五年制师范物理教学中的科学方法教育

摘 要:在五年制师范物理教学中进行物理科学方法的教育具有重 要的意义。在五年制师范物理教学中进行物理科学方法的教育应遵循以下原则:与物理知识 教学紧 密结合的原则,以学生的发展为本的原则,多种方法相结合的原则,坚持不懈的原则。

关键词:物理教学;科学方法教育;意义;目标;原则

中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:1002-0845(2008)07-0069-02

一、物理科学方法教育的内涵

物理科学方法是人们对在物理研究过程中所形成的规则、手段和方法的概括,是人类进行科 学研究的有力工具。物理科学方法具有客观性和规范性,同时又包含着人的主观能动性和创 造性。

物理科学方法教育是指在物理学的教学活动中有目的、有意识、有步骤地介绍和传授物理科 学研究的方法,使学生受到科学方法的熏陶和训练,逐步掌握最基本、最主要的物理 科学方法,达到促进知识学习、培养能力和提高科学素质的目的。物理科学方法教育过程的 实质就是在物理教学中,学生在教师的指导下,通过主动地学习科学方法,完善自身的 认知结构的过程。物理科学方法的学习过程就是学习者物理能力的发展过程。

二、物理科学方法教育的意义

在五年制师范物理教学中进行物理科学方法教育具有重要的意义:

1.优化物理知识的学习过程

科学方法是获得科学知识的手段和工具,科学方法教育可以使学生知道知识是怎样得来的, 它 不但有助于学生更好地理解科学知识,而且有助于他们学会独立地获得知识。学生学习物理 知识的过程,与科学家的探索和研究在本质上有许多共同之处, 即 都服从科学的认知规律,都要从生动的直观走向科学的抽象,从现象到本质。科学的思维方 法,往往是人们穿过扑朔迷离的现象,逼近事物本质的必经途径。在对学生进行物理知识 的教学中,同步对他们进行物理科学方法的教育,从认知功能的角度看是引导学生掌握透过 现象深入本质的科学的思维方法。它通过优化思维过程,形成科学的认知模式,从而促进学 生的认知能力在知识的学习过程中得以提高。

2.提高物理知识的教学质量

物理知识与物理的科学方法是紧密联系不可分割的。物理知识是物理科学方法的载体,物理 科学方法则是物理知识的精髓,在物理知识的教学过程中必然要进行物理科学方法的教育。 通过物理科学方法的教育,一方面使学生知道知识是什么,知道知识是如何得到的,理解知 识形成的过程;另一方面可以帮助学生建立知识间的横向和纵向的联系,形成科学的知识结 构。因此,实现物理知识教学与物理科学方法教学的良好结合,是提高知识教学质量的良好 途径。

3.实现思维能力培养目标

五年制师范物理课教学中常常涉及的物理科学方法有观察实验方法、逻辑思维方法和数学 方 法等,这些方法都与能力密切相关。例如,五年制师范物理教学要培养学生的观察能力,就 需要学生掌握观察实验的方法;要培养学生的思维能力,则需要学生学会科学的思维方法; 要 培养学生的分析问题和解决问题的能力,则要求学生综合运用实验观察法、科学思维法和数 学方法等。对物理科学方法的掌握和内化,有助于学生发展智力,有助于培养学生收集和处 理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力等。

4.培养科学思想与科学精神

唯物辩证法是最高层次的科学方法,它渗透在各种较低层次的科学方法之中。进行物理科学 方法的教育,有助于培养学生的辨证唯物主义观点,有助于增加学生对科学研究过程的了解 ,使他 们真正地了解科学,形成爱科学、学科学、用科学的良好习惯,提高科学素养,培养学生的 科学思想和科学精神。

三、物理科学方法教育的目标

为了使物理科学方法的教育得以实施,必须制定教育目标,也就是要明确通过教育要使学生 的思维和行动方式发生哪些改变。作为五年制师范物理教学中进行的科学方法教育,受教学 时间和学生接受水平的限制,不能提出过高的要求。根据五年制师范的特点,物理科学方法教育的目标可划分为认识领会、感受体验、理解运用、分析评价 四个层次。

1.认识领会。使学生能够识别出某种物理科学方法,知道它的名称,了 解它的活动方式、特点和主要步骤,具有这种物理科学方法的知识。

2.感受体验。这个层次要求学生能回忆并指出某种方法的内容及其与其他 可比较的方法的 区别;知道该种方法的基本步骤并能解释各步骤的作用;能指出该种方法在科学研究中的作 用;能说明实施该种方法时要遵循的原则。这一层次要求学生对某一种科学方法有一个较全 面的认识。

3.理解运用。学生在了解了某种物理科学方法中蕴涵的科学思想和策略后 ,能够解释该种 物理科学方法为何要采取其特定的步骤。在不太复杂的背景下,学生可以独立地进行方法步 骤的操作,模仿该种物理科学方法,以达到解决某一个问题的目的。

4.分析评价。这个层次对学生的要求是使他们能在给定的材料中,分析 出某种科学方法的要素 及这些要素的组织方式,从而得出这个过程是运用了什么科学方法,并能评论该种科学方法 是否运用得当。这个层次与第三层次相比,是更高一级的要求。由于方法是隐蔽在过程之中 的,所以要在复杂的背景下识别该方法的因素,就必须使学习者的认识建立在能理解运用该 方法的基础之上。

上述四个层次的要求,并不是五年制师范物理教学所含的所有科学方法,也不是所有学习者 都要达到四个层次的所有要求,实际上有些人只要达到第一层次的要求就可以了。我们可 根据 某种科学方法的重要性及其教学的可能性,对各种物理科学方法的教育定出不同的要求 。

四、物理科学方法教育的原则

1.与物理知识教学紧密结合的原则

一讲到科学方法的教育,可能就会有人想到要给学生讲授各种科学方法,甚至于讲授科学方 法 论。这种灌输式的做法忽视了学生学习的自主性,不能使科学方法教育取得好的效果。物理 科学方法的教学一般都应该是、而且必须是结合物理知识教学和能力训练的过程而长期地 进行的,即在讲授物理知识和能力训练的过程中有意识地渗透相应的物理学的科学方法 ,通过认知和问题解决的思维过程,使学生认识、理解并学会应用物理学的科学方法。另外 ,开展物理科学方法的教育,一定要面向全体学生,要重渗透,重潜移默化,力戒教条式的 灌输。

2.以学生发展为本的原则

与物理知识的教学一样,物理科学方法的教育必须考虑学生的可接受性,根据学生的年龄特 点和认知能力,适应学生的发展水平,使之易于被学生接受和掌握。尤其要注意,一定要使 之既有利于学生完成认知目标,又要有利于学生形成科学的世界观,有利于培养学生的科学 思想和科学精神。

3.多种方法结合的原则

在物理知识教学的过程中,各种科学方法往往交集在一起,不可能在一种科学方法的教育完 成 以后再进行另一种科学方法的教育。所以,必须充分利用五年制师范物理教材中的科学方法 的教育因素,根据需要,把多种科学方法结合在一起进行教育。

4.坚持不懈的原则

物理科学方法的学习往往不是一、两次接触就能完成的,所以教师应坚持不懈地对学生进 行物 理科学方法的教育。物理科学方法的学习比物理学知识的学习相对要难些,它不是一次教学 就能让学生理解和掌握的。同时,物理教材中科学方法的因素大多是隐含的,所以学生只能 在长期的熏陶下,才能潜移默化地学到科学方法。即使是显性的科学方法的教育也要注意适 度。一般情况下,当某种科学方法开始出现时,通常只需画龙点睛,点到为止,不必详细解 释;等到以后同一种科学方法多次出现、多次运用时,学生就自然能逐渐领会和掌握了。

五、物理科学方法教育的基本途径

1.在物理知识教学中渗透物理学的科学方法的教育

围绕所有的物理知识,我们都可以从知识呈现的角度,把握其科学方法的脉络。例如,总结 出产生电磁感应的条件采用的是归纳法,证明楞次定律符合能量守恒定律采用的是假设法, 对电势能的讨论采用的是与重力势能类比的方法,证明重力做功与路径无关采用的是微元 法,等等。依据物理知识中的科学方法的特点,进行物理科学方法的教学,就是从方法论的 角度 ,对物理知识进行最优化的选择,发挥知识和方法的最大教育功效。这既有利于知识和科学 方法的教学,也可以有力地促进学生思维能力的发展。

2.利用物理学史的典型范例让学生体会物理学的科学方法

物理学史能够为物理学的科学方法的教育提供丰富的材料。在学生能够接触和接受的前提下 , 可以结合物理概念、规律、理论的发展过程,补充和充实有关的史实和资料。在结合物理学 史的典型范例实施物理科学方法的教育时,不仅要展示物理科学方法在物理理论形成过程中 所起的作用,同时还应注意对科学家的思维过程进行剖析和整理,从中提取相应方法的应用 条件和思维操作程序。

3.利用复习进行物理学的科学方法的教育

复习课也是进行物理科学方法教育的良机。由于科学方法的实施是以对知识的综合运用为前 提的,所以复习阶段可依据学生所掌握的知识,从其相互关联、相互应用的角度,大跨度 地调用知识,给科学方法的应用提供更为广阔的空间。

4.多渠道地开拓物理学的科学方法教育

物理课堂教学是实施物理科学方法教育的主渠道,其他与物理教学相关的教育活动也是实施 物理科学方法教育可利用的途径。譬如在活动课中让学生自己进行探索性的实验研究,在研 究性课程中让学生进行物理课的研究,在选修课中安排物理科学方法的专题讲座,等 等,只要是有物理活动的场所,都可以不失时机地提取其中可进行科学方法教育的因素,把 物理科学方法的教育贯穿于一切有关物理的教学活动中。

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〔责任编辑:杨唯真〕

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