《论中学物理教学中的科学方法教育.docVIP

论中学物理教学中的科学方法教育 关键词：物理教学；科学方法；教育功能 众所周知，中学物理教学既是科学教育的重要组成部分，又是落实素质教育的重要方面。要实现素质教育的目标，中学物理教学在注重知识教学的同时，必须加强科学方法教育。因为科学方法教育不仅是中学物理教学的重要内容，而上是培养学生能力的重要途径。 然而，目前我国中学物理教学中的科学方法教育仍然存在一些问题。具体表现为：第一，科学方法教育的理论还不十分明确，以致人们没有自觉地把科学方法作为中学物理教学的重要内容；第二，科学方法的教育功能没有得到充分的研究，科学方法的能力价值没有在中学物理教学中得到很好的体现；第三，在教学层面上，科学方法教育的可操作性还较差。这些情况表明，在中学物理教学中，加强科学方法教育的研究依然非常必要。 一、 科学方法教育的理论建构 科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的思维、行为方式，是人们认识和改造自然的有效工具。作为一种基本的研究途径、方式和方法，它与自然科学的概念、规律等知识是平行的，包含在自然科学的范畴之中。 在中学物理教学中进行科学方法教育，其理论思路至关重要。这种理论思路，主要是指整个科学方法教育的理论出发点和基本路线。正确、充分而周密的理论构思和清晰的理论思路，能够把科学方法教育与中学物理教学的具体实际结合起来，从而更有效地解释、预测和引导学生的物理学习活动，并从中总结出具有普遍意义的物理教学规律。如果忽视理论的指导，满足于经验式的照搬照抄，那么中学物理教学中的科学方法教育将是十分肤浅和具有局限性的，科学方法教育就很难得到真正落实。 在中学物理教学中进行科学方法教育所涉及的重要理论问题是：物理教学中科学方法教育的理论模型是什么？科学方法的教育功能是什么？等等。显然，这些问题亟待有一个明确的回答。 一般认为，物理学科的基本结构包括物理学的基本概念、基本原理（包括基本定律和基本理论）、基本方法以及它们之间的相互联系。美国哈佛物理教材改革计划（ HPP ）的主要执笔人霍尔顿曾提出物理学的三维结构模型。他认为，物理学任何一部分基本内容的结构及其发展都可以分解为 3 个因素：实验（事实），物理思想（逻辑、方法论等），数学（表述形式或计量公式）。在这一观点的影响下，一种以知识为中心的物理教学理论逐渐形成并写入物理教学法教科书。其表述形式为物理学知能结构图，如图 1 所示 图 1 由上（实验）、中（核心理论）、左（科学方法论）、右（数学）、下（延伸与应用） 5 个区域构成，反映了物理学科所要求的能力结构。这一理论对我国中学物理教学的影响首先反映在《物理课程标准》的制订上。《课程标准》在总目标中明确要求学生“学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题”。但是，在《课程标准》的内容部分，却只涉及物理知识而没有科学方法。 事实上，科学方法作为物理认识活动的中介，是连接物理现象与物理知识的纽带，在物理理论的发展中起着桥梁作用。也就是说，物理概念、规律只有通过科学方法的参与，才有可能上升为知识形态。不仅如此，物理理论的应用同样需要科学方法的参与。因此，人们普遍认为：“与科学知识相比，科学方法具有更大的稳定性和更普遍的适用性。从这个意义上讲，学生掌握科学方法比掌握科学知识更重要。”“应把方法视为比知识更重要的东西，视为知识的脉络，按照科学方法所展示的路子，去组织教材，安排教学进程。” “能力与方法是密切联系的。一般地说，人们完成某方面任务能力的强弱，是与人们掌握完成任务方法的自觉程度与熟练程度密切相关的。可以认为，方法是能力的‘核心，是对能力起决定性作用的因素。”基于此，我们提出以科学方法为中心的物理教学理论，其表述形式为新的物理学知能结构图，如图 2 所示： 我们认为，以科学方法为中心的物理学知能结构分析方法，比以知识为中心的结构分析更能反映出物理学的特征，反映出知识、方法和能力的关系。事实上，每一学科的方法就是该学科的逻辑语言或符号规则，是使本学科多种事实与原则互相联系的手段和桥梁。各种方法综合起来就形成了探讨本学科有效途径的方法论。经验证明，学习者掌握某一领域的研究方法，其在该领域内的能力就会按一定规律不断增长。对于物理学来说，其思想和方法就是其发展的灵魂。可以说，中学物理教学的效果，在很大程度上取决于学生是否学到了物理学的思想和方法。 二、科学方法的教育功能 把科学方法作为中学物理教学重要目标的原因在于，科学方法不仅具有独特的认知功能，而且具有独特的教育功能。其教育功能主要有以下几个方面： 1 获取功能 首先，掌握科学方法是获取物理知识的重要途径。学生只有掌握科学方法，才能更快捷地获取物理知识。根据图 2 ，我们把这种路径表示为：物理现象 →