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、阅读课本,培养自学方法
1、基本概念、基本定律要着重读,对其中的重点字母要深入体会、准确理解。因为这些字句或揭露了事物的本质;或指出了事物变化的范围和条件;或反映两个事物的区别与联系。教学时,必须指导学生把这些重点字句“抠”出来搞清楚、弄明白。如功率的概念中把“时间”限制为“完成这些功所用的时间”,而不能简单说成“功率等于功跟时间的比值”。在指导学生自学时要教育学生养成“抠”字眼的习惯,正确理解概念和规律的物理意义、适用条件。
2、指导学生识图、读图、画图。物理学上的图形很多,如速度图线、振动图线、波动图线、交流电的图线、气体状态变化图线、电力线、磁感线、电路图、受力图等,是用来描述量与量之间关系或变化规律的,是最简单的物理语言。学会识图、读图、画图是一种基本功,决不能忽视。通过对图形的理解,可以提高空间想象力,增强物理综合能力。
二、在物理知识的教学中渗透方法教育
科学方法教育既需要潜移默化的熏陶,也需要有目的的训练。脱离物理知识对中学生大讲科学方法,则犹如建设空中楼阁;埋头讲物理知识而不注意方法教育,则犹如给学生一堆砖瓦。因此,科学方法教育应渗透在物理知识教学之中,只有根植于物理知识沃土之中的科学方法教育,才会结出丰硕的智慧之果。在物理知识的教学中,处处蕴涵着科学方法。物理概念、物理规律的建立常常运用观察和实验、比较和分类、分析和综合、数学和推理、理想化等科学方法。如在概念教学中,将电势能和重力势能类比,学生很容易接受;在洛仑兹力教学中,由安培力演绎出洛仑兹力。在牛顿第二定律、玻-玛定律、楞次定律等规律的教学中,常采用观察和实验、数学推理的方法来研究。
三、从物理学史入手,体会科学方法
物理教学改革的目的之一,是把科研人员应具有的素质和能力早一些对学生进行培养和训练,使教和学的思路去尽量接近科学家认识的思路。这就要求我们将物理教学和物理学史结合,当然教学过程不同于科学研究过程,但在必要时,结合重要的物理史料用模拟科学认识过程的方法进行物理教学,这也是物理教学实质性改革的途径和方向,是实现上述教学目的,培养创造型人才的一个有效途径。模拟科学认识过程的方法,就是让学生遵循前人科学发现和发明的思路来学习,学会科学研究的方法。这就要求我们将物理学史溶于物理教学之中,将科学方法教育溶于物理学史教学之中。具体地讲就是善于把学生推到若干年前,让他们从当时的科学背景出发去重温科学家们在什么问题上、什么环节中、什么情况下、用什么方法和思路作出了科学发明和发现,从而把这些关键的步骤联系起来。
四、加强物理实验,体验科学方法
观察与实验是物理学研究的基本方法,物理学的所有规律都是通过实验建立起来的,也是学生学好物理知识的基本方法。在教学中,应培养学生六个方面的实验技能:一是掌握基本仪器的构造、原理和使用,能正确使用仪器进行观察、测量和读数;二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法;三是会正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确的结论;四是了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析;五是会写一般的实验报告;六是养成良好的实验习惯,包括爱护仪器、遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。
五、巧妙设计习题,训练科学方法
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。实践也表明:教师生动精辟的讲述,学生对于知识只能达到理解的水平,要达到运用的水平,就非要经过学生本人参与分折解决新问题的实践不可。因此,教师要创设情景,强化习题教学和训练,引导学生运用科学方法解决具体的物理问题,使学生实现知识向能力的转化。
在习题教学中进行科学方法教育,主要是进行思维方法的训练,提高思维能力和分析解决问题的能力。因此,教师要站在科学方法论的高度,认真研究题型、分析归类、精选典型例题和习题,对学生进行逻辑思维与非逻辑思维、集中思维与发散思维、正向思维与逆向思维、局部思维与整体思维、类比思维与联想思维等专项训练。在教学中有些习题明显要运用科学方法来求解,教师要点明这种科学方法,让学生学会这种方法的应用。
如习题:一半径为R的光滑竖直圆轨道固定在水平地面上,并与水平地面相切,小球从轨道上距离桌面h(h《R)高处由静止释放,求小球经过多长时间到达轨道的底端。这个题要和单摆相类比,用单摆知识来求解时间。在教学中要点明此题用类比方法,让学生在解题中体会到方法的重要性。又如习题:斜面A放在水平地面上,物块B放在斜面上,有一水平力F作用在B上时,A、B保持静止。A受到水平地面的静摩擦力为f1,B受到A的静摩擦力为f2,现使F逐渐增大,但仍使A、B处于静止状态,问f1、f2大小怎样变化?此题讨论f1的大小变化时要用到整体思维的方法,讨论f2的大小变化时要用到局部思维的方法。
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。