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中学生从物理课学到的一些研究方法
康维国(甘肃省定西市安定区东古学校 743011)
摘要中学毕业生不但应有升学、就业所必需的基础知识和技能,还应该有探索未知事物的能力,不能什么都靠别人教。这就要求中学教学注意使学生掌握一些探索客观世界的方法。自然科学各门学科的教学,应该把科学知识的传授和自然科学一般研究方法的训练很好结合起来。
关键词研究方法
中学物理教学重视使学生了解、掌握一些自然科学研究方法,不只对学生毕业后的学习和创造性的工作有益,而且对学好中学知识也有好处。因为学生的学习方法,实际就是在教师指导下探索、研究客观事物的方法。方法对,就学得好而快,方法不对,就要走弯路。
在中学物理教学中涉及到的自然科学的一般研究方法,主要有观察、实验、抽象、理想化、比较、类比、假说、模型、数学方法等等。本文仅就其中一些从教学、教材角度谈些零星想法。
一、观察
“观察”通常是指人们考察处于自然状态下的事物,即在人们不对客观事物施加影响的情况下,对事物进行研究,在物理学的发展中,观察方法是很重要的,牛顿力学是从观察天体运动中总结出来的。观察宇宙射线仍是研究高能粒子的重要方法。
学生的观察兴趣,最初是出于好奇,特别是年龄小的孩子,遇到新鲜东西、新奇现象舍不得走,要看个究竟,这种出于好奇的观察兴趣是不稳定的,只满足于表面了解。物理课应该把出于好奇的观察提高到有目的的观察。所谓有目的的观察,不只是有明确具体的观察对象和要求,更重要的是引导学生懂得观察是人类研究客观世界规律的和种基本方法,而在观察中注意分析、比较,寻找各有关因素之间的联系。
应该注意使学生养成良好的观察素养。这首先是要求观察的客观性,对于观察中感知的各种资料,实事求是地对待。其次,观察要抓住主要的东西,抓住跟观察目的有关的方面,要有步骤、有次序、尽可能细致。科学的观察都要有详细的记录。物理教学中作为作业布置给学生的观察,最好也要求记录,培养记录的录要求真实、简明、具体,字数不要多,几十个字、一百多字或者列个表格填上数据就够了。
总之,应该培养学生成为乐于观察、善于观察的有心人,防止形成漫不经心、视而不见的粗率作风。
二、实验
“实验”是人们根据研究的目的,利用仪器、设备,人为地控制或模拟自然现象,排除干扰,突出主要因素,在有利的条件下研究自然规律。
中学物理中的实验,根据不同的分类标准可分为演示实验和学生实验,定性实验和定量实验,探索性实验和验证性实验。中学能做的探索性实验,涉及的参数都不多,实验时一般是依次改变其中之一来考查它的影响,最后概括出反映各参数关系的规律。演示时学生了解这样的考查步骤,在观察中他们的思维便会处于更积极的状态,同时也懂得这种用实验来研究问题的方法。
物理学史上不少著名的实验,如库仑扭称实验、卢瑟福-粒子散射实验、查德威克发现中子的实验等,限于设备,目前一般中学不能演示,但在课本里还是写上了。课本这样做,除了考虑到它们是重要规律,理论基础,并且有助于发展思维,还考虑到可以使学生从这些具体实例中领会物理实验的一般方法。例如,每个实验都包括提出实验任务,确定实验方法并研究如何实现,对得到的实验资料进行逻辑加工得出结论等阶段;实验的每个阶段都跟理论紧密交织着,都要用已有的理论来指导;科学仪器能帮助人们克服感觉器官的局限,使感性