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中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1673-1875(2009)23-113-01
在物理教学中让学生掌握物理学的概念和规律的同时,更应该重视科学方法的培养。科学方法,是研究自然科学和社会科学的一般性规律和理论。科学方法教育的内容包括两个方面:一研究方法;二是学习方法。教师在传授知识的同时,应该有意识、有目的的进行科学方法的教育和指导,不仅“授之以鱼”,而且“授之以渔”。那么怎样才能培学习物理的方法呢?
一、指导阅读教材,注重学生自学
在教学中充分利用教科书,指导学生读书的方法,是培养学生自学能力的有效途径。(1)基本概念、基本定律要着重读,对其中的重点字句要深入体会、准确理解。因为这些字句或揭露了事物的本质,指出了事物变化的范围和条件;或者反映了两个事物的区别与联系。如功率的概念中把“时间”限制为“完成这些功所用的时间”,而不能简单说成“功率等于功跟时间的比值”。(2)培养学生正确识图、读图、画图的能力。物理学上的图形很多,如速度图线、振动图线、波动图线、交流电的图线、气体状态变化图线、电力线、磁感线、电路图、受力图等,图是用来描述量与量之间关系或变化规律的,是最简单的物理语言。学会识图、读图、画图是一种基本功,决不能忽视。
二、在传授知识时要强化方法渗透
科学方法教育既需要潜移默化的熏陶,也需要有目的的训练。只埋头讲物理知识而不注意方法教育,则犹如只给学生一堆砖瓦,而不培养其建造房屋。因此,科学方法教育应渗透在物理知识教学之中。物理概念、物理规律的建立常常通过观察和实验、比较和分类、分析和综合、数学和推理、理想化等科学方法来支撑。例如在概念教学中,将电势能和重力势能类比,学生很容易接受;在洛仑兹力教学中,由安培力演绎出洛仑兹力。例如在“电磁感应”的教学中,可将教学过程组织为体现科学研究一般方法的过程,使学生受到科学方法的训练。具体做法如下:
(1)初步的观察实验、观察闭合电路的部分导体做切割磁力线的运动和回路中产生电流的现象。
(2)提出猜想、介绍法拉第电磁感应实验,分析、猜想变化的磁场才能产生感应电流。
(3)进行实验验证、按教材完成实验。
(4)总结规律、再次分析上述各个实验,得出产生感应电流的条件。
这样做可使学生感受到科学方法在建立概念、发现规律中的作用,激发学生自觉的学习和运用科学方法解决实际问题的积极性。
三、学习物理学发展史,体会科学方法的作用
物理教学的目的之一,是把科研人员应具有的素质和能力早一些传授给学生。这就要求我们将物理教学和物理学史结合,教学中可以结合重要的物理史料用模拟科学认识过程的方法进行物理教学,让学生遵循前人科学发现和发明的思路来学习,学会科学研究的方法。让他们从当时的科学背景出发去重温科学家们在什么问题上、什么环节中、什么情况下、用什么方法和思路作出了科学发明和发现。例如在“自由落体”教学中,首先应阐明:历史上,伽利略首先通过落体佯谬的思想进行实验,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S/t2=常量;进而用斜槽实验验证物体从光滑斜面下滑的运动是符合s/t2=常量的规律;最后将斜面实验推广,得出结论:落体运动是初速为零的匀加速运动。伽利略之所以敢于首先用一个理想实验批判亚里斯多德的学说,是因为他此前已进行过长期的实验研究,他曾多次观察过从同一高度同时下落的轻重不同的物体(如两个球体或两块石头等)的下落情况。伽利略的研究方法是观察——假设猜想——数学推理——实验验证——合理外推。他开创了研究自然规律的科学方法,这就是“抽象思维,数学推导,科学实验”相结合的方法,推动了物理学发展,是人类物理思想上最伟大的成就之一。
四、加强物理实验,体验科学方法
观察与实验是物理学研究的基本方法,物理学的所有规律都是通过实验建立起来的。应培养学生六个方面的实验技能:一是掌握基本仪器的构造、原理和使用,能正确使用仪器进行观察、测量和读数;二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法;三是会正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确的结论;四是了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析;五是会写一般的实验报告;六是养成良好的实验习惯,包括爱护仪器、遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。实践表明:只要我们能从众多的实验中总结出共同的规律,引导学生观察时注意目标明确,层次分明,就可让学生掌握某种仪器的使用方法,而且使学生学会如何观察,提高观察能力。
五、巧妙设计习题,训练科学方法
科学方法教育的目的在于发展学生分析和解决问题的能力。在习题教学中进行科学方法教育,就是进行思维方法的训练,提高思维能力和分析解决问题的能力。因此,教师要站在科学方法论的高度,认真研究题型、分析归类、精选典型例题和习题,对学生进行逻辑思维与非逻辑思维、集中思维与发散思维、正向思维与逆向思维、局部思维与整体思维、类比思维与联想思维等专项训练,有意识地加强科学方法教育,从而使学生增长知识、发展能力、提高学生在物理学科中的综合素养。
在物理教学中让学生掌握物理学的概念和规律的同时,更应该重视科学方法的培养。科学方法,是研究自然科学和社会科学的一般性规律和理论。科学方法教育的内容包括两个方面:一研究方法;二是学习方法。教师在传授知识的同时,应该有意识、有目的的进行科学方法的教育和指导,不仅“授之以鱼”,而且“授之以渔”。那么怎样才能培学习物理的方法呢?
一、指导阅读教材,注重学生自学
在教学中充分利用教科书,指导学生读书的方法,是培养学生自学能力的有效途径。(1)基本概念、基本定律要着重读,对其中的重点字句要深入体会、准确理解。因为这些字句或揭露了事物的本质,指出了事物变化的范围和条件;或者反映了两个事物的区别与联系。如功率的概念中把“时间”限制为“完成这些功所用的时间”,而不能简单说成“功率等于功跟时间的比值”。(2)培养学生正确识图、读图、画图的能力。物理学上的图形很多,如速度图线、振动图线、波动图线、交流电的图线、气体状态变化图线、电力线、磁感线、电路图、受力图等,图是用来描述量与量之间关系或变化规律的,是最简单的物理语言。学会识图、读图、画图是一种基本功,决不能忽视。
二、在传授知识时要强化方法渗透
科学方法教育既需要潜移默化的熏陶,也需要有目的的训练。只埋头讲物理知识而不注意方法教育,则犹如只给学生一堆砖瓦,而不培养其建造房屋。因此,科学方法教育应渗透在物理知识教学之中。物理概念、物理规律的建立常常通过观察和实验、比较和分类、分析和综合、数学和推理、理想化等科学方法来支撑。例如在概念教学中,将电势能和重力势能类比,学生很容易接受;在洛仑兹力教学中,由安培力演绎出洛仑兹力。例如在“电磁感应”的教学中,可将教学过程组织为体现科学研究一般方法的过程,使学生受到科学方法的训练。具体做法如下:
(1)初步的观察实验、观察闭合电路的部分导体做切割磁力线的运动和回路中产生电流的现象。
(2)提出猜想、介绍法拉第电磁感应实验,分析、猜想变化的磁场才能产生感应电流。
(3)进行实验验证、按教材完成实验。
(4)总结规律、再次分析上述各个实验,得出产生感应电流的条件。
这样做可使学生感受到科学方法在建立概念、发现规律中的作用,激发学生自觉的学习和运用科学方法解决实际问题的积极性。
三、学习物理学发展史,体会科学方法的作用
物理教学的目的之一,是把科研人员应具有的素质和能力早一些传授给学生。这就要求我们将物理教学和物理学史结合,教学中可以结合重要的物理史料用模拟科学认识过程的方法进行物理教学,让学生遵循前人科学发现和发明的思路来学习,学会科学研究的方法。让他们从当时的科学背景出发去重温科学家们在什么问题上、什么环节中、什么情况下、用什么方法和思路作出了科学发明和发现。例如在“自由落体”教学中,首先应阐明:历史上,伽利略首先通过落体佯谬的思想进行实验,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S/t2=常量;进而用斜槽实验验证物体从光滑斜面下滑的运动是符合s/t2=常量的规律;最后将斜面实验推广,得出结论:落体运动是初速为零的匀加速运动。伽利略之所以敢于首先用一个理想实验批判亚里斯多德的学说,是因为他此前已进行过长期的实验研究,他曾多次观察过从同一高度同时下落的轻重不同的物体(如两个球体或两块石头等)的下落情况。伽利略的研究方法是观察——假设猜想——数学推理——实验验证——合理外推。他开创了研究自然规律的科学方法,这就是“抽象思维,数学推导,科学实验”相结合的方法,推动了物理学发展,是人类物理思想上最伟大的成就之一。
四、加强物理实验,体验科学方法
观察与实验是物理学研究的基本方法,物理学的所有规律都是通过实验建立起来的。应培养学生六个方面的实验技能:一是掌握基本仪器的构造、原理和使用,能正确使用仪器进行观察、测量和读数;二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法;三是会正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确的结论;四是了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析;五是会写一般的实验报告;六是养成良好的实验习惯,包括爱护仪器、遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。实践表明:只要我们能从众多的实验中总结出共同的规律,引导学生观察时注意目标明确,层次分明,就可让学生掌握某种仪器的使用方法,而且使学生学会如何观察,提高观察能力。
五、巧妙设计习题,训练科学方法
科学方法教育的目的在于发展学生分析和解决问题的能力。在习题教学中进行科学方法教育,就是进行思维方法的训练,提高思维能力和分析解决问题的能力。因此,教师要站在科学方法论的高度,认真研究题型、分析归类、精选典型例题和习题,对学生进行逻辑思维与非逻辑思维、集中思维与发散思维、正向思维与逆向思维、局部思维与整体思维、类比思维与联想思维等专项训练,有意识地加强科学方法教育,从而使学生增长知识、发展能力、提高学生在物理学科中的综合素养。