科學方法教育途徑在高中物理教學中的實施

程月偉

（河北省滄州市第一中學 河北滄州 061000）

高中物理學科知識復雜且多變，對學生綜合解析能力要求較高，部分邏輯思維較弱的學生理解能力有限，無法從交流、探究中感知物理知識的使用價值和學科魅力?？茖W方法教育是近年來的熱門詞語，同時也是增強高中學生物理水平，提高物理實驗探索能力，掌握物理原理以及公式的遷移和應用，深入理解學科的教學本質。教師作為新時代學生知識技能和情感目標的領路人，應當提高自身文化素質，精準運用科學方法教育來提升整體課程質量，達到利好效果。

一、高中物理科學方法教育的內涵

高中物理學科本身帶有特殊性，是社會主義建設人才培養的重點學科，亦是增強學生核心素養的有效途徑之一。在高中物理的科學方法教育，是指將現代化互聯網思維滲透至物理學科，帶有目的性、引導性和創新性，選擇科學方法，以直觀、形象、典型的教學手段揭示物理的客觀規律和常量變量的運動本質，以便于學生更好地理解掌握物理內容，在多樣化教學手段指導之下深化課程內涵，從實踐探索中增強學生綜合素質。

在高中物理教學實踐中，科學方法教育創新與應用全面貫徹在物理常規教學方法中，針對物理學科中對立與統一、量變和質變、守恒方法、函數解析、類比分析、概括演繹以及猜想與假設等教學常見物理問題和方法，在此基礎之上滲透科學方法教育，從而激發學生物理學習興趣，增強物理轉化思維，注重從多種角度展現高中物理學科的效果，培養復合型物理研學人才，推動高中物理教學視野蓬勃發展。

二、科學方法教育在高中物理教學中的功能優勢

（一）提高物理知識理解能力

物理知識學習與消化水平提升必然需要經過一個長期發展過程，科學方法教育在一定程度上能加強學生物理知識理解能力，運用先進的現代化智能型教學方法調動學生興趣，由內而外，由淺入深削弱傳統高中物理教學難度，通過外推、排除、類比、轉化等模式打破教育壁壘，沖破層層阻礙，讓學生更加高質量掌握課程結構，梳理物理問題，主動尋找專業且實用性較強的解題方法，全面提高學生物理知識理解能力。比如高中物理知識《時間和位移》一課，教師借助信息技術，滲透科學方法教育，將靜態化文字以動態化形式展現，圖文、情境、視頻音頻模式相互疊加，切實增強學生知識理解能力，真正引導學生了解時間和位移之間的關系。

（二）樹立嚴謹科學的物理素養

新課程教學標準視域下，高中物理教學實用性較強，科學方法教育在學科中持續滲透，既能加深學生對物理公式、應用原理的理解，加強抽象化知識向具象物理內容之間的轉化，培養學生嚴謹科學的物理觀念，又有利于為后續深化物理學科教育，逐步提高學生的興趣奠定基礎，使高中學生在濃厚的科學方法教育氛圍中接受熏陶，體會高中物理課程開展的有效性。比如，物理學科《勻變速直線運動》單元，教師利用科學方法有利于引導學生全面分析，以嚴謹的科學態度找到突破口，注重勻變速直線運動的速度與時間、位移與時間、速度與時間的有效關系，掌握物理學科勻速變化知識點的基本規律，促進物理核心素養的全面發展。

（三）增強物理分析解題思維

高中是培養學生物理智能發展的黃金時期，教師將科學方法教育滲透在物理學科之中，有利于幫助學生打破傳統解題模式，在鞏固物理基礎概念的同時無限開發學生邏輯思維能力、知識轉化思維能力、物理課程解題能力，重點培養并引導學生主動做出反思，將概念、定理在記憶的基礎之上加強理解，有利于學生面對物理問題，勇敢解決物理問題，在多次重復驗證過程中拓寬解題思路，提高學生物理思維的轉化與發展，在實驗中準確把握物理數值、公式應用，逐步養成逆向思維。比如，學生高中物理科學方法教育的滲透，對物理知識“電路的串聯與并聯”相關知識進行提問，鼓勵學生利用實驗法、排異法加深對串聯電路或者是并聯電路相關知識點的理解。

三、保證科學方法教育在高中物理教學中順利實施的原則

（一）適應性

相比較其他科目，物理學科對學生綜合理解能力要求較高，一部分學生理性思維發展較為緩慢，教師如果采用統一進度、統一難度的教學模式，必然會導致學生物理思維與發展水平逐漸拉大，不利于學生綜合素質提升。此時，為保證科學方法教育在高中物理教學中能夠順利實施，教師應當堅持適應性原則，盡可能秉承“適時滲透，適度滲透”理念，提高各個階段學生的貼合性，增強學生觀察、猜想、推測、演繹能力，促進核心素養提升。

（二）全面性

全面性原則是科學方法教育實施基礎，不只對學生有要求，對教師、對教材等方方面面都有要求，教師應當深入研究教學內容，注重全方位打破教學壁壘，注重學生物理綜合能力的培養。在實施科學方法教育時，教師應當以堅持以學生為主，運用科學有效的教學模式，積極解決實際問題，深層次提高教學效率，力求從知識、方法、思想、技能、情感等方面實現內在轉變，保證教學的有效性。

（三）滲透性

科學方法教育在高中物理教學中的應用，以潤物細無聲滲透模式開展是十分必要的，教師應當借助多樣化教學內容，制定完善的教學內容，以游戲教學模式、活動競賽模式激發學生學習興趣，提高學生思維探究能力，注重利用實際的教學案例、經典題型訓練、實驗探究驗證，有效提高學生邏輯思維和綜合素養，在科學方法教育滲透環境之下培養學生感知力、探究力和創新力，深化學生知識技能，解決教學問題。

四、高中物理教學中實施科學方法教育的現狀

科學方法教育在高中物理教學中的實施，已經逐漸成為近年來教育教學的重點，在一定程度上能提高學生對物理學科的理解，熟練掌握并應用高中物理教學技巧?？茖W教育的深入推行創新了教學方法，拓寬了物理課程教學思路，增強新時代教育的適應性。但在實際教學過程中，仍然有一部分教師物理思維發展受到限制，對科學方法教育內涵理解淺顯，教學手段應用革新趨于表面化，容易導致學生知其然不知其所以然，對物理觀念和物理原理的理解與應用出現偏差。教師教學理念與教學方法的選擇直接影響著學生的學習質量，教師在潛移默化中受到“唯學歷、唯帽子、唯職稱、唯獎項、唯論文”的“五唯”頑瘴痼疾的影響，繼續采用照本宣科灌輸式教學模式，科學方法教育滲透力度不足，導致學生不知學什么、怎么學，物理知識技能喪失，最終影響物理教學效果。

五、高中物理教學中實施科學方法教育的必要性

科學方法教育在高中物理教學中深入實施并非單純滲透科學方法，而是透過現象挖掘其背后的深層內容，是推進素質教育、全方位提高學生科學素養的必然要求。物理學科教學本身具有一定的難度，常規化簡單教學模式與學生個性化差異對應性較低，依靠科學方法教育的實施與滲透，在一定程度上為高中物理教學注入全新靈魂，是切實推進高中物理教學素養，展現多樣化教學實施現實需要。教師在教學過程中必須要利用嚴謹科學的態度、合理創新的思想以及豐富多樣的教學方式，提高學生邏輯思維能力，促使學生養成良好的學習習慣，逐漸能夠利用物理思想分析問題、解決問題。

六、高中物理教學中實施科學方法教育的要點

（一）尊重學生身心發展規律

高中學生已經具有獨立思維能力，尊重學生成長與發展規律，在教學過程中選擇與學生知識水平和心理認知能力趨于一致的科學方法教育是提高教學質量有效手段之一。對于高中物理學科而言，學生理性思維尚未發育完全，如果題型難度過大，學生學習就會比較吃力，久而久之，對物理學科學習興趣降低，知識薄弱的學生還有可能出現排斥心理。此時，創設多樣化教學模式，由淺入深、層層遞進，螺旋式培養學生物理邏輯思維和解題思維顯得十分重要，只有遵循教學法則，增強學生綜合分析能力、推理判斷能力、抽象概括能力以及物理圖文識別能力，才能為高中物理教學穩定實施打下良好的基礎。

（二）關注學生認知結構

新時期高中物理教學思想和教學手段已經具備全新內涵，關注學生對物理速度、電能、動能、勢能以及萬有引力等內容的認知結構，對學生精準掌握物理教材技巧，深化科學方法教育內在含義，提高物理教學質量，是現階段提高學生物理素養、激發學生創新能力的重點。對高中階段學生而言，學生的思維與情感認知能力逐漸成熟，才能從不同角度、不同方向理解物理教學問題，明白教師講解的各類知識點，提高物理專業知識、物理棘手問題與生活實踐經驗之間的有效轉換，最大限度削弱教學難度，提高教學質量。

（三）延伸學生問題目的性

教師作為知識的引導者和實踐者，在教學過程中應當切實把握教學目的，仍然堅持“以學為本，人本結合”的思想理念，鼓勵學生以教學目的為出發點，學會反向思考物理探究過程和解題思路，引導學生以科學方法教育為依托，以教材內容為獲取知識的基本渠道，結合自身經驗，主動制定階段性目標，觀察并尋找常規教學過程中教學目標的強化，由近至遠，逐步提高教學效率，促進學生全方面思考，最終在豐富多樣的教學內容指導之下增強物理學科類比、歸納、總結和驗證能力，以此提高學生物理解題局部思維和全局思維的形成與發展。

七、高中物理教學中實施科學方法教育的途徑

（一）物理概念教學中實施科學方法教育

物理公式、專業名詞、物理實驗原理和推導定律都屬于概念性類別，此種知識一般而言，都是針對物理探究目標的本質屬性，以生活實際為基礎，借助物理專業化語言組織而成的。就目前而言，在物理概念性教學中滲透并實施科學方法教育可行性較高。第一，物理教師作為引導者、組織者、參與者和實踐者，應當充分挖掘高中物理教材內容，將重難點或者相近的概念進行分類，倡導學生利用類比、分析、排除、推理等科學性方法，找到物理專業概念的不同之處，觀察研究教學內容，選擇科學有效的教學方法，將物理概念轉為以直觀形象的方式展現，弱化物理概念的高深性，為后續物理概念之間靈活應用切換奠定基礎。

在高中人教版物理教學實踐探索中，會學到“參考系和坐標系的基本概念”“向心力的應用性質”“萬有引力定律實施的條件”等概念類內容，為了讓學生更加直觀、形象、生動理解，教師須尋找多樣化教學方式，比如，借助多媒體技術，將萬有引力的概念、公式、性質等融合以圖文、視頻等形式展現，以此調動學生主觀能動性，提高學生物理學習興趣。

（二）物理知識遷移中實施科學方法教育

物理知識在應用時具有相通性，教師在實施科學方法教育時，應當要注意物理學科的特殊性，全面分析物理知識的內在含義，將傳統教學方法與創新教學思路相互聯合，密切關注學生的物理技能與知識遷移能力之間的差異性，注重培養學生物理實踐思維、遷移思維、發展思維和空間思維，精準掌握物理課程的發展內涵，總結物理問題，增強學生主動性、自主性和獨立性。值得注意的是，在物理知識遷移教學中滲透科學方法教育，應當關注教師自身是否具備嚴謹的科學態度、較強的分析能力和優秀的引導能力，在教學方法滲透過程中必須剔除自身懶惰思維，結合學生物理基本能力創設差異化科學方法教育手段，增強學生自信心。

在人教版高中物理教材中將科學方法教育滲透其中，教師首先要從課內知識結構中深化教學理念，確定教學主題《電源和電流》，引導學生在教學過程中提高學生理解能力，逐步掌握物理公式、解題思想等方面的遷移和應用技巧。通過“串聯電路和并聯電路”的具體活動，增強學生分析能力，鼓勵學生利用物理歸納、總結、概括思維分析問題，尋找電流、電源、電路等知識模塊之間的聯系性，最終增強知識理解與轉化能力，以此突出科學方法教育的應用優勢。

（三）物理規律總結中實施科學方法教育

物理涵蓋面十分廣泛，一大部分知識內容來源于生活而又利用專業化教學內容進行總結歸納，高中物理學科實施科學方法教育，在面對抽象問題時，教師應當主動改變教學思想，以學生興趣和能力為出發點，總結物理教學規律，引導學生在探索中歸納物理問題，運用圖像法、歸納法、類比法、對比分析法和理想實驗法打破物理教學神秘性，有目的地調動學生學習主動性，深化科學方法教育內在含義，精準抓住教學主要矛盾和次要矛盾，從實踐中提高教學質量。

在人教版高中物理學科教學過程中，教師在課前、課中、課后三大方面全部注入科學方法教育，為拓寬物理知識規律奠定基礎，對學生物理邏輯思維和推理、證明技能施展提供契機。以《牛頓運動定律》章節為例，牛頓第一定律和牛頓第二定律以及力與速度之間的關系在研究和解決實際問題時，很難找到完全不受環境、空氣等因素干擾的，此時，為促進學生緊抓物理教學規律，教師可以利用理想實驗法和圖像分析法相結合，再配合其他研究模式，注重從多角度推導出牛頓第二定律“F=ma”，精準抓住物理事物運動屬性，以便于在相對理想化的環境中探索解決問題。

（四）物理實驗探索中實施科學方法教育

實驗是物理教學中培養學生洞察思維、空間想象思維、計算思維以及解題思維的重要環節，教師想要將科學方法教育滲透其中，物理實驗模塊即為其提供實施契機。這就要求教師在教學過程中應該利用等效法、比較法、放大法的物理實驗方法，注重精選物理實驗器材，強調在實踐探索和反復驗證下提高學生對物理知識的理解能力，通過對比、歸類、設想和評價，掌握物理知識中的教學結論，豐富物理實驗過程，強化物理實驗結果，有序開展符合新時代教學要求且與學生身心發展規律相適應的內容。

在人教版物理教學實驗探究過程中，以《驗證機械能守恒定律》為參照，教師在實驗中注入科學方法教育，利用比較法對物理常量、變量以及實驗數據進行分析，鼓勵學生勇敢地提出問題、闡述問題并分析問題，運用打點計時器、紙帶等完整的實驗工具，配合互聯網信息技術，對機械能守恒定律進行分析和探究，再配合線上教學資源平臺，拓寬學生邏輯思維和發散思維，激發學生觀察能力和實踐能力，邊實驗邊探索，寓教于樂，掌握日常生活中機械能守恒定律的應用技巧。

（五）物理專項習題中實施科學方法教育

物理習題選擇與設計對學生邏輯思維能力和創新能力培養具有重要推動作用，在教學過程中教師應當深化科學方法教育實質，精心選擇教學案例，結合學生的日常水平和理解能力，采用螺旋式教學內容設計，加強整體法和拆分法等應用，以教材內容為依托，注重選擇一題多解、多題一解專項訓練，總結教學經驗，保障科學方法教育在物理學科教學應用的真實性、科學性和高效性。

在人教版物理教學實踐活動中，教師梳理習題練習，掌握學生物理能力是首要任務，選擇《重力基本相互作用》章節，精選有關于“力的相互作用”習題，設計難度疊加的教學問題，引導學生利用整體法和隔離法解決實際問題。

結語

綜上所述，將科學方法教育在高中物理教學學科中實施與分析，教師必須提前做好準備，全面深入了解科學方法教育的深層含義和實施難點，立足物理教材內容，關注學生基礎能力，注重以多樣化教學模式進行引導，增強學生物理假設、分析、歸納、總結能力，提高教學質量。