让学生从物理课中学到一些研究方法

培养具有开拓精神和主体意识的创新人才，是时代赋予教育的神圣使命。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，不仅对学生学好中学知识有好处，而且对培养学生的探索精神和研究能力，积极、自主、创造性的学习也是十分有益的。现就中学物理涉及的主要方法作一些简略分析．

一、观察。是指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平运动中总结出来的．观察宇宙射线是研究高能粒子的重要方法．在学习高中物理前，学生在生活和学习中已经有了观察的经验和训练，物理课应该使他们掌握得更好些。学生的观察兴趣，最初是出于好奇，遇到新鲜东西、新奇现象，想看个究竟。这种源于好奇的观察兴趣是不稳定的，只满足于表面了解。物理课要把出于好奇的观察提高到有目的的观察。即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一种基本方法，而在观察中注意分析、比较，寻找各相关因素之间的联系。

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，抓住与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，也应要求记录，以培养记录的习惯和能力，记录要求真实、简明、具体。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，视而不见的草率习惯。观察也有在其局限性；不能排除干扰因素；不能随意重复，而要等待现象的自然再现；不能人的控制现象发生的条件，而要深入研究却往往需要这样作。而实验能帮助人们克服上述局限。

二、实验。是人们根据研究目的，利用仪器，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。而数量最多的是由教师演示的起示范作用的探索性实验。在整个演示过程中，教师的每一步示范，都严肃认真，一丝不苟，必然会产生深刻的教育作用。通过演示学生了解各种考查步骤，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，如库仑扭秤实验，卢瑟福 粒子散射实验，查德威克发现中子的实验，限于客观条件，考虑到它们是重要规律、理论基础，并有助于发展思维，还考虑到可以使学生从这些实例中领会物理实验的一般方法。充分认识到理论对实验的指导作用，以及科学仪器的设计能使人的感性认识更加客观、精细、准确，对实验成功所起的重要作用。在课堂教学中，为了确定一条物理规律通常只提出一个实验，因而可能使学生误认为一个实验就可以发现一条规律。应该让学生明白，任何一位实验科学家，在得出他最后的科学结论之前，都采用过多种方法做过几十次、几百次的实验，处理过浩繁的观测数据，经受过多次的失败和挫折；任何一项实验发现在得到公认之前至少要为另一位研究者，所重复证实；结合物理学史上的具体事例，使学生懂得任何科学成就都是许多人辛勤劳动的共同结晶。这有助于培养学生团结协作，不畏险阻的攻关精神。

三、抽象和理想化

中学物理要学习力、质量、功、能等等概念，一切科学概念都是抽象的

成果。所以物理课有条件让学生在学习这些物理概念的过程中，领会什么是抽象以及怎样抽象，反过来，懂得了抽象，也有利于概念的形成。中学物理课中最常遇到的抽象类型主要有：分析概括一类事物共同的本质特征；把物质、运动的某种性质隔离出来；理想化也是常见的一类抽象形式。

如飞行的子弹、流动的江河水、举高的重锤，压缩的弹簧等都能做功，引导学生分析、比较、综合、概括形成动能、势能的概念，就是抽象事物共同的本质特征。讲电阻、加速度、电场强度、磁感强度等概念时，是引导学生把物质、运动的某种性质隔离出来，得到表征物质或运动性质的物理量。这种类型的抽象，特别是用两个物理量的比值来表达新抽象出来的物理量，学生最初常感到困难，往往忘记它的物理意义，当作数学上的比例系数对待。质点、点电荷是把物体本身理想化。 无摩擦的表面、导热良好的容器是把物体所处的条件理想化。

科学的理想化不同于无根据的幻想，有它的客观根据。客观存在的复杂事物具有多方面的特性，处在多种条件之下。在一定理想化条件下得出的规律，只在这些条件下适用。理想实验是人们在思想中塑造的理想过程，而实际上是做不到的，理想实验在物理学的理论研究中有重要作用。伽里略论证惯性定律所设想的实验：在F摩=0时，从斜面上小球将以恒定的速度在无限长水平面上永不停地运动下去，就是物理学史上著名的理想实验。理想实验是在真实的科学基础上，抓主要矛盾，忽略次要矛盾。根据逻辑法则，对过程作进一步的分析、推理。许多物理概念也是用理想实验的方法建立的，如研究电场强度时，设想在电场中放置不会引起电场改变的点电荷，考查它在各点的F/Q值，许电势时考查点考查电荷在各点的W/Q值等，都是理想化方法。

除了上面谈到的研究方法外，还有类比，假说，模型等，另外数学方法也是中学物理课中应使学生得到训练的重要方法。

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