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（浙江省建德市寿昌中学 浙江 311600）
【中图分类号】G424.1【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128（2011）05-0116-02
知识、方法、能力是一个相互联系的整体。在高中物理的教学过程中，我们发现蕴藏着许多科学研究的方法。教师不仅要引导学生掌握科学知识，更重要的是应该归纳重要的科学研究方法，旨在培养学生的科学研究能力，这是学生终身受用的本领，受益无穷。新课程标准中将“过程与方法”确定为课程的培养目标，可见科学方法的教育已成为科学学习和评价的重要内容和目标，理应引起广大科学教师的高度重视。在物理学科的教学过程中，我们要让学生时时刻刻都在“沐浴”着科学思维方法的教育，让他们学到终生享用的科学思维方法。那么高中物理教学中包含着哪些科学方法？科学方法在教学中如何渗透？科学方法又如何进行评价呢？在本文中，笔者将结合多年来在科学方法教学和评价的思考和实践谈几点体会。
1 明确科学方法的教学内容及其内涵
方法是人们认识客观规律和解决实际问题的手段，毛主席曾把方法形象地比喻为桥和船，没有桥和船，就不能过河，物理课中的科学思维方法就是学习者将物理知识的学习转化为科学学习能力的一座桥，只有这样才能提高学生的科学素养。在高中物理的教学中要对学生进行科学方法的教育，教师首先要明确科学课程中包含了哪些科学方法教育点，只有这样才能在教学中有机渗透科学方法的教育。那么高中物理教学中包含着哪些科学方法？
1.1 控制变量法
控制变量法是物理学中常用的科学方法，控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的物理学习中有广泛的应用。自然界中的各种现象，往往是错综复杂的，决定某一现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使其保持不变，然后比较、研究其它两个量之间的关系，这种研究问题的方法就是控制变量法。
1.2 比值定义物理量的方法
比值法定义物理量是高中物理定义物理量的常用方法，像速度、电容、电场强度、磁感应强度、、、、等都是用比值来定义的。它用简洁、准确的数学语言表述出科学概念的本质属性。比值法定义物理量的一般思路为用物理量A和B的比值定义物理量C，即，这样定义的物理量C并不由A、B决定，比值仅提供了一种量度物理量C的方法！用比值定义物理量是科学学中最常见的科学研究方法，而这个比值C正是反映了物质的某种物理特性。
1.3 实验的方法
实验是探索科学规律的重要手段，是科学研究中的基本方法。通过实验验证物理定律，检测某种物理特性。离开了实验物理简直寸步难行！
1.4 守恒的观点
大自然是和谐统一的，在相互转化与运动的过程中我们要追寻“守恒量”。如电荷守恒定律、能量守恒定律和质量守恒定律。
1.5 数学的方法
数学是一种工具，在高中物理的教学过程中时刻都要用到数学的知识。用平均速度替代瞬时速度是一种思想方法，用数学语言来说就是极限的思想极限不只是知识、更是一种方法、一种观念，同学们要掌握用这种思想去分析问题与解决问题。公式法——用速度公式、位移公式描述匀速直线运动的规律；图象法——用速度图象描述匀速直线运动的规律。
2 在物理教学中渗透科学方法教育
科学方法是一种比知识更重要的知识，高中物理包含着丰富的科学方法的教学素材，教师应在明确科学方法内涵的基础上，以知识的学习为载体对学生进行科学方法教育。那么在高中物理的教学中，如何让学生学习科学方法类的知识呢？首先，教师要认真研究每一节课，充分挖掘教材内容中所蕴含的科学方法教育内容，并在备课时将其具体化为可操作的教学目标，再根据学生的实际水平，用显性教育或隐性教育的方法开展科学方法教学。比如：在《牛顿第一定律》的教学过程中，可对学生进行合理外推的思想方法教育；在《力的合成》的一节教学中，可对学生进行等效替代的方法教育；在《欧姆定律》一节教学中，可对学生进行控制变量的方法教育。其次，在科学方法教学中，教师要做到持之以恒，在润物细无声中让学生领悟方法并感受科学方法的力量，进而学会应用它来解决问题。比如转换方法的教学：例如我们可举最简单的一个例子：一个物体静止在水平支持物上，当要求物体对支持面的压力时，我们可以转换成求解支持面对物体的支持力，即。又如运用类比研究电场的方法，类比是一种逻辑推理形式，是一种极具启发性、创造性、灵活性的推理方法。应用两种物理现象和两种物理规律之间的相似或相同，而推出其它方面也相似或相同的方法就是类比法。在物理学研究陷入困境时，往往通过类比方法打开一个新的天地。每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。
3 科学方法教学的案情分析——电场教学案例
学生在感知生活、学习物理知识的过程中，时时刻刻沐浴在科学研究方法的教育之中。在电场这一章的教学过程中，我们发现蕴藏着许多科学研究的方法。具体表现在如下的框图中：
如运用类比研究电场的方法，类比是一种逻辑推理形式，是一种极具启发性、创造性、灵活性的推理方法。在物理学研究陷入困境时，往往通过类比方法打开一个新的天地。每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。如电场这一章中库仑定律与万有引力定律的类比，电场与重力场的类比，重力场的平抛与电场中的类平抛的类比。具体表现如下：
万有引入定律与库仑定律的类比
电场与重力场的类比
4 科学方法的学业考试评价实践
科学方法既然已成为科学教学的内容和目标，那么作为高中物理各类学业考试和高考，理应对科学方法做出评价，只有这样才能对科学方法的教学起到促进作用和做出正确的导向，在高中物理科学方法的测试中，提倡采用隐性考查科学方法的做法。近年来，伴随着新课程评价改革的步伐，科学方法的测试做了一些初步的探索。
4.1 转换方法的测试
如图1所示，一条形磁铁平放在桌面上，在其正中央上方固定一根直导线，直导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸向外的电流时，则（）
A、磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用
B、磁鐵对桌面的压力增大，不受到桌面摩擦力的作用
C、磁铁对桌面的压力减小，受到桌面摩擦力的作用
D、磁铁对桌面的压力减小，不到桌面摩擦力的作用
【赏析】题中所叙述的直接研究对象是条形磁铁，它在直线电流的磁场中受到磁场力的作用。若以磁铁为研究对象，需研究磁铁的N、S极的受力情况，必须画出复杂的受力分析图，并且要有丰富的空间想象能力，实在有点为难。但考虑到条形磁铁与直线电流间的作用力是相互的，改选直导线为研究对象，研究直导线在条形磁铁的磁场中受力，画出条条形磁铁在导线处的的磁场方向，如图2所示。用左手定则判断出通电直导线受力F方向竖直向上，根据牛顿第三运动定律，磁铁受到反作用力F-F，方向竖直向下，则Nmg+F，所以桌面受到的压力增大。通电直导线在水平方向不受力，所以磁铁在水平方向也不受磁场力的作用，故不受桌面摩擦力作用，答案为B。
【点评】在伽利略对自由落体运动的研究过程中运用了科学的研究方法，这就是“提出假设、数学推理、实验验证和合理外推”的科学研究
方法。伽利略提出当斜面倾角增大时，比值仍为常数，只是数值也会增加。由此将实验结果进行合理的外推，推出在倾角为90°即物体竖直下落时，该关系仍然成立。
5 极限的数学方法
如图为学生用打点计时器测量瞬时速度的实验中得到的一条纸带，试求出经过D点时的瞬时速度。
【解析】由于打点计时器每隔0.02秒就打一个点，我们可用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度。通过观察C、E两点离D点最近，因此可用CE段的平均速度来替代D点瞬时速度。
经过D点时的瞬时速度就是
【点评】用平均速度替代瞬时速度是一种思想方法，用数学语言来说就是极限的思想。用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内某点的瞬时速度，所取的时间间隔越接近该点，这种描述方法越准确。如上图所示，我们可用AG段的平均速度来替代D点的瞬时速度，也可用BF段的平均速度来替代D点的瞬时速度B，但最接近D点瞬时速度的是CE段的平均速度。根据平均速度的定义，，如果非常非常小，我们就认为平均速度v表示的是物体在时刻t的速度。如果Δt趋向于零，Δt→0这是数学上的极限，这时的平均速度就是精确的该点的瞬时速度。在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中，同学们体会到了近似处理的思想方法。极限不只是知识、更是一种方法、一种观念，同学们要掌握用这种思想去分析问题与解决问题。
6 意义和体会
科学方法既是知识更是一种能力，有学者认为方法是能力的核心，方法教育对提升学生的科学素养和可持续发展的能力有着独特且不可替代的重要作用，是学生终生享用的财富。为此，在新课程教学中，物理教师应重视方法，学习方法，并把方法教育的目标落实于平时的教学中，让学生时时刻刻都在“沐浴”着科学思维方法的教育，真正提高学生的科学素质，使我们的学生成为懂方法并会用方法来正确解决学习和未来工作中各种问题的优秀之才。
【中图分类号】G424.1【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128（2011）05-0116-02
知识、方法、能力是一个相互联系的整体。在高中物理的教学过程中，我们发现蕴藏着许多科学研究的方法。教师不仅要引导学生掌握科学知识，更重要的是应该归纳重要的科学研究方法，旨在培养学生的科学研究能力，这是学生终身受用的本领，受益无穷。新课程标准中将“过程与方法”确定为课程的培养目标，可见科学方法的教育已成为科学学习和评价的重要内容和目标，理应引起广大科学教师的高度重视。在物理学科的教学过程中，我们要让学生时时刻刻都在“沐浴”着科学思维方法的教育，让他们学到终生享用的科学思维方法。那么高中物理教学中包含着哪些科学方法？科学方法在教学中如何渗透？科学方法又如何进行评价呢？在本文中，笔者将结合多年来在科学方法教学和评价的思考和实践谈几点体会。
1 明确科学方法的教学内容及其内涵
方法是人们认识客观规律和解决实际问题的手段，毛主席曾把方法形象地比喻为桥和船，没有桥和船，就不能过河，物理课中的科学思维方法就是学习者将物理知识的学习转化为科学学习能力的一座桥，只有这样才能提高学生的科学素养。在高中物理的教学中要对学生进行科学方法的教育，教师首先要明确科学课程中包含了哪些科学方法教育点，只有这样才能在教学中有机渗透科学方法的教育。那么高中物理教学中包含着哪些科学方法？
1.1 控制变量法
控制变量法是物理学中常用的科学方法，控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的物理学习中有广泛的应用。自然界中的各种现象，往往是错综复杂的，决定某一现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使其保持不变，然后比较、研究其它两个量之间的关系，这种研究问题的方法就是控制变量法。
1.2 比值定义物理量的方法
比值法定义物理量是高中物理定义物理量的常用方法，像速度、电容、电场强度、磁感应强度、、、、等都是用比值来定义的。它用简洁、准确的数学语言表述出科学概念的本质属性。比值法定义物理量的一般思路为用物理量A和B的比值定义物理量C，即，这样定义的物理量C并不由A、B决定，比值仅提供了一种量度物理量C的方法！用比值定义物理量是科学学中最常见的科学研究方法，而这个比值C正是反映了物质的某种物理特性。
1.3 实验的方法
实验是探索科学规律的重要手段，是科学研究中的基本方法。通过实验验证物理定律，检测某种物理特性。离开了实验物理简直寸步难行！
1.4 守恒的观点
大自然是和谐统一的，在相互转化与运动的过程中我们要追寻“守恒量”。如电荷守恒定律、能量守恒定律和质量守恒定律。
1.5 数学的方法
数学是一种工具，在高中物理的教学过程中时刻都要用到数学的知识。用平均速度替代瞬时速度是一种思想方法，用数学语言来说就是极限的思想极限不只是知识、更是一种方法、一种观念，同学们要掌握用这种思想去分析问题与解决问题。公式法——用速度公式、位移公式描述匀速直线运动的规律；图象法——用速度图象描述匀速直线运动的规律。
2 在物理教学中渗透科学方法教育
科学方法是一种比知识更重要的知识，高中物理包含着丰富的科学方法的教学素材，教师应在明确科学方法内涵的基础上，以知识的学习为载体对学生进行科学方法教育。那么在高中物理的教学中，如何让学生学习科学方法类的知识呢？首先，教师要认真研究每一节课，充分挖掘教材内容中所蕴含的科学方法教育内容，并在备课时将其具体化为可操作的教学目标，再根据学生的实际水平，用显性教育或隐性教育的方法开展科学方法教学。比如：在《牛顿第一定律》的教学过程中，可对学生进行合理外推的思想方法教育；在《力的合成》的一节教学中，可对学生进行等效替代的方法教育；在《欧姆定律》一节教学中，可对学生进行控制变量的方法教育。其次，在科学方法教学中，教师要做到持之以恒，在润物细无声中让学生领悟方法并感受科学方法的力量，进而学会应用它来解决问题。比如转换方法的教学：例如我们可举最简单的一个例子：一个物体静止在水平支持物上，当要求物体对支持面的压力时，我们可以转换成求解支持面对物体的支持力，即。又如运用类比研究电场的方法，类比是一种逻辑推理形式，是一种极具启发性、创造性、灵活性的推理方法。应用两种物理现象和两种物理规律之间的相似或相同，而推出其它方面也相似或相同的方法就是类比法。在物理学研究陷入困境时，往往通过类比方法打开一个新的天地。每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。
3 科学方法教学的案情分析——电场教学案例
学生在感知生活、学习物理知识的过程中，时时刻刻沐浴在科学研究方法的教育之中。在电场这一章的教学过程中，我们发现蕴藏着许多科学研究的方法。具体表现在如下的框图中：
如运用类比研究电场的方法，类比是一种逻辑推理形式，是一种极具启发性、创造性、灵活性的推理方法。在物理学研究陷入困境时，往往通过类比方法打开一个新的天地。每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。如电场这一章中库仑定律与万有引力定律的类比，电场与重力场的类比，重力场的平抛与电场中的类平抛的类比。具体表现如下：
万有引入定律与库仑定律的类比
电场与重力场的类比
4 科学方法的学业考试评价实践
科学方法既然已成为科学教学的内容和目标，那么作为高中物理各类学业考试和高考，理应对科学方法做出评价，只有这样才能对科学方法的教学起到促进作用和做出正确的导向，在高中物理科学方法的测试中，提倡采用隐性考查科学方法的做法。近年来，伴随着新课程评价改革的步伐，科学方法的测试做了一些初步的探索。
4.1 转换方法的测试
如图1所示，一条形磁铁平放在桌面上，在其正中央上方固定一根直导线，直导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸向外的电流时，则（）
A、磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用
B、磁鐵对桌面的压力增大，不受到桌面摩擦力的作用
C、磁铁对桌面的压力减小，受到桌面摩擦力的作用
D、磁铁对桌面的压力减小，不到桌面摩擦力的作用
【赏析】题中所叙述的直接研究对象是条形磁铁，它在直线电流的磁场中受到磁场力的作用。若以磁铁为研究对象，需研究磁铁的N、S极的受力情况，必须画出复杂的受力分析图，并且要有丰富的空间想象能力，实在有点为难。但考虑到条形磁铁与直线电流间的作用力是相互的，改选直导线为研究对象，研究直导线在条形磁铁的磁场中受力，画出条条形磁铁在导线处的的磁场方向，如图2所示。用左手定则判断出通电直导线受力F方向竖直向上，根据牛顿第三运动定律，磁铁受到反作用力F-F，方向竖直向下，则Nmg+F，所以桌面受到的压力增大。通电直导线在水平方向不受力，所以磁铁在水平方向也不受磁场力的作用，故不受桌面摩擦力作用，答案为B。
【点评】在伽利略对自由落体运动的研究过程中运用了科学的研究方法，这就是“提出假设、数学推理、实验验证和合理外推”的科学研究
方法。伽利略提出当斜面倾角增大时，比值仍为常数，只是数值也会增加。由此将实验结果进行合理的外推，推出在倾角为90°即物体竖直下落时，该关系仍然成立。
5 极限的数学方法
如图为学生用打点计时器测量瞬时速度的实验中得到的一条纸带，试求出经过D点时的瞬时速度。
【解析】由于打点计时器每隔0.02秒就打一个点，我们可用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度。通过观察C、E两点离D点最近，因此可用CE段的平均速度来替代D点瞬时速度。
经过D点时的瞬时速度就是
【点评】用平均速度替代瞬时速度是一种思想方法，用数学语言来说就是极限的思想。用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内某点的瞬时速度，所取的时间间隔越接近该点，这种描述方法越准确。如上图所示，我们可用AG段的平均速度来替代D点的瞬时速度，也可用BF段的平均速度来替代D点的瞬时速度B，但最接近D点瞬时速度的是CE段的平均速度。根据平均速度的定义，，如果非常非常小，我们就认为平均速度v表示的是物体在时刻t的速度。如果Δt趋向于零，Δt→0这是数学上的极限，这时的平均速度就是精确的该点的瞬时速度。在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中，同学们体会到了近似处理的思想方法。极限不只是知识、更是一种方法、一种观念，同学们要掌握用这种思想去分析问题与解决问题。
6 意义和体会
科学方法既是知识更是一种能力，有学者认为方法是能力的核心，方法教育对提升学生的科学素养和可持续发展的能力有着独特且不可替代的重要作用，是学生终生享用的财富。为此，在新课程教学中，物理教师应重视方法，学习方法，并把方法教育的目标落实于平时的教学中，让学生时时刻刻都在“沐浴”着科学思维方法的教育，真正提高学生的科学素质，使我们的学生成为懂方法并会用方法来正确解决学习和未来工作中各种问题的优秀之才。