潜科学思想在物理教学中的运用_教法学法-查字典物理网

任何一种科学学说的产生，都必然要经过一段酝酿、孕育与发展的过程，任何一种科学观念，在其最初的表现形式上，只能是一些闪光的思想、猜测、直觉与灵感的波动，正是这种新思想的潜流与旧观念、旧理论的冲突与重组才能产生定向的新思维。所谓潜科学思想就是指科学结论与原理产生之前所隐含的科学思维与科学方法论的总和。

物理学发展史包含着丰富的潜科学思想，在中学物理教学中运用潜科学思想，是改革传统教育观念，进行素质教育，提高教学质量和效率的有效方法。

一、在物理教学中运用潜科学思想，有助于学生对科学方法的学习和掌握

探索性是潜科学思想的显著特征。物理学家在探索物理现象和规律的过程中运用的方法是丰富多彩的，物理学发展史证明了这样一个事实：科学物理方法的产生和完善，是推动物理学发展的动力。诺贝尔奖金获得者大都有同感，他们在学习期间主要的不是向导师学习科学知识，而是学习导师如何工作及怎样思考，怎样对待事物，怎样处理问题，从中学到有效地思考、处理问题的思想方法和工作方法在中学物理教学中运用潜科学思想。就是要把课本中的概念、规律的产生过程，以及物理学家对其探索的种种曲折展现给学生，从而使学生受到科学方法的教育和熏陶。

二、在物理教学中适用潜科学思想，有助于培养学生创造性思维能力

创造性是潜科学思想的一个最本质的特征。安培在人们还根本不了解分子电流结构的情况下，提出分子电流假说；法拉第在超距作用观点占统治地位时，提出电磁作用的传播需要媒介和时间。物理学中任何一种新概念的建立；新规律的发现，新理论的创造，都包含着新的思维方式和研究手段。这种创造性工作的科学程序为：对旧观念、旧理论的怀疑──新假说的提出──新假说的证实──新假说的形成──新理论的建立。在中学物理教学中，根据教学内容渗透这一研究程序，鼓励学生大胆猜想，对培养学生的创造性思想是大有帮助的。

三、在物理教学中适用潜科学思想，有助于破除学生头脑中先验的错误概念

模糊性是潜科学思想的一个基本特征。任何一种新的科学假说的提出，开始阶段总是朦胧不清，很不成熟的。例如，伽里略在研究落体规律时，否定了亚里士多德“重物落得快”的结论，但他在探索正确结论时，仍受“重物落得快”的影响，首先想证明的是“落体速度与落体和介质的密度差成正比”，当实验否定了这个假设后，他才开始转向“在真空中一切物体将等速下落”的假说和证明，在物理教学中注意向学生揭示这些过程，可以防止学生在日常生活中由于自发“内化”而形成的错误概念对形成正确概念的影响。

四、在物理教学中运用潜科学思想，有助于开阔学生的视野，丰富学生的知识背景

反常性是潜科学思想的一个重要特征。反常性包括反传统观念，反常规思维，反常规方法等。例如，17、18世纪人们习惯于孤立地考察各种现象，认为不同现象都是不同性质的特殊物质引起的：物体内存在“弹性体”，所以物体有弹性，物体内存在“燃素”，所以能够燃烧；物体间引力作用是通过“以太”；热传递是“热质”的转移，等等。上述看法对人们的思想有很大的束缚作用。如果没有一代又一代科学家们反常的设问、思考，就不可能有今天正确的结论。因此，让学生了解这些，有助于他们从广阔的背景上来理解问题。

在物理教学中运用潜科学思想的途径和办法，主要有以下四种。

一、在创设教学情境时利用潜科学思想

教学理论与实践证明，良好的教学情境能激发学生正确的学习动机和求知的欲望。因此，在物理教学中可利用潜科学思想创设物理教学情境。例如，在讲匀变速直线运动定义时，可根据伽里略的探索过程，从“什么样的变速运动最简单”这一问题入手，引导学生分析速度怎样变化才是均匀的（有两种情况）。然后介绍伽里略舍弃“速度随位移均匀变化”这一设想的推理过程，和对“速度随时间均匀变化”运动现实性的验证，从而使学生在和谐的情境中理解匀变速运动定义实质。又如，讲“自感”这课时，可根据亨利发现自感现象的过程，用如下的办法创设教学情境：在黑板上画出如图所示两相邻的线圈（A、B）及电路，问学生：闭合电键瞬间，B线圈中有无感生电动势？（有）为什么？（因为A线圈的电流磁场穿过B线圈的磁通量发生了变化）。然后教师擦去B线圈电路，再问学生：闭合电键瞬间有无感生电动势产生？学生先是一愣，再细想，不少学生会回答闭合电键瞬间在A线圈建立电流过程中通过A线圈自身的磁通量发生了变化，应有感生电动势产生。这时教师指出事实是否确是这样，要用实验来检验。怎样设计实验电路呢？笔者曾就此启发学生根据楞次定律和对“阻碍”的理解，先设计出课本中演示实验电路，分析出应看到的现象，最后加以验证。

二、在形成概念的过程中渗透潜科学思想

在物理教学过程中，我们经常发现，学生在学习某些物理概念前，对相关的物理现象已有感觉和印象，但有时是不准确的，不全面的，甚至是错误的，这对于学生形成正确的概念是不利的，甚至还会为形成正确概念造成极大困难。因此。在形成概念的过程中可渗透潜科学思想。例如，讲“惯性定律”这课时，可先让学生合上书，根据自己的经验回答物体运动和力有什么关系？大多数学生的回答与亚里士多德观点相同，即“受力运动的物体，当物体停止力作用便归于静止”。这时教师指出，仅仅在三百多年前这一结论才被伽里略发现是错的，伽里略敏锐地抓住物体停止力作用到物体停止运动这一常人易忽略的过程进行分析，推理得出：物体之所以停下来是受阻力（减速原因）作用，如果没有减速原因物体永远不会停下。伽里略之所以能对物体停止力作用后的过程进行分析，在于当时只有伽里略能够明确区别“速度与加速度”的概念。然后，再介绍伽里略的理想斜面实验，就会收到很好的效果。

三、在指导学法时体现潜科学思想

由于物理现象、物理规律是相互联系相互依存的，一个综合问题中起影响作用的因素会有好几个。因此，认识一个物理问题，教材通常是把整体分成若干部分进行分析，然后，再把各个暂时被割裂、被独立的部分综合回到整体，”从而形成物理学科的教材结构。为了便于学生学习比较系统的物理知识，可向学生指出教材安排中隐含的潜科学思想。例如，历史上最早研究电磁现象的吉尔伯特在对电现象和磁现象进行研究比较之后就深信“电、磁两者之间没有联系”。这一看法使人们长期以来一直把磁和电作为两种绝然无关的现象分别加以研究，直到19世纪奥斯特发现电流磁效应为止，其后不久法拉第发现电磁感应现象，最后经过麦克斯韦的工作，一举建立了电磁学的“大厦”。根据这一线索，学生对课本中电磁学部分各章先后顺序就容易理解，对电磁学的内容掌握就不再是零碎的。

四、在物理课外活动中介绍潜科学思想

课堂教学，时间有限，不可能将有关的潜科学思想讲深讲全，因此，利用物理课外活动开设讲座，向学生介绍潜科学思想，既可激发兴趣，又有利于课堂教学内容的理解和掌握。在全班参与的课外活动中，应着重介绍基本物理概念、规律中包含的潜科学思想。例如，力、场、能量等概念的建立，机械波、电磁波、物质波的发现等；在只有部分物理学习积极分子参加的课外活动中，可指导学生阅读物理学史、物理方法等方面的书籍，消除学生对物理发现的神秘感，从新的观念，新的思路，新的境界中审视课本中讲过的知识，提高自己的能力。经验证明，这样做对所学知识的掌握也是很有帮助的。

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