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摘 要：科学方法教育的目的在于发展学生分析和解决问题的能力，实施物理科学方法教育，既要保证能有效开展，又不能因此而增加学生的学习负担，所以科学方法教育必须与物理知识教学有机结合，知识是方法的载体，开展科学方法教育要符合学生的认知规律，应根据学生的年龄特征、知识水平和思维发展循序渐进地进行，还要注意激发学生的主动性和积极情感，产生良好的学习动机。
关键词：高中物理；科学方法；教育
物理教学中既应该让学生掌握物理学的概念和规律，更应该让学生重视科学的态度和科学的方法。所谓科学方法，是研究自然科学和社会科学的一般规律性理论。在中学物理教学中，科学方法教育的内容有：一是物理学的研究方法的教育；二是物理学习方法的教育。在物理教学中，教师在完成传授知识的同时，有意识、有目的的进行科学方法教育和指导，有利于促进学生智能的发展，培养科学的态度，使学生在学习中不仅掌握了物理知识本身，而且掌握了研究和学习物理的方法，以及探索物理的精神。
一、物理中的科学方法内容
中学物理教学中科学方法教育的内容可概括为：1. 观察和实验方法：有意观察、单因子实验法、实验数据处理方法等；2.分析和综合方法：定性分析、定量分析、因果分析、综合等；3.比较和分类方法：异中求同、同中求异、分类等；4.假说方法；5. 归纳和演绎方法：简单枚举归纳、三段论、演绎等；6.数学方法：用比值定义物理量、表达物理规律的形式化语言、运用图象描述物理现象和规律；7.理想化方法：理想实验、理想模型；8. 类比方法：简单共存类比、因果类比；9.推理方法；10.分析和解决问题的具体方法：等效方法、近似处理方法等；11.非逻辑思维方法：直觉、灵感、想象、猜测等。这些方法在科学认识过程中起着不同的作用，他们相得益彰，共同构成了物理学科科学方法教育的内容体系。
二、科学方法教育的原则
1.适时性。当教材内容确有进行科学方法渗透的必要才加以渗透，反对脱离教材内容而空谈方法。例如：在原子模型教学中，从实验观察到的现象，经过推测、假设、推理、演绎提出了原子核式模型，用新的理论推翻旧的学说，将人们对原子结构的认识又深入一层。教材将方法和内容紧密地结合在一起，突出了从实验事实出发，通过各种思维方法，建立新的物理学说。
2.适度性。科学方法教育要根据教材的需要、学生的特点来挖掘教材的方法教育因素，制定出切实的渗透目标，不宜过难、过高。另外也要注意学生的特点，有些方法在重点中学可以讲解，但到了普通中学用同样的方法教学可能效果就不好，教师应该考虑各方面因素，适当的调节自己的教学难度，适度的进行方法教育。
3.隐含性。开展物理方法教育的最好方式就是渗透。在进行方法教育时，要做到潜移默化，让学生在学习知识的同时不知不觉地接受物理方法的培养和熏陶。在高中电场教学时经常用到类比的方法，把电势差、电势、电势能、电场力做功和重力场中的高度差、高度、重力势能、重力做功进行类比，在教学过程中教师并未提及“类比”二字，但学生在学习中不知不觉接受了类比这一物理方法。
4.融合性。知识、方法和能力在学生的学习活动中是密切联系在一起的。开展物理科学方法教育和学习物理知识、培养学生能力可以结合在一起，促进知识的掌握和能力的培养。例如：在得出牛顿第二定律时就要用到控制变量法，应用牛顿第二定律解题时就要用到隔离法和正交分解法等典型的物理方法。能力的培养是通过学习知识和方法渗透等实践活动来培养的。知识越丰富，方法越多、越巧，解决问题的能力就越强。
三、物理科学方法教育的意义
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。
物理学在自然科学中的地位决定了科学方法的重要性。教育学家布鲁纳指出：能力=知识+科学方法+技能。由此可见，掌握方法与培养能力密切相关。物理学作为整个自然科学的基础，它的知识为其他学科的产生和研究提供了理论基础，它的研究方法被广泛移植到其他学科领域。物理学与化学结合成了物理化学、量子化学；与生物学结合成了生物力学、生物物理、量子生物学；实验方法应用于心理学出现了实验心理学；模型化方法应用于经济学出现了经济发展模型。因此，物理科学方法无论是对于自身发展还是对整个科学体系来说，都具有十分重要的作用。可见掌握物理的科学方法是掌握其他学科能力的基础。
四、科学教育方法的途径
1.在教授物理学概念和定理时，结合概念和定理讲授物理科学方法
有些概念本身就是科学方法，例如：质点、绝热过程、刚体、卢瑟福原子模型等概念的建立都使用了模型化的方法。通过这些知识的教学，应该让学生明白模型的概念，知道为什么要建立模型、如何建立模型。发掘物理学定律本身的方法论意义，加深学生对物理定律理论价值的方法论意义的理解。麦克斯韦方程因其概括了经典电磁学的所有主要规律且结构简单，形式对称，历来受到物理学家的称赞。老厄说过：“麦克斯韦方程组被给予了美学上真正的对称形式，鉴于它的丰富的物理内容，他看来对我们是一种启示。”什么启示呢？据我们看，是对称形式的丰富的物理内容。首先，方程组本身反映物理学研究的一种重要方法：美学方法，即以简单、对称、和谐、统一为标准的科学研究的指导思想。在讲授时进行这样一些发挥，效果将超过单纯讲授本身的意义，学生即可以体会到美学方法的意义，又可以充分认识到物理方法的重大理论价值。
2.挖掘教材中的科学方法教育因素，引导学生在学习知识的同时学习物理学方法
高中教材是按知识体系编写的，不是方法论书籍，许多科学方法在教材中是以隐含的方式出现的。因此我们物理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学方法为“纲要”组织教学内容，知识之间的联系和组织顺序按物理学方法进行。许多内容是按提出命题、推测答案、理论预言、试验验证、修改理论这种思路。例如，原子结构波尔模型的建立就是这种情况。这种组织顺序和方法有两点物理学方法教育功能：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说方法轮廓也勾勒了出来。科学假说不是随意的，而是建立在一定的事实基础上，假说是否正确要接受事实的检验。我们教师在教学时应该教给学生。
总之，在物理教学中有意识地加强科学方法教育，是实现学生增长知识、发展能力、提高素质的一个有效途径。
关键词：高中物理；科学方法；教育
物理教学中既应该让学生掌握物理学的概念和规律，更应该让学生重视科学的态度和科学的方法。所谓科学方法，是研究自然科学和社会科学的一般规律性理论。在中学物理教学中，科学方法教育的内容有：一是物理学的研究方法的教育；二是物理学习方法的教育。在物理教学中，教师在完成传授知识的同时，有意识、有目的的进行科学方法教育和指导，有利于促进学生智能的发展，培养科学的态度，使学生在学习中不仅掌握了物理知识本身，而且掌握了研究和学习物理的方法，以及探索物理的精神。
一、物理中的科学方法内容
中学物理教学中科学方法教育的内容可概括为：1. 观察和实验方法：有意观察、单因子实验法、实验数据处理方法等；2.分析和综合方法：定性分析、定量分析、因果分析、综合等；3.比较和分类方法：异中求同、同中求异、分类等；4.假说方法；5. 归纳和演绎方法：简单枚举归纳、三段论、演绎等；6.数学方法：用比值定义物理量、表达物理规律的形式化语言、运用图象描述物理现象和规律；7.理想化方法：理想实验、理想模型；8. 类比方法：简单共存类比、因果类比；9.推理方法；10.分析和解决问题的具体方法：等效方法、近似处理方法等；11.非逻辑思维方法：直觉、灵感、想象、猜测等。这些方法在科学认识过程中起着不同的作用，他们相得益彰，共同构成了物理学科科学方法教育的内容体系。
二、科学方法教育的原则
1.适时性。当教材内容确有进行科学方法渗透的必要才加以渗透，反对脱离教材内容而空谈方法。例如：在原子模型教学中，从实验观察到的现象，经过推测、假设、推理、演绎提出了原子核式模型，用新的理论推翻旧的学说，将人们对原子结构的认识又深入一层。教材将方法和内容紧密地结合在一起，突出了从实验事实出发，通过各种思维方法，建立新的物理学说。
2.适度性。科学方法教育要根据教材的需要、学生的特点来挖掘教材的方法教育因素，制定出切实的渗透目标，不宜过难、过高。另外也要注意学生的特点，有些方法在重点中学可以讲解，但到了普通中学用同样的方法教学可能效果就不好，教师应该考虑各方面因素，适当的调节自己的教学难度，适度的进行方法教育。
3.隐含性。开展物理方法教育的最好方式就是渗透。在进行方法教育时，要做到潜移默化，让学生在学习知识的同时不知不觉地接受物理方法的培养和熏陶。在高中电场教学时经常用到类比的方法，把电势差、电势、电势能、电场力做功和重力场中的高度差、高度、重力势能、重力做功进行类比，在教学过程中教师并未提及“类比”二字，但学生在学习中不知不觉接受了类比这一物理方法。
4.融合性。知识、方法和能力在学生的学习活动中是密切联系在一起的。开展物理科学方法教育和学习物理知识、培养学生能力可以结合在一起，促进知识的掌握和能力的培养。例如：在得出牛顿第二定律时就要用到控制变量法，应用牛顿第二定律解题时就要用到隔离法和正交分解法等典型的物理方法。能力的培养是通过学习知识和方法渗透等实践活动来培养的。知识越丰富，方法越多、越巧，解决问题的能力就越强。
三、物理科学方法教育的意义
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。
物理学在自然科学中的地位决定了科学方法的重要性。教育学家布鲁纳指出：能力=知识+科学方法+技能。由此可见，掌握方法与培养能力密切相关。物理学作为整个自然科学的基础，它的知识为其他学科的产生和研究提供了理论基础，它的研究方法被广泛移植到其他学科领域。物理学与化学结合成了物理化学、量子化学；与生物学结合成了生物力学、生物物理、量子生物学；实验方法应用于心理学出现了实验心理学；模型化方法应用于经济学出现了经济发展模型。因此，物理科学方法无论是对于自身发展还是对整个科学体系来说，都具有十分重要的作用。可见掌握物理的科学方法是掌握其他学科能力的基础。
四、科学教育方法的途径
1.在教授物理学概念和定理时，结合概念和定理讲授物理科学方法
有些概念本身就是科学方法，例如：质点、绝热过程、刚体、卢瑟福原子模型等概念的建立都使用了模型化的方法。通过这些知识的教学，应该让学生明白模型的概念，知道为什么要建立模型、如何建立模型。发掘物理学定律本身的方法论意义，加深学生对物理定律理论价值的方法论意义的理解。麦克斯韦方程因其概括了经典电磁学的所有主要规律且结构简单，形式对称，历来受到物理学家的称赞。老厄说过：“麦克斯韦方程组被给予了美学上真正的对称形式，鉴于它的丰富的物理内容，他看来对我们是一种启示。”什么启示呢？据我们看，是对称形式的丰富的物理内容。首先，方程组本身反映物理学研究的一种重要方法：美学方法，即以简单、对称、和谐、统一为标准的科学研究的指导思想。在讲授时进行这样一些发挥，效果将超过单纯讲授本身的意义，学生即可以体会到美学方法的意义，又可以充分认识到物理方法的重大理论价值。
2.挖掘教材中的科学方法教育因素，引导学生在学习知识的同时学习物理学方法
高中教材是按知识体系编写的，不是方法论书籍，许多科学方法在教材中是以隐含的方式出现的。因此我们物理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学方法为“纲要”组织教学内容，知识之间的联系和组织顺序按物理学方法进行。许多内容是按提出命题、推测答案、理论预言、试验验证、修改理论这种思路。例如，原子结构波尔模型的建立就是这种情况。这种组织顺序和方法有两点物理学方法教育功能：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说方法轮廓也勾勒了出来。科学假说不是随意的，而是建立在一定的事实基础上，假说是否正确要接受事实的检验。我们教师在教学时应该教给学生。
总之，在物理教学中有意识地加强科学方法教育，是实现学生增长知识、发展能力、提高素质的一个有效途径。