楊景峰

物理科學(xué)方法是在漫長的物理學(xué)發(fā)展過程中，經(jīng)過物理先賢大師和無數(shù)物理學(xué)工作者的探索積淀，而結(jié)晶的閃爍智慧光芒的鉆石，是科學(xué)的思維方法，是人類認(rèn)識自然，探索世界的有力武器.在中學(xué)物理教學(xué)實踐中，重視物理科學(xué)方法教育，傳授物理知識的同時，讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握物理科學(xué)方法，這是做一名合格物理教師的職責(zé)，也是物理教學(xué)的真諦.要實施物理科學(xué)方法教育，筆者認(rèn)為應(yīng)根據(jù)教材知識脈絡(luò)，實施物理學(xué)史和物理科學(xué)方法教育并行，不失為進(jìn)行物理科學(xué)方法教育的有效途徑.因為物理學(xué)史與物理科學(xué)方法是相伴而行的，每一種科學(xué)方法的產(chǎn)生，都包含了一段物理學(xué)史的佳話.通過對物理學(xué)史的回顧，提煉出相應(yīng)的物理科學(xué)方法，有利于學(xué)生對物理科學(xué)方法產(chǎn)生背景的了解和思維情境的理解，能幫助學(xué)生更好地掌握物理科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力.筆者在十幾年的教學(xué)實踐中做了一些探索，在此與讀者分享.

1注重日常教學(xué)滲透，時時進(jìn)行物理科學(xué)方法教育

現(xiàn)行人教版的高中物理教材大致是按照力、電、磁、熱、光（波）、原（動量）這樣的知識序列編寫的.涉及到的物理學(xué)史和物理科學(xué)方法均涵蓋于知識內(nèi)容.作為一名高中物理教師，應(yīng)該在物理知識的講解中，充分挖掘物理教材中涉及的物理學(xué)史，通過對物理學(xué)史的介紹，來彰顯物理科學(xué)方法的內(nèi)涵和重要性.例如在講授《自由落體運動》時，介紹伽利略的生平和他的科學(xué)思維方法.在講授《牛頓第一定律》時，詳細(xì)講解伽利略的理想斜面實驗，進(jìn)一步強化理想化實驗方法.同時講述牛頓的超群素質(zhì)和過人的數(shù)學(xué)天分.閃爍著理性的光輝的同時，蘊含著分析綜合、歸納推理的科學(xué)方法.《牛頓第二定律》驗證實驗體現(xiàn)了控制變量的實驗方法.在《行星的運動》中，講述兩種學(xué)說的對立和斗爭，推崇第谷40多年的默默觀察與記錄，有感于開普勒20年辛勤計算與思考，體現(xiàn)了物理學(xué)的觀察法與計算推理法.《萬有引力定律》再次說明了數(shù)學(xué)方法的重要性.卡文迪許扭秤和庫侖扭秤向我們展現(xiàn)了實驗物理的魅力，也說明微量放大法在實驗觀察中的作用.奧斯特和法拉第對電與磁的情有獨鐘，讓我們領(lǐng)略了實驗探究法的艱辛與執(zhí)著和天道酬勤的道理.總之，凡是教材知識點涉及到的物理學(xué)史，筆者都在教學(xué)過程中認(rèn)真對待，將物理學(xué)史與知識點有機結(jié)合，彰顯蘊含的物理科學(xué)方法.同時在教學(xué)過程中注重實驗演示和實驗驗證.不但教師演示做，還要組織學(xué)生分組做.不但課上做，還要引導(dǎo)學(xué)生課余時間做探究實驗.培養(yǎng)學(xué)生實驗的觀點、樂于實驗、善于實驗的習(xí)慣與技能.教育學(xué)生重視實驗，掌握實驗的科學(xué)方法.

2利用重點章節(jié)內(nèi)容，系統(tǒng)進(jìn)行物理科學(xué)方法教育

人教版高中物理（必修一）第二章第六節(jié)《伽利略對自由落體運動的研究》是一節(jié)重點介紹伽利略科學(xué)思想的課，考點不是很多.因此，有的教師采取不講或略講的方法處理.而筆者每一次講授都認(rèn)真準(zhǔn)備，努力上好這節(jié)課.筆者給學(xué)生布置預(yù)習(xí)作業(yè)，不但閱讀課文，還要利用網(wǎng)絡(luò)查找有關(guān)資料，詳細(xì)了解伽利略的科學(xué)思想和貢獻(xiàn)，講述對伽利略的科學(xué)方法要素的理解.上課時分成小組，采取講述和情景辯論等形式使學(xué)生的興致都非常高，也深深地被伽利略的科學(xué)精神所折服.收到良好的教育教學(xué)效果.對筆者關(guān)注人教版高中物理必修一后邊的學(xué)生實驗，筆者關(guān)注實驗的重要性，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗科學(xué)素養(yǎng).人教版高中物理必修二第六章第一節(jié)《行星的運動》的教學(xué)，筆者讓學(xué)生查找資料，體會地心說和日心說的爭論，感受哥白尼、伽利略、第谷、開普勒、布魯諾等人為科學(xué)發(fā)展而戰(zhàn)的精神.在電磁感應(yīng)的教學(xué)中，筆者帶領(lǐng)部分學(xué)生自制大量實驗進(jìn)行演示，即增強了教學(xué)效果，也培養(yǎng)了學(xué)生實驗習(xí)慣和實驗技能.

英國學(xué)者貝爾納指出“如果學(xué)生不能夠以某種方式親自參加科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，就絕對無法使他充分了解現(xiàn)有科學(xué)知識的全貌”.教師就是要在教學(xué)過程中努力去還原或者創(chuàng)設(shè)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的情境，讓學(xué)生感受發(fā)現(xiàn)過程，體驗發(fā)現(xiàn)成就和樂趣，理解物理科學(xué)方法的作用.從而更好地掌握物理科學(xué)方法.

3通過物理學(xué)史習(xí)題訓(xùn)練，凸顯物理科學(xué)方法教育

物理習(xí)題是檢驗物理知識的主要方法，也是檢驗學(xué)生運用物理科學(xué)方法解決問題能力的有效途徑.通過滲透物理學(xué)史和物理科學(xué)方法習(xí)題的訓(xùn)練可以達(dá)到還原物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，也可以體現(xiàn)物理科學(xué)方法的運用功能.這里略舉幾例說明.

例1伽利略在《兩種新科學(xué)的對話》一書中，討論了自由落體運動和物體沿斜面運動的問題，提出了這樣的猜想：物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運動，同時他還運用實驗驗證了其猜想.某中學(xué)物理興趣小組依據(jù)伽利略描述的實驗方案，設(shè)計了如圖1所示的裝置，探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動.

（1）實驗時，讓滑塊從某一高度由靜止沿斜面下滑，并同時打開裝置中的閥門，使水箱中的水流到量筒中；當(dāng)滑塊碰到擋板的同時關(guān)閉閥門（整個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的）.改變滑塊起始位置的高度，重復(fù)以上操作.該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量[CD#3]的.

（2）表1是該小組測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，其中S為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離，y為相應(yīng)過程量筒收集的水量.分析表中數(shù)據(jù)，根據(jù)[CD#3]在誤差的范圍內(nèi)是一常數(shù)，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結(jié)論.

（3）本實驗誤差的主要來源有：水從水箱中流出不夠穩(wěn)定，還可能來源于[CD#3]（只要求寫出一種）.

例1在教材介紹的知識基礎(chǔ)之上，經(jīng)過改變設(shè)計的.體現(xiàn)了伽利略的實驗方法，也體現(xiàn)了伽利略研究自由落體運動和物體沿斜面運動問題的科學(xué)方法.是一道集物理學(xué)史和物理科學(xué)方法的好題.

例2許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展過程中做出了重要貢獻(xiàn)，下列敘述中符合物理學(xué)史實的是

A.庫侖通過扭秤實驗，得出了庫侖定律

B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，總結(jié)出了電磁感應(yīng)定律

C.牛頓提出了萬有引力定律，通過實驗測出了萬有引力恒量

D.伽利略通過理想斜面實驗，提出了力是維持物體運動狀態(tài)的原因

例3關(guān)于物理學(xué)研究的方法，以下說法錯誤的是

A.在用實驗探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，應(yīng)用了控制變量法

B.在利用速度——時間圖像推導(dǎo)勻變速直線運動的位移公式時，使用的是微元法

C.用點電荷代替帶電體，應(yīng)用的是理想模型法

D.伽利略在利用理想實驗探究力和運動的關(guān)系時，使用的是實驗歸納法

例4圖2是歷史上發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的幾個著名實驗的裝置圖，其中發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的裝置是

這樣的習(xí)題是高考經(jīng)常出現(xiàn)的題型，也是直接判斷題，但學(xué)生在日常的學(xué)習(xí)中必須有所積累，掌握基本物理史實，理解基本的物理科學(xué)方法，知道重要的物理實驗.所以在平常的教學(xué)活動中，進(jìn)行物理學(xué)史和物理科學(xué)方法教育與高考應(yīng)考教育并不矛盾.

4實施物理學(xué)史與物理科學(xué)方法教育并行的要求

在落實物理學(xué)史與物理科學(xué)方法教育并行的過程中，教師要做到以下幾方面.

第一、教師自己要重視物理科學(xué)方法的教育，將物理科學(xué)方法教育貫徹到自己的教學(xué)實踐中.現(xiàn)在還有的教師只重視知識的傳授，忽視知識的形成過程，不注意物理科學(xué)方法的教育.如在一所很好的高中，一位在當(dāng)?shù)睾苡忻麣獾奈锢斫處?，一堂課就把一整章的內(nèi)容講完，剩下的時間就是做習(xí)題.從教師的角度出發(fā)，高中物理一章的主干內(nèi)容確實沒有多少，有的半節(jié)課就可以捋下來.但是這樣做就只剩干癟的知識體系，怎么能會展現(xiàn)知識的形成過程呢？更何談物理學(xué)史與物理科學(xué)方法教育并行，物理學(xué)家那種執(zhí)著感人的科學(xué)精神如何讓學(xué)生受到教育呢？還有的教師或者學(xué)校，從來不組織學(xué)生做物理實驗，認(rèn)為耽誤時間，沒有多大效果.物理實驗教學(xué)在弱化.

第二、在落實物理學(xué)史與物理科學(xué)方法教育并行的過程中，教師要提前備好課.教材介紹的物理學(xué)史都是蜻蜓點水，內(nèi)容很有限.物理科學(xué)方法也是隱含在敘述過程中的.教師在課前就要查找資料，將物理學(xué)史與教學(xué)內(nèi)容有機地結(jié)合起來.做到精彩和精煉，這就要下一番功夫.同時要在知識形成過程中把物理科學(xué)方法凸顯出來，讓學(xué)生體會得到.

第三、要在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的興趣.大家都知道，興趣是最好的老師.只要教師培養(yǎng)起學(xué)生的興趣，在教學(xué)過程中稍加引導(dǎo)，學(xué)生就會主動去學(xué)習(xí).特別是互聯(lián)網(wǎng)時代，為我們提供了廣闊的學(xué)習(xí)時空.一丁點的信息都可以在網(wǎng)絡(luò)上找到相關(guān)知識的詳細(xì)介紹.學(xué)生有了興趣，教師要做的就是提供那么一點點的信息量就夠了，剩下的學(xué)生會自己去探尋.

第四、要教育學(xué)生重視學(xué)習(xí)物理科學(xué)方法，提高繼續(xù)學(xué)習(xí)和探索自然科學(xué)的能力.我們都會說：授人以漁，不授人以魚.就是這樣的道理.比單純的物理知識，物理科學(xué)方法的教育更加重要.高中物理知識只是浩瀚的物理學(xué)中的一個入門基礎(chǔ)，現(xiàn)階段的主要任務(wù)是升入大學(xué)的一塊敲門磚.而物理科學(xué)方法則是人類認(rèn)識自然、改造世界所積淀得到的有效方法，這種方法可以指導(dǎo)我們?nèi)ヌ剿鞲鼜V闊的未知世界.沒有這些科學(xué)的方法，人類就會盲人摸象，認(rèn)識世界的能力就會大打折扣.所以教師在教學(xué)過程中要有意識地教育學(xué)生，注重科學(xué)方法的學(xué)習(xí)與積累，要學(xué)會捕魚的方法，不要做只會吃魚的食客.