yuǎn)影響。這樣的科學(xué)方法教育學(xué)生易于接受和理解，是行之有效的方法。又如教師在講玻爾原子模型時(shí)，可向?qū)W生講解人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷程。讓學(xué)生從人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的曲折歷程中體會(huì)研究物理問(wèn)題的科學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)事實(shí)→提出假說(shuō)→接受新實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)→修改或否定原假說(shuō)提出新理論→再經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或接受新實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)→形成理論指導(dǎo)實(shí)踐。從上面例子可看出，有時(shí)一個(gè)結(jié)論的得出需要幾代科學(xué)家?guī)讉€(gè)世紀(jì)的曲折探索，而掌握它卻只需一節(jié)課幾十分鐘的時(shí)間，因此，在物理教學(xué)中教師要善于對(duì)物理學(xué)史案例進(jìn)行剖析，讓學(xué)生掌握知識(shí)的同時(shí)從中體會(huì)研究物理問(wèn)題的方法。

四、以實(shí)踐為渠道，讓學(xué)生通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題運(yùn)用方法

方法教育的目的在于訓(xùn)練學(xué)生的智力技能，只有通過(guò)實(shí)際運(yùn)用和操作，才能深刻理解科學(xué)方法，準(zhǔn)確而靈活地運(yùn)用科學(xué)方法。中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)向?qū)W生提供大量生產(chǎn)、生活中實(shí)際問(wèn)題，明確地要求他們運(yùn)用某種科學(xué)方法去解決并且在解決過(guò)程中能感到科學(xué)方法對(duì)他們的指導(dǎo)。首先，在教學(xué)中教師可布置生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問(wèn)題讓學(xué)生用科學(xué)方法解決。其次，教師也可在“習(xí)題”教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法的能力，在浩如煙海的各種習(xí)題中，蘊(yùn)含著豐富的物理科學(xué)方法，讓學(xué)生通過(guò)解決習(xí)題中的問(wèn)題，靈活運(yùn)用諸如假設(shè)法、等效法、圖象法、模型法等眾多科學(xué)方法。再者，有時(shí)為了讓學(xué)生更清楚地了解和掌握某一科學(xué)方法，教師還可有針對(duì)性地進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練。

物理方法教育和物理知識(shí)學(xué)習(xí)是相互促進(jìn)的，結(jié)合物理教學(xué)開展物理方法教育具有重要的意義，加強(qiáng)物理方法教育是實(shí)現(xiàn)學(xué)生增長(zhǎng)知識(shí)、發(fā)展能力、提供素質(zhì)的可靠途徑，在教學(xué)中，教師應(yīng)把握物理方法教育的內(nèi)涵，積極探索物理方法教育的途徑。

【參考文獻(xiàn)】

[1]許國(guó)梁，主編，束炳如等改編.《中學(xué)物理教學(xué)法》，高等教育出版社

[2]黃生訓(xùn).《物理史》，湖南師范大學(xué)出版社

（作者單位：江蘇省濱?？h五汛中學(xué)）