高中物理科学研究方法教育的现状与思考[文档资料]

高中物理科学研究方法教育的现状与思考 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 “ 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 ” 是普通高中物理课程标准中提出的物理课程总目标之一 .此目标旨在学生通过物理学习，掌握物理科学研究方法，认识物理科学研究方法在物理学发展中的作用 .由此可见，物理教学不再是以 “ 传授物理知识为核心 ” ，而是更加关注物理教学过程中学生科学素养的培育、思维方式的转变以及解决问题能力和创 新能力的提升 .所以，以知识为基础，以方法为纽带，以能力为目标，是物理课堂教学的出发点和落脚点 . 阎金铎教授认为物理科学方法可分为三个层次：第一层次叫具体方法；比如观察的方法，实验仪器的使用方法或某个实验的具体操作方法等；第二层次叫逻辑方法；在具体方法的基础上，运用逻辑方法进行思考，通过分析、综合、抽象、概括等过程，最后上升到思维的三个形式，即概念、判断和推理；第三个层次是研究方法；如理想化方法、等效法、假设法、类比法、数学方法等 .物理科学研究方法泛指非具体和非逻辑的第三个层次的物理科学方法，它是 指在物理学发展过程中形成和积累的学习和研究物理问题的符合科学一般原则的各种实践途径以及具体手段 . 1 高中物理科学研究方法教育的现状 物理科学研究方法以隐性的方式存在于高中物理内容中 .这样，从物理教材中物理科学研究方法的呈现形式来看，就不可避免的导致高中物理教师把 “ 方法 ” 教育放在物理教学的次要位置，具体表现在以下三个方面 . 1.1 无 “ 法 ” 意识 物理科学研究方法是物理科学实践的产物，是发现物理知识的重要 “ 技术 ” 手段，是解决物理问题的一把钥匙 .所以，应该把物理科学研究方法教 育放在与物理知识教学的等同位置 .但就当前的物理教学来看，无物理科学研究方法教育意识的现象普遍存在 . 比值定义法是物理学中定义物理量的一种科学研究方法 .在初中物理内容中没有用比值定义物理量的科学方法，比如，密度定义为单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度，而没有用物质的质量与体积的比值叫做这种物质密度的比值定义法定义密度 .其实，比值定义法是一种物理科学研究方法，其所定义的物理量由其特殊规律，比如用比值定义法所定义的物理量与所比的两个物理量无关，其定义式是量度式而不是决定式 .而在高中物理教材 (人教 版 )中第一次用比值定义法定义的物理量是速度，由于物理教师对比值定义的物理科学方法不甚熟悉或不够重视，所以在用比值定义法定义速度时，对比值定义的物理科学方法的内容和特点避而不谈 . 1.2 一提而过 物理知识是物理科学研究方法的载体 .同时，物理科学研究方法又具有实践性、科学性，是科学实践智慧的结晶 .挖掘高中物理内容中物理科学研究方法教育素材，融物理科学思想方法教育于物理教学之中，以此培养学生的物理科学研究能力和实践创新能力 .因此，在物理教学过程中加强物理科学研究方法教育不容忽视 . 高 中物理内容中的物理科学研究方法有：理想化的方法，如质点、单摆模型；比值定义法，如速度、电场强度、磁感应强度定义；等效法，如力的合成与分解、运动的合成与分解；类比法，如电场与重力场；控制变量法，如探究加速度与力、质量的关系，等等 .但在物理课堂教学中对这些物理科学研究方法往往出现一提而过的现象，而对物理科研究学方法概念的内涵、外延、特点以及应用等很少涉及 .比如，质点模型是理想化科学方法应用的产物，但在质点概念的教学中，教师常只说明质点是一种理想化的物理模型，而对什么是理想化的物理科学研究方法？为什么要把实际物体 理想化？在什么条件下把实际物体理想化？等理想化方法的内涵、外延以及实质和特点置之教外 . 1.3 有 “ 法 ” 不依 物理科学研究方法潜伏于物理知识之中，挖掘物理教学内容中的物理科学研究方法教育素材，放大物理科学研究方法的教育价值，提高物理科学研究方法的教学地位，加强物理科学研究方法的学习考查，做到有 “ 法 ” 必学、学“ 法 ” 必用、用 “ 法 ” 必考，从而引起对物理科学研究方法教育的重视，为实现学生知识向能力的转化提供方法的支持 . 物理科学研究方法是物理知识向物理能力转化的纽带和桥梁，学生学习物理知 识的同时更要掌握物理科学研究方法， 想品质 .可以通过实验思想方法的比较选择来养成基于严谨方法对某事物进行判断的认知品质等 .当然我们也可以说得更细致一点，譬如在物理问题的解决过程中，我们可以通过查找某类问题的 “ 锲子 ” ，以帮学生不断生成更高水平的的解题策略 . 根据笔者的经验，认知策略的最佳教学时机，在于物理知识的学习或物理问题的解决之后，两者之间衔接要紧凑，一般应先让学生自主反思，然后教师进行点拨 .长此以往，则可收到培养学生物理学习品质的功效 . 最后需要强调的是，创设问题情境、实 施探究教学与追求认知策略不应当是分开的，而应当是一体的 .在具体的实施过程中，情境的创设就是为了探究的顺利进行，而在探究过程中学生除了习得物理知识与物理思想之外，对探究过程的体验与反思，本身就是认知策略不断生成的过程 .在这一整体过程中，教师的作用除了判断学生的知识达成度之外，还可以通过问题解决的方式去判断学生的认知策略是否形成 .总的来说，有了这三个基本理念的支撑，高中物理教学就可以进入一个良好的状态，从而实现教学相长 . 从而提升学生的探索、发现和创新能力 .在物理知识的教学过程中，要把物理知识方法化、 科学研究方法显性化，做到知 “ 法 ” 、学 “ 法 ” 、用 “ 法 ”. 在学生掌握物理科学研究方法的前提下，加强物理科学研究方法的应用训练和考查 .当前的物理教学现状表明，物理知识的巩固训练多是致力于物理概念和物理规律以及物理实验，而对物理科学研究方法的应用训练是练的少、考的少，表现出有 “ 法 ” 不依的教学现状，由此说明当前的物理教学对物理科学研究方法教育的乏力 . 2 高中物理科学研究方法教育的思考 2.1 增强高中物理科学研究方法教育意识 意识是客观存在在人脑中的反映，物理科学研究方法教育意识是物理科学 研究方法在人脑中的客观映像 .物理科学研究方法对物理学的发展具有深远的影响，物理科学研究方法教育对学生知识向能力的转化和学生创新能力的培养具有深远的重大意义 .物理教师要在提高对物理科学研究方法教育认识的基础上，增强物理科学研究方法教育意识 .要在领会理解物理科学研究方法概念的同时，具有抓住物理科学研究方法本质的意识，挖掘物理科学研究方法教育素材的意识，以及物理科学研究方法的应用意识和评价意识 . 2.2 构建高中物理科学研究方法教育体系 表 1 高中物理科学研究方法教育体系 高中物理科学研 究方 法教育内容 (方法、举例 )高中物理科学研 究方法教育目标 高中物理科学研 究方法应用训练高中物理科学研究 方法教育评价 实验归纳法光的反射定律 领悟实验归纳方法，经历实验归纳物理规律的过程，学会独立操作 . 实验设计规范操作 数据处理归纳规律 等效替代法力的合成 与分解 认识等效法的意义，理解等效的本质，会用等效法探究和解决物理问题 . 等效思想等效方法 等效规律数学处 理 理想化方法质点 认识理想和现实的差异及理想化方法的物理意义，掌握理想化的条件 . 理想模型的认识 客体理想化条件 理想模型的应用 控制变量法探究加速度与 力、质量的关系 知道控制变量法，会控制变量探究问题，会在控制变量的基础上归纳物理规律 . 控制变量的认识 变量控制的方法 变量控制的条件 控制结果的处理 控制结果的归纳 比值定义法电场强度知道比值定义的基本方法，理解比 值定义法的本质 . 定义内容的理解 定义式的理解 定义式的应用 乘积定义法功认识乘积定义法，理解乘积定义法的意义、本质和特征 . 定义内容的理解 定义式的理解 定义式的应用 极限法瞬时速度认识极限法，理解极限法的物理意义，会应用极限法解决物理问题 . 时空极限和极限条件下物理量的变化，极限条件下物理规律的运用及物理问题的分析 . 类比法电场认识类比法的思想，认识类比法的本质，会应用类比法研究问题 . 类比法的 概念 类比法解题 假说法普朗克量子假设 了解假说法的思想以及假说法在物理学发展中的作用，会应用假说法研究问题 . 假设法的概念 假设法解题 外推法自由落体运动 规律研究 认识外推思想方法及外推法在物理学发展中的作用，会应用外推法研究物理问题 . 极限外推法解题端值外推法解题 放大法扭秤法测 引力常量 认识放大法，理解放大法的物理原理，会应用放大法研究物理问题 . 微小量放大设计，放大法 在物理实验中的应用 数学方法振动图象 与波动图象数学模型的建立，数学知识的应用，数学方法的运用 .代数、平几、解几、三角、数列知识的应用 . 评价内容： 高中物理科学研究方法应用训练内容 . 评价题型：选择题； 填空题； 设计题； 操作题 ； 论述题 . 评价形式： 纸笔评价； 操作评价； 纸笔操作评价 . 评价标准：高中物理科学 研究方法教育目标 评价呈现： (1)等级形式 (2)赋分形式 法国数学家笛卡儿说过： “ 最有价值的知识，是关于方