物理学史教学中进行科学方法教育策略探究

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1、物理学史教学中进行科学方法教育策略探摘要：物理学的发展史，最有价值的就是蕴藏其中的科学方法。本文从五个方面阐述了在物理学史教学中开发科学方法教育的策略，并且提出了遵循的原则。关键词：物理学史；科学方法；教学策略中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148(2014)2(S)-0015-41物理学史教学中进行科学方法教育是一条新途径物理学的发展史，实际上也是科学方法的发展史。因为每位物理学家都有其独特的研究问题的科学方法。比如，伽利略巧妙地应用了科学推理的方法，揭露了维持两千多年的古希腊哲学家亚里斯多德阐述的“重物比轻物落得快”的论断所包含的矛盾：卡文迪许精巧地设计了扭

2、秤实验，在悬挂哑铃装置的石英丝上装一面小镜子，利用光束反射来“放大微小形变”，解决了引力常量这个历史性难题；德布罗意应用了类比法、假设法提出了物质波的概念：帕斯卡应用了实验推理法得出了帕斯卡定律：库仑应用了类比法建立了库仑定律：爱因斯坦应用了直觉思维和理想实验的方法创立了相对论等等。这无一不说明了物理学史中既有物理学知识。又蕴藏着研究问题的科学方法，以及科学家发现物理规律的艰辛过程。对学生进行物理学史的教育，不仅可以激发学生学习物理知识的热情，而且可以促使学生领悟其中包含的科学思维和科学方法，更可以培养学生追求真理、献身于人类文明事业的精神。物理学在发展过程中，不仅产生了宝贵的理论成果，更

3、留给了后人弥足珍贵的一系列的科学方法。科学方法作为人类文明的结晶，是物理认识活动的中介，是连接物理现象与物理知识的纽带，处于物理学的核心地位。近代科学强调科学方法对于科学理论的创立、发展的决定性意义。科学发展史一再论证，没有某种科学方法及其指导下的研究规则和实验设计，科学理论是不会产生的，也将难于有效地发挥理论知识的功能和作用。因此，加强科学方法教育的力度，拓宽科学方法教育的渠道，是每一位物理教师需要认真思考的问题。物理学史由于其特殊性，其中体现或隐藏的科学方法比比皆是。可以说物理学史是蕴藏科学方法的宝库，这个宝库不挖掘、不利用，实是浪费可惜。可见，利用物理学史进行科学方法教育是一条可开发

4、的新途径。2物理学史教学中开发科学方法教育的策略2.1挖掘教材史料，显化科学方法教材中物理学史的内容大多为陈述性介绍，科学方法隐藏于其中没有明确显现出来。教师有可能对科学方法教育认识不够全面，很少注意到物理学史中科学方法教育的素材，或者缺乏对科学方法教育内容的挖掘。从学生的角度讲，他们意识不到物理学史中的科学方法及其重要性，从而错过了学习科学方法的良好机会，导致“过程与方法”目标的达成虚化。显性教育观认为，只有像物理知识教育那样，明确地向学生讲解科学方法的内容，指出科学方法的名称，传授有关该方法的知识，揭示方法的形式、操作过程，说明原理，使学生处于有意识地接受科学方法的状态，才能实现一定的

5、教育目标。教师需要深入挖掘物理学史中隐含的科学方法。对教材史料部分内容作适当补充、拓展，制定可行的目标要求及达标方法，明确教学的重点，结合学生实际特点因材施教。这样，教师才能居高临下、游刃有余。教师既教给学生物理学史知识，又教给学生科学思维的方法，教学效果一定会好。如高中“自由落体运动”一节教学。历史上，伽利略首先通过佯谬的思想实验。否定亚里斯多德的物体越重下落越快的结论：然后运用数学工具得出初速为零的匀加速直线运动是一常量；进而用斜槽实验验证物体从光滑斜面的下滑运动符合等于常量的规律；最后将斜面实验推广，得出结论：落体运动是匀加速运动。伽利略通过长期的实验研究，观察到同一高度同时下落的轻

6、重不一的物体的下落情况，伽利略认为自然界“总是习惯于运用某种最简单和最容易的手段”o这一哲学思考，使他大胆猜想自由落体运动是匀加速运动。他关于落体的一切研究都是为了确证这一猜想，他的斜槽实验也是为此而设计的。伽利略开创的观察实验、逻辑论证与数学方法相结合的研究方法极大地推动了物理学的发展。他对运动理论的研究所采用的方法可总结为：2.2追寻科学家足迹，渲染科学方法实践证明，物理学史教学中，仅仅局限于“蜻蜓点水”式的显化科学方法，无法引起学生足够的重视，教学效果不会好。教学中适时适度地介绍具体的、相关的科学方法的本质涵义，如何应用，需注意什么，起到什么作用，使学生逐步了解体会科学方法的涵义和作

7、用，并进行恰当的渲染烘托。使学生明确科学方法在科学研究活动过程中的重要意义。科学活动孕育出科学方法，科学方法反过来助推科学的发现，应用科学方法获得成功是科学家的鲜明特征。渲染科学方法的功能还在于对学生的启发，通过对科学方法的不断了解、积累和熟练，使学生形成一种心理定势，养成科学作风，逐步树立科学的世界观，并贯穿于自己终生的工作方法之中。这是从根本上提高学生科学素养的有效途径，即从长远看方法比知识更重要。例如，在“行星的运