中學(xué)物理教學(xué)重視使學(xué)生了解、掌握一些自然科學(xué)研究方法,不只對學(xué)生畢業(yè)后的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性的工作有益,而且對學(xué)好中學(xué)知識也有好處。因為學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,實際就是在教師指導(dǎo)下探索、研究客觀事物的方法。方法對,就學(xué)得好而快,方法不對,就要走彎路。
在中學(xué)物理教學(xué)中涉及到的自然科學(xué)的一般研究方法,主要有觀察、實驗、抽象、理想化、比較、類比、假說、模型、數(shù)學(xué)方法等等。本文僅就其中一些從教學(xué)、教材角度談些零星想法。
一、觀察
“觀察”通常是指人們考察處于自然狀態(tài)下的事物,即在人們不對客觀事物施加影響的情況下,對事物進行研究,在物理學(xué)的發(fā)展中,觀察方法是很重要的,牛頓力學(xué)是從觀察天體運動中總結(jié)出來的。觀察宇宙射線仍是研究高能粒子的重要方法。
在學(xué)習(xí)物理之前,學(xué)生在生活和學(xué)習(xí)中已經(jīng)有了觀察的經(jīng)驗和訓(xùn)練,物理課應(yīng)該使他們掌握得更好一些。
應(yīng)該重視培養(yǎng)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象的興趣。很多孩子是懷著深切的期望開始學(xué)物理的,他們從日常觀察中積累了許多問題,期待在物理課中找到答案。能及時給學(xué)生滿意的解答,會有利于保持和發(fā)展學(xué)生的觀察興趣。但多數(shù)情況是限于知識準(zhǔn)備不足,不能及時解答。這時當(dāng)然可以說要在學(xué)過什么知識以后才能解釋?墒,這樣的話,一個學(xué)生連聽幾次,觀察興趣就會降低。如果改變一些方法,鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)從哪些方面深入觀察,作好紀(jì)錄,同時說明所觀察的事物跟哪部分知識有關(guān),現(xiàn)在的觀察對將來的學(xué)習(xí)有什么好處,效果可能好些,更可取的辦法是教師爭取主動,給全班或個別喜歡觀察的學(xué)生布置觀察作業(yè),觀察跟講到的知識有關(guān)的物理現(xiàn)象、技術(shù)設(shè)備以及人們的某些活動等等。課本在某些課題后面編了一些觀察性的題目,教學(xué)時可以根據(jù)情況提前布置給學(xué)生。
學(xué)生的觀察興趣,最初是出于好奇,特別是年齡小的孩子,遇到新鮮東西、新奇現(xiàn)象舍不得走,要看個究竟,這種出于好奇的觀察興趣是不穩(wěn)定的,只滿足于表面了解。物理課應(yīng)該把出于好奇的觀察提高到有目的的觀察。所謂有目的的觀察,不只是有明確具體的觀察對象和要求,更重要的是引導(dǎo)學(xué)生懂得觀察是人類研究客觀世界規(guī)律的和種基本方法,而在觀察中注意分析、比較,尋找各有關(guān)因素之間的聯(lián)系。
應(yīng)該注意使學(xué)生養(yǎng)成良好的觀察素養(yǎng)。這首先是要求觀察的客觀性,對于觀察中感知的各種資料,實事求是地對待。其次,觀察要抓住主要的東西,抓住跟觀察目的有關(guān)的方面,要有步驟、有次序、盡可能細致。科學(xué)的觀察都要有詳細的記錄。物理教學(xué)中作為作業(yè)布置給學(xué)生的觀察,最好也要求記錄,培養(yǎng)記錄的習(xí)慣和能力。記錄要求真實、簡明、具體,字數(shù)不要多,幾十個字、一百多字或者列個表格填上數(shù)據(jù)就夠了。
總之,應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生成為樂于觀察、善于觀察的有心人,防止形成漫不經(jīng)心、視而不見的粗率作風(fēng)。
“觀察”有它的局限性:不能排除干擾因素;不能隨意重復(fù),而要等待現(xiàn)象的自然再現(xiàn);不能由人控制現(xiàn)象發(fā)生的條件,而要深入研究卻往往需要作實驗。“實驗”則沒有這些缺點。但是實驗不能完全取代觀察(很多現(xiàn)象,如天文現(xiàn)象,人們還只能等待他自然發(fā)生),而且在觀察中得到訓(xùn)練是做好實驗不可缺少的。
二、實驗
“實驗”是人們根據(jù)研究的目的,利用儀器、設(shè)備,人為地控制或模擬自然現(xiàn)象,排除干擾,突出主要因素,在有利的條件下研究自然規(guī)律!皩嶒灐痹谖锢韺W(xué)的發(fā)展和物理教學(xué)中的基礎(chǔ)作用,無需贅述。
中學(xué)物理中的實驗,根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可分為演示實驗和學(xué)生實驗,定性實驗和定量實驗,探索性實驗和驗證性實驗。
目前我國中學(xué)物理教學(xué)中,數(shù)量最多的是由教師演示的探索性實驗。從培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗方法的角度來看,教師的演示起著示范作用。時刻意識到這一點,在安裝調(diào)整儀器設(shè)備,進行實驗操作,觀測、記錄、處理數(shù)據(jù),分析、概括得出結(jié)論,即在整個演示過程的每一步,都嚴(yán)肅認真,一絲不茍,必然會產(chǎn)生深刻的教育作用。
中學(xué)能做的探索性實驗,涉及的參數(shù)都不多,實驗時一般是依次改變其中之一來考查它的影響,最后概括出反映各參數(shù)關(guān)系的規(guī)律。演示時學(xué)生了解這樣的考查步驟,在觀察中他們的思維便會處于更積極的狀態(tài),同時也懂得這種用實驗來研究問題的方法。
物理學(xué)史上不少著名的實驗,如庫侖扭稱實驗、盧瑟福-粒子散射實驗、查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實驗等,限于設(shè)備,目前一般中學(xué)不能演示,但在課本里還是寫上了。課本這樣做,除了考慮到它們是重要規(guī)律,理論基礎(chǔ),并且有助于發(fā)展思維,還考慮到可以使學(xué)生從這些具體實例中領(lǐng)會物理實驗的一般方法。例如,每個實驗都包括提出實驗任務(wù),確定實驗方法并研究如何實現(xiàn),對得到的實驗資料進行邏輯加工得出結(jié)論等階段;實驗的每個階段都跟理論緊密交織著,都要用已有的理論來指導(dǎo);科學(xué)儀器能幫助人們克服感覺器官的局限,使感性認識更加客觀、精細、準(zhǔn)確,因而科學(xué)儀器的設(shè)計,使用對實驗的成功起重要(有時甚至是決定性的)作用。首頁上一頁123下一頁末頁共3頁
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