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【分类号】G633.7
《普通高中物理课程标准》将物理学定位为“一门基础自然科学,它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。”从这个基本定位不难看出,物理学的发展对人类社会的贡献来自于它不仅仅提供了人类文化、科技发展所需要的知识,更重要的是将一种科学方法综合地运用思维实践和科研实践,从而推动了物理学的发展的同时,也推动了人类社会的不断进步。所以,物理教学应该把物理科学方法的教育当做主要的教学内容。
由于我们更多的时候将知识的传授和习题的联系放在第一位以满足应试的需要,从而忽视了教学中对科学方法的认知对待,也基本上违背了教育更重要的是“授人以渔”这一真谛。从新回归到对科学方法的重视,是新课改背景中学物理教育一個重要的积极转变。
一、认清什么是科学方法,为物理教育张本。
概括地讲,物理科学方法就是我们在研究物理现象、描述物理事实、操作物理实验、总结和检验物理科学规律的过程中所使用的各种科学手段和方法。相应地,科学方法的教育就是在物理教学中,老师张弛有度地将这些方法从理论到实践认真传授给学生,并通过相应的训练来帮助他们领会掌握,从而培养学生的科学素养和学习、探究的能力。
就中学物理教学中涉及的科学方法而言,主要有如下几类:1、观察与实验法。观察和实验法是物理教学和研究的重要方法,让学生通过观察物理现象,掌握物理实验的基本操作法、处理实验数据等,是科学方法教育的关键内容。2、分析和综合法。这一方法不仅仅在物理或者自然科学上广泛运用,在人文社会科学中也广泛运用。就物理这一学科来讲,对物理现象和相关实验、假设进行定性、定量的分析,对某些问题进行因果分析和综合考量,是分析与综合法最重要的运用。3、比较和分类法。善于在纷繁复杂的物理现象和数据中进行异中求同、同中求异的比较和判断,善于对复杂的问题进行分类,这是比较和分析法最重要的能力体现。4、归纳和演绎法。物理科学讲究逻辑推演,从某些基本条件出发,通过归纳演绎,从逻辑上去探究物理的真相。这是培养学生逻辑思维的重要方法。5、假说法。在自然科学方面,有很多假说,这些假说是我们通过对某些基本理论知识的把握,然后对某些问题提出假说。这一方法在物理教学和探究中备受重视,也非常实用。6、数学方法。数学是最基础的学科,它贡献了数量关系、比值定义物理量和表达物理规律的形式化语言、数学的相关图像对描述物理规律和现象的作用等,对物理研究的推动具有奠基性意义。7、理想化方法。物理教学和研究也需要进行一些理想实验的操作和理想模型的制作,通过这些方式来推动物理教学和研究。8、类比和推理法。归纳演义与类比和推理等方法是联系在一起的,是借鉴自逻辑学的基本方法,比如共存类比与因果类比,这些类比方法与推理进行有机结合,然后才能进入对物理问题的分析和解决中。
如上是物理教学中的一些基本方法,其实在教学中我们已经在运用这些方法,但如果老师在运用这些方法的时候未能有意识地揭示这些方法,以便让学生从中掌握科学方法,从而帮助学生提升学习效率,进而培养他们良好的学习、探索的习惯,那么物理教学就还是不完整的。
二、理解教学的本质,为培养学生的科学素养奠基。
教学的本质不在于传授多少知识,而在于培养学生学会自我管理学习、自我主动学习、自我实现学习。就物理这一课程而言,通过教给学生科学方法的方式来帮助学生提高自身的学习能力和学习效率,是最理想的教学效果。从这个意义上来讲,物理教学本质上应该以传授知识为依托,加强科学方法的传授、指导与讨论,从而推进物理教学质量的全面提高。
首先,立足教材,深入研究教学方法,更好地将科学方法的教学融入日常教学活动。教材是教学的基本指南,按照教材规定的教学内容和进度安排教学计划,使整个教学活动循序渐进。在深入分析研究教材的基础上,认真总结教材中的基本原理、定理等物理知识与相关的证明、实验案例,分析这些内容里面包含了那些科学方法,并进而思考在教学中如何向学生揭示、解释这些科学方法,以便让学生领会掌握这些方法。比如人教版八年级上册的物理,关于“探究声音的产生和传播”这话题中的“振动发声实验”,就要求学生观察发声体发声时的现象,并且要分析什么是发声的共同特点,以此来猜测发声的原因。并且根据猜想提出因果假设,并由实验进行验证,最后就归纳总结相关结论。在指导学生实验的过程中,老师就要一步步地帮助学生领会各个阶段使用了什么科学方法,这些方法是为了解决什么问题,改如何来争取使用。如果帮助学生建立了合理使用科学方法的观念,他们在学习中就会自觉地思考该如何更好地运用科学方法。
其次,建立课堂探索机制,培养学生使用科学方法的自觉性。很多老师喜欢在课堂上进行“满堂灌”,也有老师喜欢题海战术,可是对知识、方法的反思教学却没有引起他们的重视,这是导致物理教学效率低下,学生学习物理异常艰难痛苦的原因。如果老师能够帮助学生建立一种学习和使用科学方法的自觉性,既能让物理课堂生动有趣,又能真正帮助学生实现快乐学习。具体而言,一方面我们要在教学中有意识地、有针对性地、有系统性地对科学方法在物理问题的思考和研究中的使用及其作用进行必要的剖析和演练;另一方面,又要让学生获得使用科学方法学习的成就感,由此激发他们的学习兴趣和信心。不论是在知识性的讲解中,还是在实验的演示和归纳总结中,甚至在有意识地给学生讲述物理史的发展中,我们都要将科学方法的教育放在教学活动的首位。教学如果不能教会学生独立自主地探究和解决问题,那么教学活动就是失败的。从这个角度来讲,我们有义务在物理课堂上培养学生这种独立探究的科学精神,而支撑这种精神的就是他们对科学方法的掌握和运用。
在新课标中强调“过程和方法”、“情感与态度”,培养他们这种学习和使用科学方法的自觉性就是为了实现这些教育目标。初中物理作为学生刚接触的自然科学,如果老师不能在他们接触的初期就培养他们对这门学科的兴趣,那么在漫长的初高中阶段的物理学习中,学生就很难获得学习物理的快感和成就感。从认知行为学的角度来讲,如果学生的内在动力没有被充分激发,那么外在的刺激是很难让他们产生对某个学科和对象持久的兴趣和探究欲的。联合国教科文组织曾经提出一个观点,认为“教育即解放”,我想,解放的一个涵义就是让我们将学生自由的思想、积极主动的求知欲和探究欲充分地解放出来。交给他们科学方法就是这个思想的具体实践。
《普通高中物理课程标准》将物理学定位为“一门基础自然科学,它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。”从这个基本定位不难看出,物理学的发展对人类社会的贡献来自于它不仅仅提供了人类文化、科技发展所需要的知识,更重要的是将一种科学方法综合地运用思维实践和科研实践,从而推动了物理学的发展的同时,也推动了人类社会的不断进步。所以,物理教学应该把物理科学方法的教育当做主要的教学内容。
由于我们更多的时候将知识的传授和习题的联系放在第一位以满足应试的需要,从而忽视了教学中对科学方法的认知对待,也基本上违背了教育更重要的是“授人以渔”这一真谛。从新回归到对科学方法的重视,是新课改背景中学物理教育一個重要的积极转变。
一、认清什么是科学方法,为物理教育张本。
概括地讲,物理科学方法就是我们在研究物理现象、描述物理事实、操作物理实验、总结和检验物理科学规律的过程中所使用的各种科学手段和方法。相应地,科学方法的教育就是在物理教学中,老师张弛有度地将这些方法从理论到实践认真传授给学生,并通过相应的训练来帮助他们领会掌握,从而培养学生的科学素养和学习、探究的能力。
就中学物理教学中涉及的科学方法而言,主要有如下几类:1、观察与实验法。观察和实验法是物理教学和研究的重要方法,让学生通过观察物理现象,掌握物理实验的基本操作法、处理实验数据等,是科学方法教育的关键内容。2、分析和综合法。这一方法不仅仅在物理或者自然科学上广泛运用,在人文社会科学中也广泛运用。就物理这一学科来讲,对物理现象和相关实验、假设进行定性、定量的分析,对某些问题进行因果分析和综合考量,是分析与综合法最重要的运用。3、比较和分类法。善于在纷繁复杂的物理现象和数据中进行异中求同、同中求异的比较和判断,善于对复杂的问题进行分类,这是比较和分析法最重要的能力体现。4、归纳和演绎法。物理科学讲究逻辑推演,从某些基本条件出发,通过归纳演绎,从逻辑上去探究物理的真相。这是培养学生逻辑思维的重要方法。5、假说法。在自然科学方面,有很多假说,这些假说是我们通过对某些基本理论知识的把握,然后对某些问题提出假说。这一方法在物理教学和探究中备受重视,也非常实用。6、数学方法。数学是最基础的学科,它贡献了数量关系、比值定义物理量和表达物理规律的形式化语言、数学的相关图像对描述物理规律和现象的作用等,对物理研究的推动具有奠基性意义。7、理想化方法。物理教学和研究也需要进行一些理想实验的操作和理想模型的制作,通过这些方式来推动物理教学和研究。8、类比和推理法。归纳演义与类比和推理等方法是联系在一起的,是借鉴自逻辑学的基本方法,比如共存类比与因果类比,这些类比方法与推理进行有机结合,然后才能进入对物理问题的分析和解决中。
如上是物理教学中的一些基本方法,其实在教学中我们已经在运用这些方法,但如果老师在运用这些方法的时候未能有意识地揭示这些方法,以便让学生从中掌握科学方法,从而帮助学生提升学习效率,进而培养他们良好的学习、探索的习惯,那么物理教学就还是不完整的。
二、理解教学的本质,为培养学生的科学素养奠基。
教学的本质不在于传授多少知识,而在于培养学生学会自我管理学习、自我主动学习、自我实现学习。就物理这一课程而言,通过教给学生科学方法的方式来帮助学生提高自身的学习能力和学习效率,是最理想的教学效果。从这个意义上来讲,物理教学本质上应该以传授知识为依托,加强科学方法的传授、指导与讨论,从而推进物理教学质量的全面提高。
首先,立足教材,深入研究教学方法,更好地将科学方法的教学融入日常教学活动。教材是教学的基本指南,按照教材规定的教学内容和进度安排教学计划,使整个教学活动循序渐进。在深入分析研究教材的基础上,认真总结教材中的基本原理、定理等物理知识与相关的证明、实验案例,分析这些内容里面包含了那些科学方法,并进而思考在教学中如何向学生揭示、解释这些科学方法,以便让学生领会掌握这些方法。比如人教版八年级上册的物理,关于“探究声音的产生和传播”这话题中的“振动发声实验”,就要求学生观察发声体发声时的现象,并且要分析什么是发声的共同特点,以此来猜测发声的原因。并且根据猜想提出因果假设,并由实验进行验证,最后就归纳总结相关结论。在指导学生实验的过程中,老师就要一步步地帮助学生领会各个阶段使用了什么科学方法,这些方法是为了解决什么问题,改如何来争取使用。如果帮助学生建立了合理使用科学方法的观念,他们在学习中就会自觉地思考该如何更好地运用科学方法。
其次,建立课堂探索机制,培养学生使用科学方法的自觉性。很多老师喜欢在课堂上进行“满堂灌”,也有老师喜欢题海战术,可是对知识、方法的反思教学却没有引起他们的重视,这是导致物理教学效率低下,学生学习物理异常艰难痛苦的原因。如果老师能够帮助学生建立一种学习和使用科学方法的自觉性,既能让物理课堂生动有趣,又能真正帮助学生实现快乐学习。具体而言,一方面我们要在教学中有意识地、有针对性地、有系统性地对科学方法在物理问题的思考和研究中的使用及其作用进行必要的剖析和演练;另一方面,又要让学生获得使用科学方法学习的成就感,由此激发他们的学习兴趣和信心。不论是在知识性的讲解中,还是在实验的演示和归纳总结中,甚至在有意识地给学生讲述物理史的发展中,我们都要将科学方法的教育放在教学活动的首位。教学如果不能教会学生独立自主地探究和解决问题,那么教学活动就是失败的。从这个角度来讲,我们有义务在物理课堂上培养学生这种独立探究的科学精神,而支撑这种精神的就是他们对科学方法的掌握和运用。
在新课标中强调“过程和方法”、“情感与态度”,培养他们这种学习和使用科学方法的自觉性就是为了实现这些教育目标。初中物理作为学生刚接触的自然科学,如果老师不能在他们接触的初期就培养他们对这门学科的兴趣,那么在漫长的初高中阶段的物理学习中,学生就很难获得学习物理的快感和成就感。从认知行为学的角度来讲,如果学生的内在动力没有被充分激发,那么外在的刺激是很难让他们产生对某个学科和对象持久的兴趣和探究欲的。联合国教科文组织曾经提出一个观点,认为“教育即解放”,我想,解放的一个涵义就是让我们将学生自由的思想、积极主动的求知欲和探究欲充分地解放出来。交给他们科学方法就是这个思想的具体实践。