科学方法在高中物理沪科版教材中体现与实施研究1 1.docx
- 文档编号:24094172
- 上传时间:2023-05-24
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:51.28KB
科学方法在高中物理沪科版教材中体现与实施研究1 1.docx
《科学方法在高中物理沪科版教材中体现与实施研究1 1.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《科学方法在高中物理沪科版教材中体现与实施研究1 1.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
科学方法在高中物理沪科版教材中体现与实施研究11
科学方法在高中物理教材中体现与实施研究
单位:
开封市第二十五中学
负责人:
王永胜
课题组成员:
岳晨晖陶金生徐敏娜宋素珍
科学方法在高中物理教材中体现与实施研究
王永胜开封市第二十五中学
众所周知,当今科学的发展趋势,一方面学科划分越来越细,分支越来越多,日益趋向专业化;而另一方面,各学科之间相互渗透、相互依存,综合化趋势越来越明显。
这两方面的发展趋势,不可分割地联系在一起,这对人才提出了更高的要求,同时也对教育提出了新的思考。
正是在这样的背景下,国家实施了新一轮的课程改革,对教学提出了三维目标评价,一改以往的只重知识而忽略过程与方法,情感态度与价值观的一维评价模式。
它需要我们重新考虑学生的知识结构和能力结构,既要求他们具有坚实的基础理论知识,更要求他们具备拓宽知识层面和综合运用知识的能力,并在学习中逐步形成正确的价值观和世界观。
这些要求,虽然我们可以通过多种渠道来试图达到。
但是,对中学生而言加强科学方法教育是重要的途径之一。
一、科学方法教育在物理教学中的意义
1、科学方法教育比单纯的物理知识教学更具有前瞻性
人类创造知识的全部,不仅是各门学科的理论和知识体系,还应包括相应的科学方法。
正如法国科学家笛卡尔所说:
“最有价值的知识,是关于方法的知识。
”对教育而言,学生在校所能学到的知识很有限,而科学技术的迅速发展,要求社会成员具有较强的独立获取新知识、掌握新技术、解决新问题的创新能力。
要迅速地弄懂这些新知识、新发现,掌握这些新技术,如果没有一套行之有效的科学方法是很难达到的。
所以在物理教学中不仅要教给学生基本的科学文化知识,更重要的是要教给学生具有普遍价值的科学方法。
学生在物理教学中受到的科学研究方法和科学思维方法的教育和培养将终身受益。
所以,教给学生发现问题、分析问题和解决问题的科学方法,应是学校教育给予学生的最具生命力的教育成果,也是学生离开学校后学习和工作的有力工具。
因此,掌握科学方法比掌握具体的科学知识更具有长远的意义,是更具有前瞻性的教育。
2、科学方法教育能使物理教学达到更高的境界
现行教材是按知识体系编排的,科学方法大多蕴涵在知识的发展过程中,需要教师挖掘教材中隐含的科学方法教育因素。
在教学中有意识地以科学方法为线索组织教材和教学过程。
对一些重点知识,模拟科学家的研究过程,切实运用必要的科学方法,让学生在科学方法的导引下主动地去获取知识。
使学生对知识的获得过程有切身的体验,从而对知识本身有扎实的理解,同时又受到科学方法的训练和培养。
这就使学生不仅掌握了知识,还明白了这一知识是用了那些科学方法来获得的,即能在科学方法层面上理解和体验学习过程。
这样,学生经过学习逐步地掌握了科学方法,进而形成自己的科学的学习方法,就会有效地提高学习效率。
当学生掌握了方法取得了独立获取知识的本领时,就得到了开启物理知识宝库的“金钥匙”。
这种教法与学法的结合,才能体现叶圣陶先生所倡导的“教是为了不教”的原则,物理教学质量必然会达到更高的境界。
3、科学方法教育使知识教学和能力培养的结合具有可操作性
能力是人顺利完成某种活动所需的那些个性心理特征。
科学知识和科学方法是形成能力的基础。
知识教学有章可循,而能力培养似乎缺少抓手。
科学方法则是联系知识和能力的桥梁。
一般地说,如果一个人掌握了完成某种任务的方法,就意味着他实际上已经具备了完成这种任务的能力。
可以说方法是能力的核心,是对能力起决定作用的因素。
所以,在课堂教学中,要抓住科学方法这条线索,既能提高知识教学的质量,又能从根本上提高学生的能力。
科学方法是知识教学与能力培养的结合点,使能力培养具有可操作性。
4、科学方法教育有助于学生形成科学的态度、情感和价值观
科学方法是在人类认识自然、改造自然、服务社会的过程中总结出来的智慧结晶,科学方法作为认识客观世界的手段,本身就体现着辩证唯物主义思想。
让学生在神奇的自然现象和奇妙的生活物理面前认识物理科学方法,同时将学生学到的物理科学方法与社会实践及其应用结合起来,让他们体会在生活和生产中的实际应用,这不仅可增加学生的乐趣,而且还将培养学生良好的思维习惯和科学探究能力。
科学方法教育与科学史结合,例如,对落体规律的认识过程等的教学和有关科学家事迹的介绍,可以告诉学生科学工作需要有实事求是、严格要求的科学态度和独立思考、追求真理的创新精神。
所有这些,对学生形成科学的态度、情感和价值观有着深远的影响
二、科学方法在高中物理沪科版教材中体现与分析方法
1、什么是物理科学方法
物理科学方法是指人们在学习或研究物理问题的过程中为发现问题、提出假说、搜集事实、作出解释论证等所遵循的途径和使用的手段,实际上是思维的方法和程序。
物理学主要有哪些科学方法呢?
阎金铎教授指出,物理教学中的科学方法可以分为三个层次。
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;在上述具体方法基础上,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。
第三个层次是分析解决问题的科学方法;如理想化方法、等效法、模型法、假设法、类比法、数学方法等。
当然还有一些非常规的方法;如直觉、猜想、灵感等。
这些方法既是研究物理的科学方法,也是我们学习物理的基本方法,将这些方法运用、渗透到物理教学中去,对促进学生掌握知识、发展能力和树立科学的世界观具有潜移默化的作用。
沪科版教材一个很突出的特点就是力求改变传统教材“知识本位”的状况,强调让学生亲身经历科学探究过程,学习并体会物理学的研究方法。
例如编者对自由落体一节的处理颇费心思,大多数教材都是把自由落体运动放在匀变速运动的规律之后作为特例处理,似乎可有可无,使得对自由落体研究的历史地位、蕴含的物理思想和方法不够重视,本教材则按照人们认识和发现物理规律的思路和方法---由特殊到一般,把自由落体一节往前提,并在教材中充分展示伽利略的探究过程及其思想方法,使学生在历史的真实中得到更多的体验和物理方法的熏陶。
这样的处理在教材中多处出现,可见编者对科学方法教育的重视。
但是所有的教材都是以知识为线索展开的很少明确提及具体的科学方法,这就要求我们教师能够分析、挖掘出教材中的科学方法因素,才能在教学中有目的的实施科学方法教育。
如何分析、挖掘教材中的科学方法因素呢?
2、教材的科学方法分析途径
对教材进行科学方法分析是实施物理科学方法教育最重要的准备和设计工作,我们可以从宏观和微观两方面进行分析。
(1)宏观分析
例如我们前面提到的由特殊到一般的分析方法在沪科版教材中各章节几乎都有所体现,因为这符合人们对事物发现和认识的一般规律。
通过通读教材找到各章各节在哪些位置、如何体现这种方法的,它对学生理解和掌握本节或本章的知识有什么作用,对提升学生的能力有什么帮助等。
体会编者的编写意图,以便我们在教学中实施科学方法教育有一个统筹安排,使这种科学方法在教育教学中具有连续性。
实际上在教材的每一节会有多种科学方法因素,我们进行科学方法教育也是以一节课为单位实施的。
这就需要我们就一节课所包含的科学方法因素进行微观分析。
(2)微观分析
微观分析是进行科学方法教育最重要的一个环节。
首先我们应该明确在物理学知识点的建立、引申、和扩展中,知识点以及知识点与知识点的连接处,一定存在物理科学方法因素。
换就话说我们应在知识点和知识点的连接处寻找科学方法因素。
具体步骤如下:
一、找出该节(或该单元)教材中的知识点(概念、规律、实验、习题等)并用方框把每一个知识点分别框起来。
二、按知识点的内在联系及扩展、引申的线索,用箭头把个知识点连接起来,构成该节的知识结构。
三、分析箭头处所存在的科学方法因素。
电磁感应
①②
⑦
⑤
④⑥
③
⑨⑩
⑧
注:
①逆向思维;②类比;③观察;④和⑤对比观察,求同法与求异法;⑥归纳总结右手定则;⑦类比左手定则总结右手定则;⑧进一步抽象概括或者用因果关系逻辑推理;⑨和⑩设疑提问;
规律应用
三、物理科学方法教育的实施途径
在物理课堂教学中怎样实施科学方法教育?
其突破口在哪里?
这是实施科学方法教育的首要问题。
我们知道科学方法教育离不开知识教学,否则将成无本之木,无源之水。
而知识教学则依赖于教材,所以实施科学方法教育首先必须从教材入手。
而以沪科版教材为代表的各版本新教材对比较重要的知识总要展开其获得过程。
这些过程总贯穿着这样或那样的科学方法。
因此,我们可以根据教材的这一特点,采用“双线并行”教学模式。
“双线并行”教学模式是指在物理教学过程中,以教材中的知识发展过程和伴随知识的发展过程所蕴涵的科学方法为基础,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”在教学过程中同时展开、并行前进的一种教学模式。
教师的任务就是要找出这一相邻知识点之间的科学方法,按照知识点发展的顺序,排列成“知识线”,根据前后知识点之间的各个衔接中的科学方法进行一一排列,理出“方法线”,做到心中有数。
理出了“知识线”和“方法线”后,教师就可以根据“知识线”和“方法线”进行教学设计了。
案例:
自由落体
教学背景分析:
教学目标:
落体运动是学生比较熟悉的日常生活现象‚历史上亚里士多德和伽利略关于落体运动的研究,学生也略有了解。
从科学方法教育的角度来看,学生对伽利略的研究过程却不十分清楚,而伽利略的研究过程和方法有着丰富内涵。
处理好本节课对培养学生的物理思维和方法有着举足轻重的作用。
【知识与技能】1、认识伽利略对落体运动的研究思路,理解任何猜想和假说都需要试验验证的重要性;2、认识自由落体运动的规律,理解重力加速度。
【过程与方法】1、体会伽利略对落体运动的研究过程,感受探究规律的几个过程和科学方法的重要性;2、经历测定重力加速度的实验过程,体验微元法的特点和技巧。
【情感态度和价值观】1、使学生对近代实验科学产生的背景感兴趣并认识到实验对物理学发展的作用;2、对用图像描述和研究物理问题感兴趣,体会数学在研究物理中的重要性
3、比较伽利略和亚里士多德等人对落体问题的研究过程,了解和认识科学研究方法的形成及重要意义。
教学程序设计方法抓住知识发展的逻辑脉络线索,用物理科学方法作为知识发展的推动力量,在知识教学的过程中,贯穿科学方法教育
教学设计
一、历史上人们对落体问题的研究1、伽利略之前,以亚里士多德为代表研究。
研究方法:
观察、实验、结论(假说)2、伽利略对落体问题的研究。
研究方法:
观察实验---提出假说---实验验证---修正假说---实验验证---形成理论悖论法推理:
重的物体与轻的物体绑在一起分析法运用,进而分析影响落体下落的各种因素,猜想无空气阻力轻重物体下落快慢是一样的,并进行试验验证3、比较亚里斯多德的研究和伽利略的研究,突出科学的研究方法在科学理论形成过程中的作用,通过物理学史中典型范例的介绍,让学生了解科学的研究方法的形成过程。
二、伽利略对落体运动的进一步研究:
伽利略对倾斜面上小车运动的研究研究方法:
猜想法---数学推理法---观察实验法---合理外推。
实验结论:
斜面上小车的运动速度随时间均匀增加,推得落体的速度随时间均匀增加。
明确科学探究的几个过程如图
提出问题
落体运动的性质是什么
猜想
速度与时间成正比
数学推理
位移与时间的平方成正比
实验验证
斜面实验
合理外推
由验证角度较小时成立外推到九十度变为自由落体
得出结论
自由落体的速度均匀增加
三、自由落体运动的进一步研究---超越伽利略:
闪光照片的研究(或学生分组用重锤做探索性实验)研究方法:
实验分析法:
总结出自由落体运动为匀变速直线运动求自由落体运动的加速度
四、自由落体运动的规律:
1、自由落体运动的定义——由静止释放只在重力作用下的运动。
研究方法:
理想化模型。
2、实验探究:
测定自由落体的加速度。
3、自由落体运动的规律研究方法:
运用演绎法得出自由落体运动数学表达
五、自由落体运动的案例研究方法:
运用归纳、演绎、分析、综合的方法,对自由落体运动实例进行具体分析。
物理课堂教学是实施物理科学方法教学的主渠道,在当今立体式、综合式教育模式飞速发展的时代,其他与物理教学相关的教育活动也是实施物理科学方法教育的可利用的阵地:
例如开放物理实验室,让学生自己进行探索性实验研究;在研究性课程中学生进行物理课题的研究;选修课对学生进行物理科学方法的专题讲座等等。
即只要是有物理活动的地方,都不失时机地提取其中进行方法论教育的因素,把物理科学方法教育贯穿于一切有关物理的教学活动中。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 科学方法在高中物理沪科版教材中体现与实施研究1 科学 方法 高中物理 沪科版 教材 体现 实施 研究