潛科學思想在物理教學中的運用

1、.潛科學思想在物理教學中的運用任何一種科學學說的產(chǎn)生，都必然要經(jīng)過一段醞釀、孕育與開展的過程，任何一種科學觀念，在其最初的表現(xiàn)形式上，只能是一些閃光的思想、猜測、直覺與靈感的波動，正是這種新思想的潛流與舊觀念、舊理論的沖突與重組才能產(chǎn)生定向的新思維。所謂潛科學思想就是指科學結(jié)論與原理產(chǎn)生之前所隱含的科學思維與科學方法論的總和。物理學開展史包含著豐富的潛科學思想，在中學物理教學中運用潛科學思想，是改革傳統(tǒng)教育觀念，進展素質(zhì)教育，進步教學質(zhì)量和效率的有效方法。一、在物理教學中運用潛科學思想，有助于學生對科學方法的學習和掌握探究性是潛科學思想的顯著特征。物理學家在探究物理現(xiàn)象和規(guī)律的過程中運用的方法

2、是豐富多彩的，物理學開展史證明了這樣一個事實：科學物理方法的產(chǎn)生和完善，是推動物理學開展的動力。諾貝爾獎金獲得者大都有同感，他們在學習期間主要的不是向?qū)煂W習科學知識，而是學習導師如何工作及怎樣考慮，怎樣對待事物，怎樣處理問題，從中學到有效地考慮、處理問題的思想方法和工作方法在中學物理教學中運用潛科學思想。就是要把課本中的概念、規(guī)律的產(chǎn)生過程，以及物理學家對其探究的種種曲折展現(xiàn)給學生，從而使學生受到科學方法的教育和熏陶。二、在物理教學中適用潛科學思想，有助于培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維才能創(chuàng)造性是潛科學思想的一個最本質(zhì)的特征。安培在人們還根本不理解分子電流構(gòu)造的情況下，提出分子電流假說；法拉第在超距作用

3、觀點占統(tǒng)治地位時，提出電磁作用的傳播需要媒介和時間。物理學中任何一種新概念的建立；新規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，新理論的創(chuàng)造，都包含著新的思維方式和研究手段。這種創(chuàng)造性工作的科學程序為：對舊觀念、舊理論的疑心新假說的提出新假說的證實新假說的形成新理論的建立。在中學物理教學中，根據(jù)教學內(nèi)容浸透這一研究程序，鼓勵學生大膽猜測，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思想是大有幫助的。三、在物理教學中適用潛科學思想，有助于破除學生頭腦中先驗的錯誤概念模糊性是潛科學思想的一個根本特征。任何一種新的科學假說的提出，開場階段總是朦朧不清，很不成熟的。例如，伽里略在研究落體規(guī)律時，否認了亞里士多德“重物落得快的結(jié)論，但他在探究正確結(jié)論時，仍受“

4、重物落得快的影響，首先想證明的是“落體速度與落體和介質(zhì)的密度差成正比，當實驗否認了這個假設后，他才開場轉(zhuǎn)向“在真空中一切物體將等速下落的假說和證明，在物理教學中注意向?qū)W生提醒這些過程，可以防止學生在日常生活中由于自發(fā)“內(nèi)化而形成的錯誤概念對形成正確概念的影響。四、在物理教學中運用潛科學思想，有助于開闊學生的視野，豐富學生的知識背景反常性是潛科學思想的一個重要特征。反常性包括反傳統(tǒng)觀念，反常規(guī)思維，反常規(guī)方法等。例如，17、18世紀人們習慣于孤立地考察各種現(xiàn)象，認為不同現(xiàn)象都是不同性質(zhì)的特殊物質(zhì)引起的：物體內(nèi)存在“彈性體，所以物體有彈性，物體內(nèi)存在“燃素，所以可以燃燒；物體間引力作用是通過“以太

5、；熱傳遞是“熱質(zhì)的轉(zhuǎn)移，等等。上述看法對人們的思想有很大的束縛作用。假如沒有一代又一代科學家們反常的設問、考慮，就不可能有今天正確的結(jié)論。因此，讓學生理解這些，有助于他們從廣闊的背景上來理解問題。在物理教學中運用潛科學思想的途徑和方法，主要有以下四種。一、在創(chuàng)設教學情境時利用潛科學思想教學理論與理論證明，良好的教學情境能激發(fā)學生正確的學習動機和求知的欲望。因此，在物理教學中可利用潛科學思想創(chuàng)設物理教學情境。例如，在講勻變速直線運動定義時，可根據(jù)伽里略的探究過程，從“什么樣的變速運動最簡單這一問題入手，引導學生分析速度怎樣變化才是均勻的有兩種情況。然后介紹伽里略舍棄“速度隨位移均勻變化這一設想的

6、推理過程，和對“速度隨時間均勻變化運動現(xiàn)實性的驗證，從而使學生在和諧的情境中理解勻變速運動定義本質(zhì)。又如，講“自感這課時，可根據(jù)亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象的過程，用如下的方法創(chuàng)設教學情境：在黑板上畫出如下圖兩相鄰的線圈A、B及電路，問學生：閉合電鍵瞬間，B線圈中有無感生電動勢？有為什么？因為A線圈的電流磁場穿過B線圈的磁通量發(fā)生了變化。然后老師擦去B線圈電路，再問學生：閉合電鍵瞬間有無感生電動勢產(chǎn)生？學生先是一愣，再細想，不少學生會答復閉合電鍵瞬間在A線圈建立電流過程中通過A線圈自身的磁通量發(fā)生了變化，應有感生電動勢產(chǎn)生。這時老師指出事實是否確是這樣，要用實驗來檢驗。怎樣設計實驗電路呢？筆者曾就此啟發(fā)學

7、生根據(jù)楞次定律和對“阻礙的理解，先設計出課本中演示實驗電路，分析出應看到的現(xiàn)象，最后加以驗證。二、在形成概念的過程中浸透潛科學思想在物理教學過程中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，學生在學習某些物理概念前，對相關的物理現(xiàn)象已有感覺和印象，但有時是不準確的，不全面的，甚至是錯誤的，這對于學生形成正確的概念是不利的，甚至還會為形成正確概念造成極大困難。因此。在形成概念的過程中可浸透潛科學思想。例如，講“慣性定律這課時，可先讓學生合上書，根據(jù)自己的經(jīng)歷答復物體運動和力有什么關系？大多數(shù)學生的答復與亞里士多德觀點一樣，即“受力運動的物體，當物體停頓力作用便歸于靜止。這時老師指出，僅僅在三百多年前這一結(jié)論才被伽里略發(fā)現(xiàn)是

8、錯的，伽里略敏銳地抓住物體停頓力作用到物體停頓運動這一常人易忽略的過程進展分析，推理得出：物體之所以停下來是受阻力減速原因作用，假如沒有減速原因物體永遠不會停下。伽里略之所以能對物體停頓力作用后的過程進展分析，在于當時只有伽里略可以明確區(qū)別“速度與加速度的概念。然后，再介紹伽里略的理想斜面實驗，就會收到很好的效果。三、在指導學法時表達潛科學思想由于物理現(xiàn)象、物理規(guī)律是互相聯(lián)絡互相依存的，一個綜合問題中起影響作用的因素會有好幾個。因此，認識一個物理問題，教材通常是把整體分成假設干部分進展分析，然后，再把各個暫時被割裂、被獨立的部分綜合回到整體，從而形成物理學科的教材構(gòu)造。為了便于學生學習比較系統(tǒng)

9、的物理知識，可向?qū)W生指出教材安排中隱含的潛科學思想。例如，歷史上最早研究電磁現(xiàn)象的吉爾伯特在對電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象進展研究比較之后就堅信“電、磁兩者之間沒有聯(lián)絡。這一看法使人們長期以來一直把磁和電作為兩種絕然無關的現(xiàn)象分別加以研究，直到19世紀奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應為止，其后不久法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，最后經(jīng)過麥克斯韋的工作，一舉建立了電磁學的“大廈。根據(jù)這一線索，學生對課本中電磁學部分各章先后順序就容易理解，對電磁學的內(nèi)容掌握就不再是零碎的。四、在物理課外活動中介紹潛科學思想課堂教學，時間有限，不可能將有關的潛科學思想講深講全，因此，利用物理課外活動開設講座，向?qū)W生介紹潛科學思想，既可激發(fā)興趣，又有利于課堂教學內(nèi)容的理解和掌握。在全班參與的課外活動中，應著重介紹根本物理概念、規(guī)律中包含的潛科學思想。例如，力、場、