物理学的科学方法教育探讨

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1、物理学的科学方法教育探讨摘要：物理学是现代科学技术的基础科学，它对于培养年轻一代具备基本的科学思想和科学素养起着十分突出的作用。在物理课程标准中，特别提出要关心学生的进步，培养学生掌握认识世界的科学方法。“物理科学方法教育”的重要问题就是对科学方法进行准确定位。为此从学生的实际出发，探讨科学方法的教育分类，并在此基础上，为有效地实施物理科学方法教育进行了教育策略分析。关键词：物理教育；科学方法；意义准备科学方法教育在物理教育研究中始终是一个重要的课题，无论从当前的课程改革的实践还是从提升民族的整体素质的角度来看，做好物理科学方法教学工作，都具有鲜明而深

2、远的时代意义。然而，反思我们过去的教育，却存在着许多不令人满意的状况：教学过程中没有令人产生震撼感觉的突发奇想；没有对知识的演进进行提示性的剖析；对某些前人曾有的谬误也只字不提；在学校实验课堂中，所做的实验就是去证实那些业已摆到面前的、且早知如此的实验；我们对兴趣和方法所进行的探讨也难以得到应有的鼓励。实际上，多年以来在进行物理教学的过程中，教师都在自觉或者不自觉地进行着某种物理学思想和物理学方法的教育，而造成以上弊端的主要原因就是对科学方法缺乏较深入的教育实践研究。美国著名的认知派教育心理学家奥苏伯尔在他的著作《教育心理学：一种认知观》（Educat

3、ionalPsychology:acognitivevie.2.渐进加强类。这里的“渐”并非是随着时间的推移的“渐”，乃是依学生的知识基础的发展、心理成熟状况的演进的“渐”。以观察法为例，物理教师很关心在物理教学中发展学生的观察能力，观察法是物理教学中出现频率极高的一种科学方法，科学的观察法至少有两个要件：（1）要与“思”结合，只观察不思考只能叫做“看”；（2）要以“量”定论，反复观察才能防止以点盖面。此时的观察有“观测”的要义。[2]鉴于这两个条件，致使我们对各种观察法（长期观察法、精细观察法、归纳法、对比法等方法）进行不同的分类定位。在低年级（例如

4、初中阶段），物理教师针对学生的知识含量较低及心理状态不成熟的实际情况，要把教学重点落在“仪器和简单现象的观察”的层次；而在高中阶段及日后继续学习和深造中，应该把“随时间和空间而展开的观察和在观察中进行的正确质疑”的层次作为重点的教学内容加以训练。又如，常见的概括方法鉴于学生的维度，在不同时期（时机）可分为：（1）低水平的概括，即没有经过思维的积极加工，仅凭直观的观察进行的。如钟摆的摆动、水上浮标的浮动、蒸汽机活塞的往复运动等概括为振动现象。（2）理性概括则是一种高级水平的概括，它的形成离不开学生的积极思维和对有关内容的深刻了解，方能对事物的本质进行深层

5、次的概括，使研究对象更加纯化和简约。如圆锥摆、飞车走壁、火车转弯、飞机水平盘旋等，虽然这几种情景大不相同，但是较高层次的归纳整理可以概括为：上述物体的运动均受到相同情况的力的作用，合力（向心力）均指向圆心。三、科学方法教育策略分析（一）学生维度的意义准备从学生的维度来看，科学方法在学生的头脑中的形成和发展过程中，一个重要阶段就是对科学方法进行卓有成效的意义准备。所谓意义准备，就是指学生在从事新的科学方法学习的时候，原有的物理知识水平或者心理发展水平对新的科学方法的适应性。在一个人的头脑中，科学方法的认知结构是由或多或少有组织的、稳定的概念、观念和方法组

6、成的，这一组织的性质是分层次、分阶段的，按包容性逐渐下降的方式进行的，从而促使科学方法的意义学习具有使未分化的领域逐渐分化并获得增长的机制。教师对学生现有的科学方法的掌握情况进行初步的摸底、调查之后，就可以避免把本来富有潜在意义的科学方法的材料当做机械的东西来教，最终使意义学习产生功效。以即时速度为例，我们在学习的时候，是从平均速度过渡到即时速度的，即把一段的平均速度无限地缩小，直至这一小截线段与一点几乎无异时，平均速度就变成即时速度了。教学中，鉴于学生的思维水平和心理成熟状况有限，我们所运用的科学方法──微元法，在此可不必明确提出，但应当通过“s-t

7、”图线或者“实验研究”给学生创造进行微元法学习的条件，为日后的教和学做好了应有的准备，当我们学习匀速圆周运动时，就可以利用微元法对向心加速度的具体公式进行准确推导和计算了，这时的物理科学方法教学也就成为了真正的意义教学。（二）教师维度的两个确保科学方法作为一种思维领域的知识，有其教学的特殊性，为有效地实施科学方法教育，教师在提高自身品质的同时，应该最大限度地培养和发展学生的积极性。科学方法是通过人类前赴后继、日积月累的努力所获取的，随着科学的不断发展，科学方法也在不断地得到丰富和创新。而对于学生来说，凡是通过自身的努力所取得的对科学方法的认识都应该得到

8、鼓励，如布鲁纳所说：发现不仅限于寻求人类尚未知晓的事物，确切地说，它包括用自己的头脑亲自获得知