2018结合物理学史开展科学方法教育的途径和原则

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结合物理学史开展科学方法教育的途径和原则
科学哲学、科学史与科学教育有机结合已成为当前世界科学教育的热点问题之一，在物理学教育中树立历史的观点发挥物理学史的教育功能，更是中外物理学家和物理教育工作者一直关注的问题。早在本世纪30年代著名的物理学家郎之万就明确指出：在科学教育学中，加入历史的观点是有百利而无一弊的。自从原美国哈佛的学校长柯南特在50年代初大力倡导把科学史引入教学以来，物理学史无论是在研究领域还是在教育领域都日益引起人们的注意。基于物理学有很强的继承性，回顾历史能得到有利的启示。在物理教学中，结合物理学史开展科学方法教育在理论中得到了广大教师的认同并在实践中得以应用。因此，在现如今的物理学的学习当中，如何结合物理学史开张科学方法教育的途径和原则将成为研究的重点。
　　一、物理学史与科学素质的培养
　　科学方法是科学素质的重要组成部分。这里所说的科学方法主要是指科学的思维方法，它在一定程度上有方法论的意义，大多蕴含在科学探索的过程中。目前中学学科的设置情况看，培养中学生科学素质的任务则主要由物理、化学、生物等理科教学来承担。其中，物理教学的责任最重。显然这就需要我们物理教师在教学过程中潜移默化的培养学生用科学方法解决问题的能力。而结合物理学史开展教育教学活动正是一个很好的切入点。
　　教学中对学生进行基础知识和基本技能教育的同时，还要进行科学方法的教育。因为物理并不仅仅等于物理学知识，它还包括物理学长期发展过程中形成的科学方法。而物理学方法不仅能对学生学习物理知识起到指导作用，而且是从事各项重要工作的重要方法。纵观物理学发展史，凡在物理学中卓有成就的物理学家，大都有独特的研究方法。掌握科学方法要比单纯地掌握科学知识重要得多，这里的科学方法不是指如何解题的解题方法，而是指科学家们在完成他们的研究工作中所运用的程序或法则。物理学家费曼曾说过：科学是一种方法，它教导人们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到什么程度，如何对待疑问和不确定性，证明服从什么法则，如何去考虑事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象。物理学家在取得伟大成就的过程中所运用的精妙绝伦的研究方法和实验构思为我们提供了取之不尽的科学方法教育的素材。结合教学内容介绍物理学史上科学家研究物理学的方法，无疑是实施科学方法教育的一条重要途径。
　　二、结合物理学史开展科学方法教育的途径
　　（一）物理学史在物理概念教学中的应用
　　在物理的教学中，我们常常会遇到这样一些学生，他们能记住一些物理概念、公式、和定律。但是不知如何应用。原因是，他们没有体会到科学的主体并不是他获得知识的多少与深度，重要的在于探索。这就需要教师们在教学中作必要的历史回顾，使学生从知识的更替演变中认识它的条件性、局限性认识到科学理论的真理相对性。了解科学家对真理的不懈探索。
　　例如，当我们讲动量和动能时，由于他们都是描述物体运动效果的物理量，而且，它们对运动度量时，都只用到物体的质量和速度这两个物理量。但是为什么要引入这两个物理量，它们之间究竟有何区别，是高中物理教学中经常为人们忽视的一个教学难点，我们基本上是通过大量练习，让学生学会了解题。但不知道知识的发生过程，所以也就不知道为什么要这样求解。因此，我们要借助物理学史解决这一教学难点。
　　（二）物理学史在习题教学中的应用
　　教师可以运用物理学史创设情景，构建模型，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，才能使学生实现知识向能力的转化。科学方法教育的意义在于训练学生的智力技能，只有通过实际运用和操作，才能深刻理解科学方法，灵活而准确地运用科学方法掌握物理模型。
　　比如：从平抛运动到卫星发射即可以引入牛顿曾研究的一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了一个大炮的设想，假设在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会不再回到地球表面。这就是著名的牛顿大炮的故事，故事中的牛顿实际上也用到了理想实验的研究方法。
　　三、结合物理学史开展科学方法教育的原则
　　（一）史料引入的科学性原则
　　教学时教师所引入的史料要做到实事求是。其实在科学家的探索过程中并不是一帆风顺的，必然走过弯路，甚至多次失败，最终找到解决问题的方法，我们在教学中千万不要为了维护科学家的所谓的高大形象而有意或无意地忽略曲折的过程，把科学家当成了不食人间烟火的神仙，这虽然看上去逻辑清楚，但传给学生的是一种假象，不利于培养学生物理素质中最重要的百折不挠的求知精神以及科学方法的学习与掌握。
　　（二）渗透性原则
　　在中学阶段开展物理方法教育的最大难点是怎样让学生觉得方法可学从而乐学。因此渗透才是最好的教学方式，即在课堂教学中做到知识的传授与方法的介绍相统一。在讲述课本、回顾历史或解决习题等环节中，我们都可以适时地、有机地渗透科学方法，使学生在自然的学习状态下潜移默化地获得方法的教育和熏陶，觉得方法的学习和知识的学习一样合情、合理。但如果另立课堂大讲方法，对中学生来说无疑是枯燥和沉重的，这样不但加重了学生的课时负担还加重了学生学习物理的心理负担，会把方法教育推进死胡同。
　　（三）适宜性原则
　　量体裁衣，因材施教，这是教育的原则。物理学史的选择、方法的渗透均要适度，不宜过多、过难。任何牵强附会的史料挖掘、过于纷繁复杂的方法介绍都是堰苗助长的做法，都是违背客观规律的。为了适应初中生的接受水平，在课堂上，不是原原本本地大讲物理学史，而是选取物理学史里有利于方法教育的素材，由教师发挥主观能动性，将史料根据学情进行合理的重构，艺术地剪裁、拼接和加工，从中挖掘简明而又生动的物理学发现过程和体现在其中的物理学方法，以学生能够接受的方式向他们展示，这样，才能使史料真正地为方法服务。
　　钱三强先生曾指出：物理学是里面有大量人类智慧的结晶，这不但是知识的宝库，而且是智慧的结晶，里面有着很多知识的养分，很值得我们开发利用。物理学史除了具有知识价值之外，还具有很强的教育功能。教学实践证明：教给学生单纯的物理知识，只是一个授之以鱼的过程，而交给学生科学的学习方法和发现、探索、研究问题的能力，才是授之以渔的根本。知识的本身很重要，而获取知识的过程和方式更重要。我们相信，有效的结合物理学史开展物理教学工作定会让我们得到一个更科学化的智慧课堂