新人教版高中物理教材的科学方法教育—以2019年人教版高中物理必修三为例

新人教版高中物理教材的科学方法教育—以 2019年人教版高中物理必修三为例

张宪磊 1， 2 郑明坤 1

1.聊城大学 物理科学与信息工程学院 山东 聊城 252000； 2.阳谷县第三中学，山东 聊城 252300

摘要：在高中物理课程的学习中做好科学方法教育，使学生掌握一些基本的物理科学方法，有利于发展学生的科学思维，培养科学态度与责任，发展学生的核心素养。新课标中指出，要加强引导学生结合物理学史的相关内容，认识科学方法的在物理学发展中的作用，培养和发展学生核心素养。新人教版高中物理教材特别重视科学方法的教育，将其从“隐性教育”转化为“显性教育”。本文以新人教版高中物理必修三为例，找出教材中显化处理的物理科学方法，并提出了相应的科学方法教学策略，在物理教学中对学生开展科学方法教育。

关键词：科学方法；物理教材；显性教育

物理科学方法教育在物理教育当中占有重要的地位。物理科学方法是指描述和研究物理现象、设计和实施物理实验、建议和定义物理概念、总结和检验物理规律，应用物理规律解决实际问题时所采用的各种手段和操作^[1]。中国古代教育就告诉我们：“授人以鱼不如授人以渔”。在教学中，教师不仅要传授知识给学生，更重要的是把方法教给学生，让学生通过掌握科学方法灵活运用各种知识，发展学生的各种能力。当下，科技发展迅速，要想迅速地融入社会生活，必须要有获取新知识，掌握新技术，解决新问题的能力。赞可夫说过“无论学校课程的准备水平如何，毕业生都将不可避免地面临他们不熟悉的科学领域的新发现和新技术，然后他们将不得不理解这些事情，并以一种自主和快速的方式掌握它们”。所以在物理教学中，对学生进行科学方法教育是必不可少的，具有重大的意义。观察、实验、假说、验证等物理学科的基本研究方法，不仅适用于自然科学的研究，也适用于其他科学技术领域和各种工作领域^[2]。物理科学思维方法，分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎等，更是普遍应用于人类思想的各种活动。由此可见，科学方法贯穿于人的一生，在学校期间对学生进行科学方法教育远比只是灌输科学知识更有意义和价值。

对新人教版中使用的科学方法进行统计发现，具体的科学方法在课本中明确标注出来的地方共有12处，统计结果详见表1和表2 。

表1 科学方法的类型

表2 科学方法的分布

由统计结果可以看出，科学方法在必修3中出现的次数最多，主要出现在必修三中的以下几个章节。“电荷”一节中，对于金属的微观结构模型介绍的时候，采用的是构建物理模型的方法，在旁注上也说明了，点电荷类似于力学中的质点，也是一种物理模型；“库仑定律”中提到了类比法，类比在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用，有利于引起了人们的联想，产生新的思想或认识。但是这里的类比并不是严格的推理，不一定正确，由类比而提出的猜想是否正确需要实践的检验；“电场强度”一节用到了比值定义法，在电场强度表达式旁边注明，电场强度也是通过物理量的比值定义的新物理量。并且后面有一个科学方法栏目，专门对比值定义法进行介绍；，在“电势差”一节中介绍等势面时候，课本上标注了，讨论等势面与电场线的关系时用到了反证法，反证法是科学研究中重要的逻辑方法；“电路中的能量转化”中，对电功率的表达式注明了，电功率也是用物理量之比定义的物理量。以上是必修3中明确在课本中标注或者单独呈现的物理科学方法。当然，教材中运用的科学物理方法远不止这些，本文知识重点分析了显性化处理的科学方法。在物理教学中，教师要充分挖掘没有显性化使用的科学方法，做好科学方法的教育。

物理科学方法教育一定是与物理知识的传授相融合。在教学中，可以采用“知法结合”的教育模式。知法结合指的是在物理教学过程中，找出教材中所要教授的物理知识以及知识中蕴含的科学方法，加以梳理。将知识的发展过程及其所运用的科学方法整理出线索，使“知识线”和“方法线”在教学过程中相互结合，相辅相成的一种教育模式。根据这一模式，在教学过程中应该做到以下三点：

1.制定科学方法教学目标，进行相应的教学设计

在开展物理科学方法教育前，教师要做好准备工作。分析教材中所涉及的科学方法，不论是物理概念的建立还是物理规律的习得的过程，这些过程必定是由一些知识点按照一定的顺序组成，每一个知识点之间都有一个过渡阶段，在这个阶段必然蕴含着某一科学方法。教师的任务就是将其找出来，与知识点相结合，进而制定教学目标，按照科学方法与知识点结合的先后顺序，进行教学设计。

2.在物理教学的过程中开展科学方法教育

基于“知法结合”的教学模式，教师在进行物理科学方法教育时把握好一个“度”，在授课过程中把科学方法自然而然地教给学生。不要只注重科学方法，而忽略科学思维；切忌过程短平快，方法简单欠妥。比如在物理概念课或者规律课授课时，学生在学习时要思考，一个物理概念、规律是怎样得出的，科学家运用了什么方法得出的，学生在学习以后再反过来思考，这种方法在哪里还学过，进一步地思考。

3.做好科学方法教育的评价

学生接受科学方法教育以后效果如何？教师怎样才能获得教育后的反馈？这就要对学生进行科学方法教育的检测评价。评价主要从以下几个方面进行：物理科学方法教育对提高教学质量和学生能力效果评价；物理科学方法教育对学生掌握物理科学方法的效果评价；物理科学方法教育对培养学生情感因素效果的评价。

今后的教学中，要不断地进行教育实践和研究，探寻物理科学方法教育普及方法和途径，使其发挥出最大的作用。

参考文献：

[1]张宪魁.物理科学方法教育的研究与反思[J].物理教师，2011，35（5）：4-6.

[2]徐志长.高中物理科学方法教育的研究[J].课程·教材·教法,2002,(2):32-35.

作者简介：张宪磊（1986），男，河南濮阳人，阳谷县第三中学教师、中小学二级教师、聊城大学学科教学（物理）硕士研究生，主要从事高中物理学科教学研究；