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在当前的课程改革中,一些学生与教师存在一种错误的思想,认为物理教学改革就是要找到一种学习物理比较轻松的方法。两千多年前古希腊数学家欧几里得在回答另一位学者托勒玫的问题时说“不存在任何通向几何学的不费力的方法”,今天也有理由这样说:“不存在任何通向物理学的不费力气的方法。”物理教学改革的目的绝不是让物理学变得容易,而是要把传授物理知识作为主要目的,变为以提高学生的科学素养为主要目的。科学方法是科学素养的核心,在物理教学中要贯穿科学方法教育。
一、在物理教学中贯穿科学方法的必要性
物理从成为一门科学那天起就和科学方法有了不解之缘,这是因为科学既是人类的知识体系,又是人类认识世界的一种方式和探索过程,物理概念和物理规律本身是无方法可言的,概念是物理现象的本质属性,规律是物理过程中体现出的必然联系,然而要得出科学的概念和规律,就要借助一定的工具、一定的手段和思维操作方法,这里科学方法就体现出来了。
物理教学以提高学生科学素养为根本目的,科学方法、科学态度与科学精神是科学素养的核心要素,不同教育阶段的科学方法教育只是体现在内容和目标的不同,深度与广度的不同。初中物理课程标准在“前言”中指出:“物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程,而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识和科学精神的培养。”这里的“终身学习”、“科学探究”、“创新意识与科学精神”都离不开科学方法的掌握,即使教师在“传授知识和技能训练”中也需要渗透科学方法的教育。新课程标准在课程目标中明确提出,要学生“在解决问题或作决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法”。
二、初中物理教学中所包含的科学方法
物理体系自身包含丰富的科学方法,它既表现在知识的结构上,又表现在这些知识结构的建立过程中;总的说来,这些科学方法大致可以分为五类:物理方法、数学方法、逻辑方法、非逻辑方法和哲学方法,由于科学方法和方法教育的层次性,在初中阶段物理的方法主要有观察方法、实验方法(含控制变量法)、等效方法、理想化方法等;数学方法主要有:比例方法、方程方法和图像方法等;逻辑方法主要有:比较、分类、类比、概括、归纳与演绎、分析与综合等;哲学方法主要有:绝对相对、量变质变、原因结果,等等。还要掌握如理念、直觉、想象等非逻辑方法,这是创新能力的重要体现。
三、掌握科学方法的主要方式
1.在亲自体验中掌握科学方法。物理学是一门实验科学,物理教学的特点就是实验多,极有利于学生亲身体验。新教材更是加强了学生的自身体验,让学生通过体验就可以很好地感受知识体系内的科学方法。例如水沸腾实验,学生没有实验前总认为只在100摄氏度时,水才“内部与表面”同时“剧烈”汽化,亲身做了实验后才发现实际没到100摄氏度时,水“内部与表面”就开始汽化,只是“剧烈”的程度不同罢了。通过自身体验,学生看到了“量变与质变”的关系,感受到了相对与绝对的区别。
2.在民主和谐的氛围中掌握科学方法。新课程中一个重要的理念是,教学体现师生平等,课堂教学中废除“一言堂”,开展探究性学习、合作学习等多种学习方式,这些学习方式的一个共同特点,就是营造民主和谐的学习氛围。在这种氛围中,学生自我知识构建的动力得到释放,大脑皮层容易达到活跃程度,对物理知识学习理解能够从多个方面进行,他们不再满足物理一些概念和规律的结论,而对为何要引出这些概念,为何这样引出而不那样引出,那样引出会得到什么结论等新问题产生了强烈的兴趣和求知欲。物理学体系中内含的科学方法就会在学生自己的问题中,在学生激烈的心智活动中伴随着大脑中知识结构的生成,慢慢构建出科学方法的结构。
3.在相互交流讨论中掌握科学方法。师生相互交流、生生相互交流,是新课改最提倡的。信息论指出,在信息传输和交往中会产生新的信息,这种新信息既可是原有信息的子信息,又可是一种完全有别于原信息的信息。学生交流解决问题的方法,既可为其他学生提供解决问题的思路,又可使交流的学生产生完全不同与以前的创新思路。相互启发、共同提高,在课堂教学实践中这样的实例不胜枚举。
4.在解题训练中掌握科学方法。方法教育主要渗透于课堂教学的各个环节中,还要渗透于学生学习的各种形式中,所以作为知识巩固和考核的重要方式,练习与考试也要渗透科学方法教育。在练习题和考试题中编制一些目的在于深化或测试科学方法的试题,让学生把科学方法由“内隐”转变成“外显”,对科学方法的认识由肤浅、模糊、看成孤立个体,逐步转变成深刻、清昕、看成方法体系。初中方法教育的习题目前正成为各课程改革实验区中考试题中的亮点。
四、科学方法教育的基本原则
1.与物理知识教学紧密联系的原则。物理学整体是由物理学科知识和物理学的方法论组成的,物理学的方法论是伴随物理学的发展而建立的,而物理学的知识和体系则是体现和学习物理学思想和方法论的最好载体。在教学过程中注重传授概念、规律产生的背景、产生的过程及在科学技术发展中应用的实例,例如,通过物理学史的小故事学生明白为什么要提出某个概念,这个概念是怎样提出的,这个概念提出后对物理学的发展起到什么作用,让学生感受科学方法和物理知识的产生与应用紧密相连,知识与方法是血肉相连的整体。
2.各种方法教育有机结合的原则。在物理教学中,各种科学方法交织在一起,不可能在一种科学方法的教育完成后再进行另一种科学方法教育。因此教师要善于应用教材中的科学方法因素,在一堂物理课中糅合多种科学方法进行教学。有时一个知识点可以渗透几种科学方法教育的因素,这时就要有所选择,以适应自己所教初中生的实际。例如“牛顿第一定律”一节,可以用实验加理想化模型讲授,提出一块“完全没有摩擦的平面”,重点渗透“理想化方法”;也可以用归纳反证的方法讲授,收集多个没受力仍在运动的现象和受到力而没有运动的现象,从而得出“力不是运动的原因”,重点渗透“归纳方法”。
一、在物理教学中贯穿科学方法的必要性
物理从成为一门科学那天起就和科学方法有了不解之缘,这是因为科学既是人类的知识体系,又是人类认识世界的一种方式和探索过程,物理概念和物理规律本身是无方法可言的,概念是物理现象的本质属性,规律是物理过程中体现出的必然联系,然而要得出科学的概念和规律,就要借助一定的工具、一定的手段和思维操作方法,这里科学方法就体现出来了。
物理教学以提高学生科学素养为根本目的,科学方法、科学态度与科学精神是科学素养的核心要素,不同教育阶段的科学方法教育只是体现在内容和目标的不同,深度与广度的不同。初中物理课程标准在“前言”中指出:“物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程,而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识和科学精神的培养。”这里的“终身学习”、“科学探究”、“创新意识与科学精神”都离不开科学方法的掌握,即使教师在“传授知识和技能训练”中也需要渗透科学方法的教育。新课程标准在课程目标中明确提出,要学生“在解决问题或作决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法”。
二、初中物理教学中所包含的科学方法
物理体系自身包含丰富的科学方法,它既表现在知识的结构上,又表现在这些知识结构的建立过程中;总的说来,这些科学方法大致可以分为五类:物理方法、数学方法、逻辑方法、非逻辑方法和哲学方法,由于科学方法和方法教育的层次性,在初中阶段物理的方法主要有观察方法、实验方法(含控制变量法)、等效方法、理想化方法等;数学方法主要有:比例方法、方程方法和图像方法等;逻辑方法主要有:比较、分类、类比、概括、归纳与演绎、分析与综合等;哲学方法主要有:绝对相对、量变质变、原因结果,等等。还要掌握如理念、直觉、想象等非逻辑方法,这是创新能力的重要体现。
三、掌握科学方法的主要方式
1.在亲自体验中掌握科学方法。物理学是一门实验科学,物理教学的特点就是实验多,极有利于学生亲身体验。新教材更是加强了学生的自身体验,让学生通过体验就可以很好地感受知识体系内的科学方法。例如水沸腾实验,学生没有实验前总认为只在100摄氏度时,水才“内部与表面”同时“剧烈”汽化,亲身做了实验后才发现实际没到100摄氏度时,水“内部与表面”就开始汽化,只是“剧烈”的程度不同罢了。通过自身体验,学生看到了“量变与质变”的关系,感受到了相对与绝对的区别。
2.在民主和谐的氛围中掌握科学方法。新课程中一个重要的理念是,教学体现师生平等,课堂教学中废除“一言堂”,开展探究性学习、合作学习等多种学习方式,这些学习方式的一个共同特点,就是营造民主和谐的学习氛围。在这种氛围中,学生自我知识构建的动力得到释放,大脑皮层容易达到活跃程度,对物理知识学习理解能够从多个方面进行,他们不再满足物理一些概念和规律的结论,而对为何要引出这些概念,为何这样引出而不那样引出,那样引出会得到什么结论等新问题产生了强烈的兴趣和求知欲。物理学体系中内含的科学方法就会在学生自己的问题中,在学生激烈的心智活动中伴随着大脑中知识结构的生成,慢慢构建出科学方法的结构。
3.在相互交流讨论中掌握科学方法。师生相互交流、生生相互交流,是新课改最提倡的。信息论指出,在信息传输和交往中会产生新的信息,这种新信息既可是原有信息的子信息,又可是一种完全有别于原信息的信息。学生交流解决问题的方法,既可为其他学生提供解决问题的思路,又可使交流的学生产生完全不同与以前的创新思路。相互启发、共同提高,在课堂教学实践中这样的实例不胜枚举。
4.在解题训练中掌握科学方法。方法教育主要渗透于课堂教学的各个环节中,还要渗透于学生学习的各种形式中,所以作为知识巩固和考核的重要方式,练习与考试也要渗透科学方法教育。在练习题和考试题中编制一些目的在于深化或测试科学方法的试题,让学生把科学方法由“内隐”转变成“外显”,对科学方法的认识由肤浅、模糊、看成孤立个体,逐步转变成深刻、清昕、看成方法体系。初中方法教育的习题目前正成为各课程改革实验区中考试题中的亮点。
四、科学方法教育的基本原则
1.与物理知识教学紧密联系的原则。物理学整体是由物理学科知识和物理学的方法论组成的,物理学的方法论是伴随物理学的发展而建立的,而物理学的知识和体系则是体现和学习物理学思想和方法论的最好载体。在教学过程中注重传授概念、规律产生的背景、产生的过程及在科学技术发展中应用的实例,例如,通过物理学史的小故事学生明白为什么要提出某个概念,这个概念是怎样提出的,这个概念提出后对物理学的发展起到什么作用,让学生感受科学方法和物理知识的产生与应用紧密相连,知识与方法是血肉相连的整体。
2.各种方法教育有机结合的原则。在物理教学中,各种科学方法交织在一起,不可能在一种科学方法的教育完成后再进行另一种科学方法教育。因此教师要善于应用教材中的科学方法因素,在一堂物理课中糅合多种科学方法进行教学。有时一个知识点可以渗透几种科学方法教育的因素,这时就要有所选择,以适应自己所教初中生的实际。例如“牛顿第一定律”一节,可以用实验加理想化模型讲授,提出一块“完全没有摩擦的平面”,重点渗透“理想化方法”;也可以用归纳反证的方法讲授,收集多个没受力仍在运动的现象和受到力而没有运动的现象,从而得出“力不是运动的原因”,重点渗透“归纳方法”。