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【摘要】物理教学中“重知识传授,轻方法教育”的不良倾向,导致知识学习掩盖了科学方法的教育,导致教学效率大打折扣。从关心学生的未来自主成长角度,物理教师要重视学生在学习过程中的科学方法教育,采取各种有效方式,进行针对性训练,从而有效提高学生自主学习的效果。
【关键词】物理教学;科学方法教育;学生;自主学习;效率
培养学生的科学素质,是进行物理教学改革,促进物理教学质量提高的一项重要课题。物理教学中,加强科学方法的教育不仅可以使学生正确理解物理概念、掌握物理规律,而且能使学生通过运用物理概念和规律的掌握,逐步树立科学的世界观,掌握科学的物理方法解决实际问题,从而在提高智能水平的基础上提升科学素质。在目前的物理教学中,由于仍然存在着“重知识传授,轻方法教育”的倾向,结果导致知识掩盖了方法,科学方法的能力价值大大丢失。教学只注重学生对知识的接受、理解和应用,教学原则和教学环节的设置主要是为了保证学生能通过最短的过程,以最快的速度获得知识。因此,知识获得的过程被教师高度浓缩,学生不必进行积极的思维活动就可以获得有关知识,更不必独立地运用科学方法进行探索。久而久之,形成学生只关心知识,而不关心自己的思维方法的不良习惯。如何实现这种改变,就需要我们教师在物理教学中注重科学方法的教育培养。
一、结合概念、规律的学习,让学生认识科学方法
一个物理概念的建立,一定有与之对应的科学方法的产生,甚至某些概念本身就是科学方法,我们要抓住概念建立所使用的科学方法教育。例如:质点、刚体、理想气体、等压过程、卢瑟福原子模型、波尔氢原子模型等概念的建立,都使用了模型化的方法。在进行这些概念的教学时,既要使学生明白模型的概念,又要让学生知道建立模型的原因以及建立模型的过程。在力学教学中结合质点、刚体概念的教学,介绍实物模型的条件性;在热学教学中结合绝热过程、等压过程等介绍过程模型;在原子物理教学学中结合原子的“葡萄干蛋糕模型”、“有核行星模型”、“波尔氢原子模型”介绍内心的流动性等等。这样就能使学生对模型化方法有较为全面、深刻的认识。一个物理规律的形成,也必将有与之对应的科学方法的产生和应用,要结合规律讲解、使用和说明科学方法。例如类比法是一种很富有创造性的逻辑思维方法,会更新根据声音的反射和折射等现象,推断光具有波动性;可以认识到万有引力与静电力的相似性,应用类比的方法进行研究与探索,得出了电荷间相互作用力的平方反比律;德布罗意把光子同物质粒子进行类比,提出了物质微粒具有波动性质的预言。在物理教学中用物理学家使用过的类比方法来讲解这些规律,不仅使内容易被学生理解,而且能使学生体会到物理学家的思维方法。
二、通过变换式的习题解答,训练学生掌握科学方法
解题是教学的重要环节。通过解题训练,能够对学生进行多种科学方法的训练,如“一题多解”、“一题多变”、“多提归一”等,是训练学生掌握科学思维方法的有效方式。例如,有一个凸透镜的焦距为15cm,位于主光轴的一个光源距透镜20cm,求像点位置。这是一道简单常见的光学题,把它进行如下变换改造:变换1:若使点光源在竖直平面内沿垂直主光轴方向做振幅为2cm的简谐振动,则像点的振幅为多少?变换2:若使透镜在竖直平面内沿垂注光轴方向做简谐振动,已知像点的振幅为12cm,那么透镜的振幅为多少?变换3:若用黑纸将透镜遮去一半,点光源所称的像有什么变化?变换4:若将透镜从光心处垂直侧面切成两半,其成像情况怎么样?在这道题的解析过程中,变换1要求学生从定向思维过渡到发散思维;变换2要求学生从正向思维过渡到逆向思维;变换3和变换4则要求学生借助形象思维过渡到到抽象思维。教学实践证明,习题变换和思维训练,不仅可以使学生加深对物理概念、规律的理解,而且也是训练学生掌握科学的运用方法,提高思维的灵活性和思维的深刻性的一条有效途径。
三、通过设计物理实验,引导学生运用科学方法
实验室物理学的基础,是认识物理运动的基本途径,物理实验的设计、操作和结果的分析处理无不渗透着科学方法,在各类实验中,设计性实验是训练科学方法的最高层次。所谓设计性实验就是教师给出实验课题,提出实验要求,实验室提供实验器材,由学生自己查阅有关资料,确定实验方案,选择仪器,自拟实验步骤,完成测量任务,最后写出实验报告。设计性实验的核心是设计、选择实验方案。中学物理中的设计性实验,一般是根据学校提供(或限定使用)的器材、实验要求,选择实验方法和测量方法,选择合适的测量条件。例如:测电源电动势和内电阻的实验,实验室提供电源、电压表、电流表、电流计、电阻、导线、开关等器材,学生根据已学知识——全电路欧姆定律——确定实验方案,选择器材,连接电路,完成测量并填写实验报告。由于电压表与电流表在接入电路中的接法的不同,将影响实验结果,学生必须判断结果影响的最小的电路,即根据电压表、电流表的内阻大小选择合理的接法。设计这样的实验,要用到好几种科学方法:如转化法、类比法、等效法和近似法等。学生通过直接应用,不仅能加深对科学方法的认识和理解,而且能提高思维创新能力,更重要的是培养了创新精神。
四、挖掘教材教育因素,促使学生学习科学方法
教材是按知识体系表述的,不是方法论书籍,许多方法在教材中是以分散的形式隐含在知识的表述之中的。因此,教师在教学过程中应自觉挖掘教材中的方法教育因素,在知识教学过程中自觉以物理科学方法为纲要组织教学内容,知识之间的练习和组织顺序按物理科学方法进行。如:“楞次定律”一节的教学内容我是主要组织安排的:首先通过实验观察提出“产生电磁感应现象时,感应电流的方向跟什么有关呢?”这一需要研究的问题,之后,让学生大胆猜想,提出“感应电流得得方向可能跟磁场的方向以及磁场通量的变化有关”的假设,紧接着让学生做实验检验假设的正确性,最后,师生共同分析得出楞次定律。这节课的教学内容组织顺序,正是物理学一般方法的反映,即问题→假设→实验→理论。这种组织顺序和方法,体现了物理科学方法的教育功能,一是体现了物理学研究的一般方法,二是把物理学中常用的假设方法的轮廓也勾画了出来。这样的科学方法教育,很大程度上促进了学生科学素质的提高。
【关键词】物理教学;科学方法教育;学生;自主学习;效率
培养学生的科学素质,是进行物理教学改革,促进物理教学质量提高的一项重要课题。物理教学中,加强科学方法的教育不仅可以使学生正确理解物理概念、掌握物理规律,而且能使学生通过运用物理概念和规律的掌握,逐步树立科学的世界观,掌握科学的物理方法解决实际问题,从而在提高智能水平的基础上提升科学素质。在目前的物理教学中,由于仍然存在着“重知识传授,轻方法教育”的倾向,结果导致知识掩盖了方法,科学方法的能力价值大大丢失。教学只注重学生对知识的接受、理解和应用,教学原则和教学环节的设置主要是为了保证学生能通过最短的过程,以最快的速度获得知识。因此,知识获得的过程被教师高度浓缩,学生不必进行积极的思维活动就可以获得有关知识,更不必独立地运用科学方法进行探索。久而久之,形成学生只关心知识,而不关心自己的思维方法的不良习惯。如何实现这种改变,就需要我们教师在物理教学中注重科学方法的教育培养。
一、结合概念、规律的学习,让学生认识科学方法
一个物理概念的建立,一定有与之对应的科学方法的产生,甚至某些概念本身就是科学方法,我们要抓住概念建立所使用的科学方法教育。例如:质点、刚体、理想气体、等压过程、卢瑟福原子模型、波尔氢原子模型等概念的建立,都使用了模型化的方法。在进行这些概念的教学时,既要使学生明白模型的概念,又要让学生知道建立模型的原因以及建立模型的过程。在力学教学中结合质点、刚体概念的教学,介绍实物模型的条件性;在热学教学中结合绝热过程、等压过程等介绍过程模型;在原子物理教学学中结合原子的“葡萄干蛋糕模型”、“有核行星模型”、“波尔氢原子模型”介绍内心的流动性等等。这样就能使学生对模型化方法有较为全面、深刻的认识。一个物理规律的形成,也必将有与之对应的科学方法的产生和应用,要结合规律讲解、使用和说明科学方法。例如类比法是一种很富有创造性的逻辑思维方法,会更新根据声音的反射和折射等现象,推断光具有波动性;可以认识到万有引力与静电力的相似性,应用类比的方法进行研究与探索,得出了电荷间相互作用力的平方反比律;德布罗意把光子同物质粒子进行类比,提出了物质微粒具有波动性质的预言。在物理教学中用物理学家使用过的类比方法来讲解这些规律,不仅使内容易被学生理解,而且能使学生体会到物理学家的思维方法。
二、通过变换式的习题解答,训练学生掌握科学方法
解题是教学的重要环节。通过解题训练,能够对学生进行多种科学方法的训练,如“一题多解”、“一题多变”、“多提归一”等,是训练学生掌握科学思维方法的有效方式。例如,有一个凸透镜的焦距为15cm,位于主光轴的一个光源距透镜20cm,求像点位置。这是一道简单常见的光学题,把它进行如下变换改造:变换1:若使点光源在竖直平面内沿垂直主光轴方向做振幅为2cm的简谐振动,则像点的振幅为多少?变换2:若使透镜在竖直平面内沿垂注光轴方向做简谐振动,已知像点的振幅为12cm,那么透镜的振幅为多少?变换3:若用黑纸将透镜遮去一半,点光源所称的像有什么变化?变换4:若将透镜从光心处垂直侧面切成两半,其成像情况怎么样?在这道题的解析过程中,变换1要求学生从定向思维过渡到发散思维;变换2要求学生从正向思维过渡到逆向思维;变换3和变换4则要求学生借助形象思维过渡到到抽象思维。教学实践证明,习题变换和思维训练,不仅可以使学生加深对物理概念、规律的理解,而且也是训练学生掌握科学的运用方法,提高思维的灵活性和思维的深刻性的一条有效途径。
三、通过设计物理实验,引导学生运用科学方法
实验室物理学的基础,是认识物理运动的基本途径,物理实验的设计、操作和结果的分析处理无不渗透着科学方法,在各类实验中,设计性实验是训练科学方法的最高层次。所谓设计性实验就是教师给出实验课题,提出实验要求,实验室提供实验器材,由学生自己查阅有关资料,确定实验方案,选择仪器,自拟实验步骤,完成测量任务,最后写出实验报告。设计性实验的核心是设计、选择实验方案。中学物理中的设计性实验,一般是根据学校提供(或限定使用)的器材、实验要求,选择实验方法和测量方法,选择合适的测量条件。例如:测电源电动势和内电阻的实验,实验室提供电源、电压表、电流表、电流计、电阻、导线、开关等器材,学生根据已学知识——全电路欧姆定律——确定实验方案,选择器材,连接电路,完成测量并填写实验报告。由于电压表与电流表在接入电路中的接法的不同,将影响实验结果,学生必须判断结果影响的最小的电路,即根据电压表、电流表的内阻大小选择合理的接法。设计这样的实验,要用到好几种科学方法:如转化法、类比法、等效法和近似法等。学生通过直接应用,不仅能加深对科学方法的认识和理解,而且能提高思维创新能力,更重要的是培养了创新精神。
四、挖掘教材教育因素,促使学生学习科学方法
教材是按知识体系表述的,不是方法论书籍,许多方法在教材中是以分散的形式隐含在知识的表述之中的。因此,教师在教学过程中应自觉挖掘教材中的方法教育因素,在知识教学过程中自觉以物理科学方法为纲要组织教学内容,知识之间的练习和组织顺序按物理科学方法进行。如:“楞次定律”一节的教学内容我是主要组织安排的:首先通过实验观察提出“产生电磁感应现象时,感应电流的方向跟什么有关呢?”这一需要研究的问题,之后,让学生大胆猜想,提出“感应电流得得方向可能跟磁场的方向以及磁场通量的变化有关”的假设,紧接着让学生做实验检验假设的正确性,最后,师生共同分析得出楞次定律。这节课的教学内容组织顺序,正是物理学一般方法的反映,即问题→假设→实验→理论。这种组织顺序和方法,体现了物理科学方法的教育功能,一是体现了物理学研究的一般方法,二是把物理学中常用的假设方法的轮廓也勾画了出来。这样的科学方法教育,很大程度上促进了学生科学素质的提高。