1、物理學史教學中科學方法教育的策略研究物理學史教學中科學方法教育的策略研究近代科學強調(diào)科學方法對于科學理論的創(chuàng)立、開展的決定性意義。科學開展史一再論證，沒有某種科學方法及其指導下的研究規(guī)那么、實驗設計，科學理論是不會產(chǎn)生的，也將難于有效地發(fā)揮理論知識的功能、作用。科學方法作為人類文明的結(jié)晶，是物理認識活動的中介，是連接物理現(xiàn)象與物理知識的紐帶，處于物理學的核心地位。因此，加強科學方法教育的力度，拓寬科學方法教育的渠道，是每一位物理老師認真考慮的問題。物理學史由于其特殊性，其中表達或隱藏的科學方法比比皆是、隨手撿來，可以說本文由論文聯(lián)盟搜集整理物理學史是蘊藏科學方法的寶庫，這個寶庫不挖掘、不利用，

2、實是浪費可惜。可見，利用物理學史進展科學方法教育是一條可開發(fā)的新途徑。一、物理學史教學中開發(fā)科學方法教育的策略一挖掘教材史料，顯化科學方法教材中物理學史內(nèi)容，大多為陳述性介紹，科學方法隱藏于其中沒有明確顯現(xiàn)出來，老師有可能對科學方法教育認識不夠全面，很少注意到物理學史中科學方法教育的素材，或者缺乏對科學方法教育內(nèi)容的挖掘。從學生的角度講，他們意識不到物理學史中的科學方法及其重要性，從而錯過了學習科學方法的良好時機，導致過程與方法目的的達成虛化。顯性教育觀認為，只有像物理知識教育那樣，明確地向?qū)W生講解科學方法的內(nèi)容，指出科學方法的名稱，傳授有關(guān)該方法的知識，提醒方法的形式、操作過程、說明原理，使

3、學生處于有意識地承受科學方法的狀態(tài)，就能實現(xiàn)一定的教育目的。但老師需要深化挖掘物理學史中隱含的科學方法，對教材史料局部內(nèi)容作適當補充、拓展，制定可行的目的要求及達標方法，明確教學的重點，結(jié)合學生實際特點因材施教。這樣，老師才能居高臨下、游刃有余。老師既教給學生物理學史知識，又教給學生科學思維的方法，教學效果一定會好。如高中自由落體運動一節(jié)教學。歷史上，伽利略首先通過佯謬的思想實驗，否認亞里士多德的物體越重下落越快的結(jié)論；然后運用數(shù)學工具得出初速為零的勻加速直線運動是一常量；進而用斜槽實驗驗證物體從光滑斜面的下滑運動符合等于常量的規(guī)律；最后將斜面實驗推廣，得出結(jié)論：落體運動是勻加速運動。伽利略通

4、過長期的實驗研究，觀察到同一高度同時下落的輕重不一的物體的下落情況，伽利略認為自然界總是習慣于運用某種最簡單和最容易的手段。這一哲學考慮，使他大膽猜測自由落體運動是勻加速運動，他的關(guān)于落體的一切研究是為了確證這一猜測，他的斜槽實驗也是為此驗證的。伽利略創(chuàng)始的觀察實驗、邏輯論證與數(shù)學方法相結(jié)合的研究方法極大地推動了物理學的開展。他對運動理論的研究所采用的方法可總結(jié)為：二追尋科學家足跡，渲染科學方法物理學史教學中，僅僅局限于蜻蜓點水式的顯化科學方法，理論證明引不起學生足夠的重視，教學效果不會好。教學中適時適度地介紹詳細的相關(guān)的科學方法的本質(zhì)涵義，如何應用，需注意什么，起到什么作用，使學生逐步理解體

5、會科學方法的涵義和作用，并進展恰當?shù)匿秩疽r托，使學生明確科學方法在科學研究活動過程中的重要意義。科學活動孕育出科學方法，科學方法反過來助推了科學的發(fā)現(xiàn)，應用了科學方法獲得成功是科學家的鮮明特征。渲染科學方法的功能還在于對學生的啟發(fā)，通過對科學方法的不斷理解、積累和純熟，使學生形成一種心理定勢，養(yǎng)成科學作風，逐步樹立科學的世界觀，并貫穿于自己終生的工作方法之中。這是從根本上進步學生科學素養(yǎng)的有效途徑。即從長遠看，方法比知識更重要。例如在星星的運動教學中，老師先介紹哥白尼創(chuàng)立日心說的物理史事，再介紹哥白尼創(chuàng)立日心說采用的假設演繹的方法。說明這是許多科學家進展科學創(chuàng)新時常用的科學方法。它是根據(jù)一定的

6、，有時甚至是少量的經(jīng)歷事實提出試探性猜測，進展論證，從而形成科學假說，然后求助于實驗驗證。老師通過對假說演繹方法的詳細定義，使學生對其有逐步地認識，在今后的學習中逐漸穩(wěn)固、深化。日心說的提出使人類邁出了認識宇宙歷程中最困難而重要的一步，這不僅是石破天驚的偉大創(chuàng)新，而且是近代科學革命的真正開端，體會這個驚世駭俗的理論體系的創(chuàng)立過程，我們不難發(fā)現(xiàn)，在科學風暴降臨之前，哥白尼的一系列科學思維方法的醞釀過程，正是這些方法促使了人類認識的突發(fā)性飛躍，科學方法處在這種飛躍的關(guān)節(jié)點上。面對百思不得其解的問題，一旦超越了自我，獲得了某種新奇的思路或方法，一下子抓住了關(guān)鍵，使研究的問題頓悟。老師有意識的營造渲染

7、有利于培養(yǎng)學生科學方法教育的環(huán)境和氣氛，通過啟發(fā)誘導，潛移默化，持之以恒，把科學方法的點點滴滴滲入學生的心田，學生才會對所學科學方法印象深化，并能逐步表達在對客觀世界的反響上。三創(chuàng)造探究情景，體驗科學方法現(xiàn)代教學觀認為，學生的探究才能的形成需要一個過程。既不是把什么都直接告訴學生，又不是事事都要他們?nèi)オ毩⑻骄浚莿?chuàng)造出一個良好的學習認知情景，對學生的探究進展引導，這種情景包括模擬的科研情景。老師根據(jù)一定物理學史的內(nèi)容，提出一系列符合科學邏輯開展過程的問題，預先方案好要做的觀察、實驗、討論、分析和交流等活動程序，讓學生追蹤當年科學家的發(fā)現(xiàn)思路，主動地進展探究，在解決問題中獲取知識，領(lǐng)悟其中的科

8、學方法，老師只需必要的點撥或指導，不需過多干預參與，學生定能有所收獲。英國學者貝爾納指出假如學生不可以以某種方式親自參加科學發(fā)現(xiàn)的過程，就絕對無法使他充分理解現(xiàn)有科學知識的全貌。科學方法表達在科學家的新發(fā)現(xiàn)之中，不親身經(jīng)歷這種探究過程，就很難發(fā)現(xiàn)其中的科學方法及關(guān)鍵所在，無法體會某些只可意會不可言傳的微妙之處，每經(jīng)歷一次科學探究的過程，就是一次科學方法對學生的洗禮過程。以探究感應電流產(chǎn)生的條件教學為例，老師假如不通過回憶法拉第十年困難漫長的求索，無數(shù)次的實驗，應用猜測、逆向推理和類比等科學方法，總結(jié)出了電磁感應定律、力線思想和場的概念。學生就會認為這么簡單的實驗，很容易得出結(jié)論。為了澄清事實，

9、教學中有必要復原科學家的心路歷程，老師要努力創(chuàng)造條件，鼓勵學生追尋科學家的足跡，積極主動地參與探究的過程。老師可以先啟發(fā)：法拉第當年先是怎樣設想的，后是怎樣逐步改良的，以后又是怎樣設計的；在充分提醒法拉第思維方法的形成過程中，老師再讓學生親身經(jīng)歷從實驗的初始設計到逐步完善的操作過程。這樣，學生才能領(lǐng)略到實驗設計的精妙所在，才能領(lǐng)悟到科學方法的獨特之處，也才能感受到法拉第的偉大之處以及科學道路的曲折艱辛，而這正是新課程標準所倡導和要求的。四應用多媒體手段，豐富科學方法現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛開展和網(wǎng)絡技術(shù)的廣泛應用，為物理課程提供了豐富的課程資源。在物理學史教學中，恰當適度地運用多媒體，無疑是錦上添花

10、。多媒體不僅具有圖文并茂、聲像同步、模擬情景和形象逼真等特點，而且資源共享、素材豐富和功能強大等優(yōu)勢，它可以在短時間內(nèi)，密集地推出教學內(nèi)容，多角度、多形式、多方位表達一樣的信息。還有它不受時間和空間的限制而使學生有更大的自由，學生可以反復觀看有疑問的畫面，學生也可以從課內(nèi)延伸到課外學習。例如作為補充，我們利用多媒體模擬重演伽利略研究自由落體運動的過程。在播放的過程中，對一些細節(jié)如真空中羽毛和小金屬片下落一樣快選用慢鏡頭播放，讓學生仔細觀察，并領(lǐng)悟其中蘊含的科學方法。借助多媒體進展物理學史教學，可以激發(fā)學生學習熱情，可以減輕師生負擔，可以彌補教材和老師史料知識的欠缺。多媒體可以把物理學史中復雜冗

11、長的、抽象的史料知識，或者史料中有的但中學階段無法進展的一些實驗，以簡化、直觀、形象的形式呈現(xiàn)，這是進展科學方法教育所需要的。例如學生觀看視頻：模擬盧瑟福的散射實驗以致于提出核式構(gòu)造的過程，觀看之余組織學生討論交流盧瑟福的散射實驗現(xiàn)象以及由實驗現(xiàn)象是如何猜測、如何演繹原子內(nèi)部構(gòu)造的。這一過程，至少有四方面的優(yōu)點：一是圖文并茂的視頻比老師枯燥講解更會引起學生的注意；二是通過老師前期的搜集、整理和剪輯等準備工作，使課堂更加緊湊、容量大、邏輯性強；三是通過形象化的模擬實驗彌補了無法真實實驗的缺乏；四是在老師的引導下，通過反復觀看視頻，讓學生嘗試猜測、推理原子的內(nèi)部構(gòu)造，正是這個過程，為學生實現(xiàn)由感性

12、到理性的飛躍，提供了可能。由此可見，借助多媒體進展物理學史和科學方法教育優(yōu)勢明顯。五搜集史料習題，強化科學方法作為學生，物理習題，是知識和方法練兵的一個重要陣地，也是檢驗運用科學方法解決問題才能的一種途徑。我們可以搜集或開發(fā)一些以物理學史為背景或素材的例題與習題，尤其要把表達科學家聰明才智的科學方法，融入其中重點考察。通過考察，加深學生對科學方法更深化的理解，逐步到達靈敏應用。也可以把科學家的經(jīng)典實驗設計成比擬簡單的探究課題，老師指導學生沿著科學家的探究思路開展活動，使學生從中領(lǐng)悟科學家的思維過程，體會科學家怎樣發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，從而領(lǐng)會科學研究的一般方法。二、物理學史教學中進展科

13、學方法教育遵循的原那么一科學性原那么利用物理學史進展科學方法教育要尊重歷史，要實事求是。科學家的探究過程不是一帆風順的，必然走過彎路，歷經(jīng)挫折，備受艱辛，一遍遍的思辨，一次次的實驗，數(shù)十年如一日，最終獲得成功。因此我們在教學時，不能不實在際的過分夸張科學方法的作用，造成學生認為運用了恰當?shù)姆椒ň湍芙鉀Q問題。這種不客觀的做法不利于學生科學態(tài)度、科學作風和科學精神地培養(yǎng)。老師必須使學生明白：科學的道路是不平坦的，甚至是極其艱辛的，需要有頑強的意志品質(zhì)，要有百折不撓的獻身精神，失敗和挫折是科學研究中的必經(jīng)之路。其次，一定的物理學史對應相應的科學方法，我們在教學中也不能脫離教材史料內(nèi)容莫須有講與史料不

14、沾邊的科學方法，那也是不科學的。二適切性原那么教學必須遵循學生的認知規(guī)律，因材施教。沒有理由也沒有必要讓學生弄清楚所有的科學史內(nèi)容和科學家的思維過程，教學中物理學史內(nèi)容的選擇、科學方法的浸透均要適切，不宜過繁過難，要充分發(fā)揮老師的主觀能動性，重構(gòu)適宜學生學情的史料知識，挖掘恰當?shù)姆椒ń逃夭模鶕?jù)學生的實際情況和認知特點，合理設計教學內(nèi)容，引導學生經(jīng)歷歷史，從而使學生領(lǐng)悟其中應用的科學方法。科學方法的教學中，講多少，講多深，老師必須有一個整體全局的把握。三浸透性原那么科學方法與其他物理知識不同，它所涉及的不是物質(zhì)世界本身，而是人類認識物質(zhì)世界的途徑和方式。假如只是從傳授科學史的角度進展教學，學

15、生也可能從中學到一些科學方法，但只能是模糊的、零散的，收效甚微。但假設在教學過程中，弱化物理學史只講科學方法，也是不可取的，會造成學生學習上的困難。因此進展科學方法教育，一方面注意不要脫離物理學史的學習去另搞一套，另一方面又不能只顧講物理學史輕視科學方法教育，而是物理學史學習中浸透科學方法教育，科學方法視為物理開展史的脈絡和核心。即如今一些老師提倡的雙線并行的物理學史教學法。四體驗性原那么要到達科學方法教育的深層次目的，就要經(jīng)歷必要的強化和訓練過程，假設停留在體會領(lǐng)悟階段，學生就不可以靈敏應用所學科學方法解決問題，那么學習科學方法就毫無意義。新課程標準中要求學生要具有一定的探究才能，其目的也在此。教學中，老師要擅長研發(fā)史學素材，設計合適學生實際的課題，讓學生追尋科學家的足跡，模擬科學家的探究過程，親身體驗一系列的考慮、設計、實驗、分析等過程，在這一過程中，讓學生感知、考慮、動手，最重要的是遇到困難時，不氣餒，不放棄，要擅長運用科學的思維方法解決問題。只有這樣，學生才可以深化領(lǐng)會并可以靈