潛科學(xué)思想在物理教學(xué)中的運(yùn)用

1、.潛科學(xué)思想在物理教學(xué)中的運(yùn)用任何一種科學(xué)學(xué)說(shuō)的產(chǎn)生，都必然要經(jīng)過(guò)一段醞釀、孕育與開(kāi)展的過(guò)程，任何一種科學(xué)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(cè)、直覺(jué)與靈感的波動(dòng)，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(xué)思想就是指科學(xué)結(jié)論與原理產(chǎn)生之前所隱含的科學(xué)思維與科學(xué)方法論的總和。物理學(xué)開(kāi)展史包含著豐富的潛科學(xué)思想，在中學(xué)物理教學(xué)中運(yùn)用潛科學(xué)思想，是改革傳統(tǒng)教育觀念，進(jìn)展素質(zhì)教育，進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量和效率的有效方法。一、在物理教學(xué)中運(yùn)用潛科學(xué)思想，有助于學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和掌握探究性是潛科學(xué)思想的顯著特征。物理學(xué)家在探究物理現(xiàn)象和規(guī)律的過(guò)程中運(yùn)用的方法

2、是豐富多彩的，物理學(xué)開(kāi)展史證明了這樣一個(gè)事實(shí)：科學(xué)物理方法的產(chǎn)生和完善，是推動(dòng)物理學(xué)開(kāi)展的動(dòng)力。諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者大都有同感，他們?cè)趯W(xué)習(xí)期間主要的不是向?qū)煂W(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，而是學(xué)習(xí)導(dǎo)師如何工作及怎樣考慮，怎樣對(duì)待事物，怎樣處理問(wèn)題，從中學(xué)到有效地考慮、處理問(wèn)題的思想方法和工作方法在中學(xué)物理教學(xué)中運(yùn)用潛科學(xué)思想。就是要把課本中的概念、規(guī)律的產(chǎn)生過(guò)程，以及物理學(xué)家對(duì)其探究的種種曲折展現(xiàn)給學(xué)生，從而使學(xué)生受到科學(xué)方法的教育和熏陶。二、在物理教學(xué)中適用潛科學(xué)思想，有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維才能創(chuàng)造性是潛科學(xué)思想的一個(gè)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(shuō)；法拉第在超距作用

3、觀點(diǎn)占統(tǒng)治地位時(shí)，提出電磁作用的傳播需要媒介和時(shí)間。物理學(xué)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(xué)程序?yàn)椋簩?duì)舊觀念、舊理論的疑心新假說(shuō)的提出新假說(shuō)的證實(shí)新假說(shuō)的形成新理論的建立。在中學(xué)物理教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容浸透這一研究程序，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思想是大有幫助的。三、在物理教學(xué)中適用潛科學(xué)思想，有助于破除學(xué)生頭腦中先驗(yàn)的錯(cuò)誤概念模糊性是潛科學(xué)思想的一個(gè)根本特征。任何一種新的科學(xué)假說(shuō)的提出，開(kāi)場(chǎng)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(shí)，否認(rèn)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(shí)，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(dāng)實(shí)驗(yàn)否認(rèn)了這個(gè)假設(shè)后，他才開(kāi)場(chǎng)轉(zhuǎn)向“在真空中一切物體將等速下落的假說(shuō)和證明，在物理教學(xué)中注意向?qū)W生提醒這些過(guò)程，可以防止學(xué)生在日常生活中由于自發(fā)“內(nèi)化而形成的錯(cuò)誤概念對(duì)形成正確概念的影響。四、在物理教學(xué)中運(yùn)用潛科學(xué)思想，有助于開(kāi)闊學(xué)生的視野，豐富學(xué)生的知識(shí)背景反常性是潛科學(xué)思想的一個(gè)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(jì)人們習(xí)慣于孤立地考察各種現(xiàn)象，認(rèn)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(guò)“以太

5、；熱傳遞是“熱質(zhì)的轉(zhuǎn)移，等等。上述看法對(duì)人們的思想有很大的束縛作用。假如沒(méi)有一代又一代科學(xué)家們反常的設(shè)問(wèn)、考慮，就不可能有今天正確的結(jié)論。因此，讓學(xué)生理解這些，有助于他們從廣闊的背景上來(lái)理解問(wèn)題。在物理教學(xué)中運(yùn)用潛科學(xué)思想的途徑和方法，主要有以下四種。一、在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境時(shí)利用潛科學(xué)思想教學(xué)理論與理論證明，良好的教學(xué)情境能激發(fā)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和求知的欲望。因此，在物理教學(xué)中可利用潛科學(xué)思想創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境。例如，在講勻變速直線運(yùn)動(dòng)定義時(shí)，可根據(jù)伽里略的探究過(guò)程，從“什么樣的變速運(yùn)動(dòng)最簡(jiǎn)單這一問(wèn)題入手，引導(dǎo)學(xué)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(shè)想的

6、推理過(guò)程，和對(duì)“速度隨時(shí)間均勻變化運(yùn)動(dòng)現(xiàn)實(shí)性的驗(yàn)證，從而使學(xué)生在和諧的情境中理解勻變速運(yùn)動(dòng)定義本質(zhì)。又如，講“自感這課時(shí)，可根據(jù)亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象的過(guò)程，用如下的方法創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境：在黑板上畫(huà)出如下圖兩相鄰的線圈A、B及電路，問(wèn)學(xué)生：閉合電鍵瞬間，B線圈中有無(wú)感生電動(dòng)勢(shì)？有為什么？因?yàn)锳線圈的電流磁場(chǎng)穿過(guò)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(wèn)學(xué)生：閉合電鍵瞬間有無(wú)感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生？學(xué)生先是一愣，再細(xì)想，不少學(xué)生會(huì)答復(fù)閉合電鍵瞬間在A線圈建立電流過(guò)程中通過(guò)A線圈自身的磁通量發(fā)生了變化，應(yīng)有感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。這時(shí)老師指出事實(shí)是否確是這樣，要用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路呢？筆者曾就此啟發(fā)學(xué)

7、生根據(jù)楞次定律和對(duì)“阻礙的理解，先設(shè)計(jì)出課本中演示實(shí)驗(yàn)電路，分析出應(yīng)看到的現(xiàn)象，最后加以驗(yàn)證。二、在形成概念的過(guò)程中浸透潛科學(xué)思想在物理教學(xué)過(guò)程中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)某些物理概念前，對(duì)相關(guān)的物理現(xiàn)象已有感覺(jué)和印象，但有時(shí)是不準(zhǔn)確的，不全面的，甚至是錯(cuò)誤的，這對(duì)于學(xué)生形成正確的概念是不利的，甚至還會(huì)為形成正確概念造成極大困難。因此。在形成概念的過(guò)程中可浸透潛科學(xué)思想。例如，講“慣性定律這課時(shí)，可先讓學(xué)生合上書(shū)，根據(jù)自己的經(jīng)歷答復(fù)物體運(yùn)動(dòng)和力有什么關(guān)系？大多數(shù)學(xué)生的答復(fù)與亞里士多德觀點(diǎn)一樣，即“受力運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)物體停頓力作用便歸于靜止。這時(shí)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(cuò)的，伽里略敏銳地抓住物體停頓力作用到物體停頓運(yùn)動(dòng)這一常人易忽略的過(guò)程進(jìn)展分析，推理得出：物體之所以停下來(lái)是受阻力減速原因作用，假如沒(méi)有減速原因物體永遠(yuǎn)不會(huì)停下。伽里略之所以能對(duì)物體停頓力作用后的過(guò)程進(jìn)展分析，在于當(dāng)時(shí)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(shí)驗(yàn)，就會(huì)收到很好的效果。三、在指導(dǎo)學(xué)法時(shí)表達(dá)潛科學(xué)思想由于物理現(xiàn)象、物理規(guī)律是互相聯(lián)絡(luò)互相依存的，一個(gè)綜合問(wèn)題中起影響作用的因素會(huì)有好幾個(gè)。因此，認(rèn)識(shí)一個(gè)物理問(wèn)題，教材通常是把整體分成假設(shè)干部分進(jìn)展分析，然后，再把各個(gè)暫時(shí)被割裂、被獨(dú)立的部分綜合回到整體，從而形成物理學(xué)科的教材構(gòu)造。為了便于學(xué)生學(xué)習(xí)比較系統(tǒng)

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