论中学物理教学中的科学方法教育

发表时间:2017/9/13   来源:《中小学教育》2017年10月第292期   作者:马得胜
[导读] 加强科学方法教育的研究非常必要。本文将从科学方法教育的理论建构、教育功能、实施情况及实施策略等几个方面进行研究阐述。

马得胜 青海省西宁市湟中县第二中学 811699
摘 要: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环节,而科学方法教育是中学物理教学的重要内容,是培养学生能力的重要途径。然而物理教学中的科学方法教育仍然存在一些问题,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。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。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非常必要。本文将从科学方法教育的理论建构、教育功能、实施情况及实施策略等几个方面进行研究阐述。   
关键词:中学物理教学 科学方法教育 教育功能
        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。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)和数学。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载入物理教学法教科书。其表述形式为物理学知能结构图,如下图所示反映了物理学科所要求的能力结构。这一理论对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,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,物理理论的应用同样需要科学方法的参与。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,如图所示:

        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。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。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。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  
        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。我们把这种路径表示为:物理现象→科学方法→物理知识。其次,学生要理解物理知识,同样离不开科学方法。我们把这种路径表示为:科学方法→物理知识。只有对不同科学方法的本质区别与联系以及使用方法的条件有所了解,才能弄清物理知识的内涵以及不同层次知识之间的关系,从而形成知识的网络,达到对知识的真正理解。   
        2.建构功能。科学方法是物理知识的脉络,是物理知识的神经。它具有把物理知识联系起来并形成结构的功能。从知识结构形成的角度看,科学方法作为一种基本的研究方式和方法,它纵横交错、贯穿于整个知识领域之中,使不同的知识相互联系并形成知识结构。学生通过对物理新知识的加工、组织、简化、记忆、系统化重建及应用等环节,把原有的认知结构演变为更加清晰牢固的新的认知结构。 
        3.培养功能。科学方法还是培养学生物理学习能力的桥梁,通过对科学方法的不断了解、积累和熟练,使学生形成一种借助于科学方法获取物理知识的心理定势,这样,学生就能够以快捷的速度获取知识,深刻地领会和掌握知识,牢固地记住知识。能够用科学方法迅速地抓住问题的要害,找出解决问题的途径。我们把这种路径表示为:物理知识→科学方法→延伸与应用。学生只有把学习物理概念和规律过程与科学方法结合起来,才能真正的掌握知识,并加以运用。
        三、科学方法教育的实施  
        1.依据《物理课程标准》,把其中隐藏的主要科学方法明朗化、显性化,从而提出科学方法教育的主要内容,这就使科学方法与物理知识密切联系起来,使科学方法教育的内容在一定程度上达到相对统一。  
        2.按照科学方法的逻辑来设计教学程序。可以把科学方法贯穿于整个教学过程。经历这一过程,学生可以真正领略到科学方法和物理知识的内涵,能力得到提高。  
        3.让学生运用科学方法解决实际物理问题。科学方法的真正掌握,必须在探索和发现之中实现。

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