高中物理教学中的科学方法

　　高中物理教学中的科学方法

　　加强物理科学方法教育有利于提高学生的科学素质,国家教委物理学指导委员会多次指出,高中物理教学要使学生系统地了解和掌握物理学的基本知识、基本概念、基本规律和基本方法,提高学生的科学素质。但是,长期以来,高中物理教学存在着“重知识教学,轻方法教育”的问题,严重影响了学生科学素质的提高。在高中物理教学中,加强科学方法教育亟待加强。在明确物理科学方法意义的基础上,重视多方位加强科学方法教育,是提高学生科学素质的必要条件。??

　　物理科学方法教育,是指在学习和研究物理问题的过程中发现问题、提出假设、搜集事实、作出解释、论证等所遵循的途径和使用手段。具体包括:观察实验法、模型化方法、假说、数学方法、理想化方法、综合学习法、归纳演绎法、类比法等,物理科学方法同物理知识密切联系在一起。

　　根据新课程标准的要求，结合高中物理教材的内容，在高中物理教学中，主要渗透下列科学方法。

　　1、观察方法???观察是研究物理问题的最基本、最直接的科学方法，也是科学研究中最常用的方法之一。从某种意义上说没有观察法就没有科学研究。例如，开普勒三定律是直接由开普勒和其他科学家从大量天文观测中总结出来的。万有引力定律是伽利略、开普勒、惠更斯和牛顿等人先后在大量的观测和实验中总结出来，而最后有牛顿完成的，我在教学中注意了概要地介绍这些定律提出的经过和依据，使学生认识到对物理现象的认真观察是非常重要的。

　　2、理想实验方法??? 理想实验不是用实物进行的具体实验，不是科学家实践活动，而是在头脑中进行的实验，是逻辑推理活动，之所以称为“实验”，是因为它与具体实验有某些相似的特征。即也有实验对象，也要控制对象的条件，也有操作过程，也是为了发现实验对象的本质和规律。不过理想实验的对象、条件控制和操作，都是在头脑中设想。伽利略对惯性现象的研究就是采用理想实验的方法。他让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的距离。继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而要沿着水平面以恒定的速度持续运动下去。爱因斯坦曾经高度赞扬伽利略为发现惯性定律奠定基础的这个理想实验，他说：“伽利略的发现以及他采用的推理方法是人类思想史上的最伟大的成就之一。”

　　通过理想实验这种方法的学习，要注意培养学生深入观察、深入思考，从纷繁的现象中探究事物本质的科学态度和方法。

　　3、逻辑方法（归纳、演绎、类比、分析、综合）

　　（1）、归纳推理方法。就是从具体的个别事物的认识中抽象概括出一般认识的思维方法和推理形式。“牛顿第三定律”、“能量守恒定律”和“重力做功的特点和重力势能”等课文的教学，教材都是采用归纳推理的方法。我在教学过程中比较注意培养学生对实验事实的分析推理，从而做出正确结论的能力。

　　（2）、演绎推理方法。概括地说就是从一般到特殊的推理方法。例如，动能定理是一条适用很广的物理规律。教材先证明，初速不为零的运动物体受到与运动方向相同的恒定的外力作用下，外力做的功等于物体动能的增加；接着说明动能定理也适用于变力和曲线运动的情况。

　　（3）、类比推理方法。是由特殊情况到特殊情况或由一般到一般的推理方法，是根据两个（或两类）对象之间存在某些方面的相同或相似，而推出他们在某方面也有可能相同或相似的推理方法。例如，我们在学习《电场》这一章时，许多有关电场的概念和规律不是我们的感官所能直接感受到的。为了更好地理解、掌握电场的概念，我们把静电场和已经掌握的较熟悉的重力场进行类比，从而加深对电场的理解。

　　（4）、分析、综合方法。分析和综合能使我们的知识系统化，从而建立起知识整体的逻辑结构，比如《恒定电流》这一章的知识综合起来不过是一个全电路，但分解开来学习和研究，可使我们对电路各部分的特点、性质和规律得到更清晰地认识，从而能更好地理解把握全电路整体。

　　4、数学方法?? 在历史上，数学对物理学的影响很大，伽利略认为宇宙之书是用数学语言写成的。笛卡儿说，科学的本质就是数学。十六和十七世纪经典力学的创立和发展的过程，也就是物理科学数学化的过程。数学方法作为一种研究物理学的重要工具，它的重要意义主要有以下三个方面：

　　（1）、提供了对物理问题进行数量分析和计算方法，促进了物理学迅速发展。

　　（2）、提供了物理概念与物理规律简洁精确的表达方式，简化和加速了思维的进程。

　　（3）、提供了推理工具和抽象手段，有助于把握事物的本质及其内在联系。

　　当然，课本上介绍的科学方法还有很多，在这里就不一一介绍了。在教学中不断渗透科学方法的教育，对培养学生的物理学习兴趣，对学生更好地掌握物理定律和理论，培养学生的创造性思维，培养学生学习科学的良好素质有着重要的作用。教师在传授物理知识的同时，一定要有意识地进行科学方法教育，结合物理教学特点，指导学生逐步掌握物理学研究的基本方法，不断提高和发展学生的科学素质。