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教師在傳授知識的同時,要有意識地進行科學方法教育,誘導學生逐步掌握物理研究的方法

1 科學辦法教育在中學物理教育中的位置和效果

物理學是集思想、試驗、辦法為一體的先導科學.物理學的開展史,是一部記錄科學成果的歷史,也是總結科學研討辦法的歷史.物理學的悉數開展歷史也標明:許多物理學家做出的重大貢獻,與他們運用正確的科學辦法是分不開的.現代物理學大師愛因斯坦在介紹自己獲得科學成果的訣竅時,總結了一個公式:A(成功)=X(艱苦的勞作)+Y(正確的辦法)+Z(少說空話).在量子力學和波函數的統計解說及研討方面做出重要貢獻的德國物理學家M?玻恩說:「我榮獲1954年的諾貝爾獎金,與其說是因為我所發表的作業里包含了一個自然界現象的發現,倒不如說是因為那裡包含一個關於自然界現象的科學思想辦法的發現」.牛頓總結出運動三規則和萬有引力規則是運用了數學辦法和邏輯辦法;麥克斯韋電磁理論的樹立採取了模型辦法、類比辦法和數學辦法.可見科學辦法在物理學開展史中的重要效果.

辦法同常識相比更具有啟示效果和創造性.伽利略已逝去三百多年了,他發現的自由落體規則和慣性規則在物理學常識的長河中所佔的份額越來越少.但具有深遠含義的是他研討落體運動時選用的辦法,創始了一場辦法論的革新.愛因斯坦盛讚伽利略的重大貢獻:「伽利略的發現以及所運用的科學推理辦法,是人類思想史最偉大的成果之一,標誌著物理學的真實初步.」

才幹與辦法是密切聯繫的.教育學家布魯納提出:「才幹=常識+科學辦法+技術」.能夠認為,辦法是才幹的「中心」,對才幹起決議性要素.物理教育要培育學生的調查和試驗才幹、科學思想才幹、剖析問題和處理問題的才幹,就必須讓學生把握調查試驗的辦法、科學的思想辦法和剖析處理問題的辦法.

傳統的物理教育長時間都比較重視純常識教育,著重物理常識的完整性和系統性,缺乏對物理學的科學辦法教育.高中物理課程目標明確要求:學習科學探求辦法,開展自主學習才幹,養成傑出的思想習慣,能運用物理常識和科學探求辦法處理一些問題.授人以魚,僅供一飯之需;教人以漁,則畢生受用無窮.在物理教育中加強科學辦法教育,不只能使學生知道和把握科學研討辦法和科學的思想辦法,並且能逐漸養成學生的科學態度,樹立科學觀念,練習和進步學生的各種根底才幹.

2 物理教育中科學辦法教育的內容和準則

2.1 科學辦法教育的內容

以物理課程標準為依據,從現行教材中發掘科學辦法教育的要素,針對高中物理教育層次的特色,咱們能夠斷定科學辦法教育的內容.(1)物理辦法:調查、試驗、理想化、變數操控、比值界說、平衡、守恆、全體、阻隔體、等效、微元、近似等辦法.(2)科學思想法(邏輯辦法):概括推理、演繹推理、比較、剖析、概括、籠統、分類、對稱、外推、假定、模型、佐證等辦法.非邏輯辦法的理性思想如直覺、幻想的研討辦法.(3)數學辦法:份額法、幾許、圖象、三角函數、極值、極限等辦法.

2.2 科學辦法教育準則

2.2.1 和物理教育進程有機結合的準則

從認知視點看,物理教育是學生在教師指導下能動地認知物理現象的實質和規則的進程.用辦法論的觀點剖析學生的知道進程與科學家探求物理國際的進程,他們很類似.物理學家從人類的已知動身探求人類的不知道,學生是從自己的已知動身探求自身的不知道.兩者都從問題動身,都學要檢索已有的常識,都要用到調查試驗法,科學思想辦法和數學辦法.物理學家依據或假定去解說或預言物理現象,學生依據所學物理理論去解說物理現象和回答習題,僅僅常識獨立性、創造性和複雜性程度不同罷了.這就決議了物理教育與科學辦法教育密不行分,因而科學辦法教育要結合物理教育和才幹練習進程而長時間渙散進行.

2.2.2 浸透性和長時間性教育準則

因為咱們現有的物理教科書中科學辦法的詳細內容都以渙散的形式蔭蔽在物理常識的表述中.在進行科學辦法教育,就要以物理常識教育為布景,充沛考慮到物理常識所蔭蔽的科學辦法要素,不失時機的進行指點和浸透,點到為止,屢次運用,學生才幹體會、把握.這樣不只不會削弱常識的教育,又會使科學辦法教育自然、順利,使學生在學習進程中耳濡目染,遭到科學辦法的熏陶,進步學生學習物理的興趣.

2.2.3 概括性準則

在物理教育進程中,各種科學辦法穿插在一起,不行能在一種科學辦法教育進行完今後再進行另一種科學辦法教育.因而,只要充沛運用教材中科學辦法教育要素把各種辦法有機結合起來才幹收到傑出的教育效果.

3 物理教育進程中進行科學辦法教育的途徑

3.1 在物理概念教育中,培育學生剖析物理現象,籠統、概括物理概念的思想辦法

物理概念是物理事物的籠統,是調查、試驗、思想的產品.在進行概念教育時,教師要長於啟示學生去剖析物理進程和現象的實質特徵,在剖析的根底上經過籠統、概括構成物理概念.如要樹立「力」的概念,教師安排學生剖析:人提桶、馬拉車、推土機推土、磁鐵吸引鐵釘、壓路機壓路等,從以上詳細實例中經過籠統、概括把「推、拉、提、吸、壓」等現象的實質歸結為物體之間的相互效果,然後構成「力是物體對物體的效果」.力的概念就是經過這樣由詳細實例經概括籠統概括而引出的.

有些物理概念和物理科學辦法結合非常嚴密,自身就包含著物理辦法.例如:質點、理想氣體、單擺、盧瑟福原子模型等概念樹立,都運用了模型化和理想化的辦法.

3.2 在物理規則教育中,培育學生把握探究物理規則的思想辦法

物理規則的樹立有試驗概括法和演繹推理法兩種.有些規則的樹立和論述就包含著物理學家創立和運用的物理學辦法,要結合規則講授、運用說明物理辦法.如理想試驗是很重要的物理研討辦法,是一種超直觀的理性辦法.如胡克規則、帕斯卡規則、反射規則、焦耳規則以及電阻規則、楞次規則都是試驗現象加以概括而得到的.而理想氣體狀態方程的教育,能夠用演繹推理法.   3.3 運用物理學史常識進行科學辦法教育

物理學史中包含豐厚的科學辦法.在物理學的歷史舞台上,有不少真知灼見、長於考慮的思想偉人,他們在曲折高低的科學征程中所具有的共同的思想辦法是非常值得學習和學習的.

1820年,丹麥物理學家奧斯特發現了電流的磁效應,證明了「電能生磁」,所以人們遍及直覺,只要對稱的改變才是調和完美的.「磁能生電」勢在必定.為此,英國物理學家法拉第在逆向思想的啟迪下苦苦思索,想方設法試驗,經過十年不懈努力,總算揭開「磁能生電」的神秘面紗,從此便產生了法拉第電磁感應規則.

惠更斯把光現象與聲現象進行類比,依據兩者都能發作反射、折射,從已知的相同點,推理知光和聲一樣都是一種動搖,提出光的動搖說;1923年,法國青年德布羅意依據光的波粒二象性經過光和什物粒子的類比,提出物質波的假說,即微觀粒子也具有動搖性.1927年這一假說被戴維遜和革末的電子衍射試驗所證明.德布羅意假說成為物理學史上運用類比獲得驚人成果的著名實例.這些都是類比啟示思路,提供線索,觸發創意,喚起創造性思想,獲得特殊成果.

原子結構波爾模型的提出是科學思想辦法的概括運用.盧瑟福經過α粒子的大視點散射試驗,發現了英國物理學家湯姆遜「蛋糕葡萄乾模型」的對立.他經過與太陽系的開普勒模型類比,提出了原子的有核模型,這是幻想與類比的概括創造.近代物理中模型辦法對不行盡頭的原子國際的知道的不斷迫臨,它是人類對客體的猜想,是經典物理中開展起來的模型化辦法的高級階段.

3.4 加強物理試驗教育,培育學生科學的調查、試驗辦法

物理試驗是人們依據研討意圖,運用自製的科學儀器設備,人為地操控物理現象,排除攪擾,傑出主要要素,在有利的條件下研討物理現象的實質和改變規則.物理試驗的根本程序即試驗原理規劃、試驗操作和試驗數據處理這三個進程來剖析,其每一個進程都包含著豐厚的科學辦法教育要素.如關於驗證牛頓第二規則的試驗程序中,試驗規劃原理是運用操控變數的辦法斷定a跟F、m的定量聯繫;小車的加速度能夠不直接丈量,而是用比較相一起間內的位移來斷定加速度的大小.在試驗操作中,為了削減差錯可用等效替代與平衡的思想辦法運用小車運動的軌道稍微歪斜以平衡摩擦力;選用近似的辦法,使盤和砝碼的質量遠小於小車的質量,以此把盤和砝碼所受的重力作為小車遭到的合外力;在處理數據時,運用圖象辦法,恰當挑選縱軸和橫軸表明的物理量,以及將被丈量作某種替換(橫軸以1/m表明),使這圖線反映的物理含義和結論更形象直觀.

在物理教育中,教師在教授常識的同時,一定要有認識地進行科學辦法教育,誘導學生逐漸把握物理學研討的根本辦法,不斷進步和開展學生的科學素養。


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