物理学中的科学研究方法试论

摘 要 在国际竞争越来越激烈的今天，公民的科学素养已经成为影响国家综合国力的重要因素之一。与发达国家相比，我国学生乃至公民整体的科学素养水平都比较低，这种现状已经严重地影响到我国在世界中的综合竞争力。针对这一问题，本文立足于中学物理学习中如何培养科学素养，探索如何采取有效的学习策略来培养和提科学素养。

关键词 物理学习；科学素养；教育

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1002-7661（2019）08-0056-01

一个人的科学素养决定其生存竞争能力，提高自身的科学素养水平既是个人发展得需要，也是适应社会生活的需要。科学素养水平的提升不仅有助于公民获取科学知识和技能，而且有助于综合能力的提高，树立正确的人生观和价值观。

一、常用的科学研究方法

（一）观察法

观察通常是人们考察处于自然状态下的事物，即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。观察不应该是无目的的，而应该是有意识的，长久的，借助仪器和工具进行的。伽利略因观察教堂里的挂灯随风摆动的等时性而发明了钟摆；牛顿因为观察自由落体而发现了万有引力。

（二）实验法

实验是人们根据研究的目的，利用仪器、设备，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。

（三）理想化方法

为了便于研究，使问题简化，抓住主要因素，忽略次要因素，将物理过程在突出主要矛盾的纯粹情况下进行抽象和概括，来形成概念或得出规律，这就是研究物理学常用的理想化方法。

（四）控制变量法

物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法。所谓控制变量法，就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题。

（五）转换法

一些比較抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。如分子看不见、摸不到，不好研究，可以通过研究墨水的扩散现象去认识它。

二、科学研究方法在物理教学中的应用

（一）学习力学时的应用

力学中的基本观念，它的处理问题的方法贯穿于整个物理学的其他各部分，它偏重于物理概念、物理思想、物理学的研究方法。力学中引入科学研究方法是整个物理教学的序幕。通过物理概念、原理的讲授，提出一个科学方法，不严格推敲方法的定义，也不详细阐述方法的内涵，有具体的实例为佐证，学生很自然就会意识到。

在讲述牛顿第一定律时，通过伽利略思想实验提出理想化方法；在讲述刚体力学时，提出类比法，等等。惯性定律是中学生熟知的定律，但伴随着这一定律的发现，提出了一种方法—理想实验法。这一发现“是人类思想史上最伟大的发现之一，而且标志着物理学的真正开端。”它推翻了统治长达两千多年的亚里士多德的错误观念。它告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去。

（二）假设法的运用

物理解题中的假设，从内容要素看有参量假设、现象假设和过程假设等，从运用策略看有极端假设、反面假设和等效假设等.利用假设，我们可以方便地对问题进行分析、推理、判断，恰当地运用假设，可以起到化拙为巧、化难为易的效果。假设法的运用，不仅为快捷解题提供了便利，更为培养创新能力开辟了途径。但是，要正确恰当地运用假设法，必须深刻把握其“设而不假”的关键要领，即假设的内涵与问题本身并不矛盾。否则，就会造成“失之毫厘，谬以千里”的后果。

（三）控制变量法的运用

简析：求解电功率的公式比较多：P=UI，P=U2/R，P=I2R，学生分析起来常常感到无从下手。电功率与两个因素有关，我引导学生用“控制变量法”的思路解决这类问题。关键在于首先根据题目已知找到相同的因素，只让一个因素发生变化，再分析电功率与另一个变量之间的关系。具体分析如下：并联时，各支路两端电压相等，所以我们可以选择P=U2/R或P=UI。已知R甲>R乙，可根据P=U2/R直接得出P甲

总之，科学方法对人一生的学习和工作起着重要的作用。教师在教学中一定要打破以往“授之以鱼”的填鸭式教育，培养学生探究，启发学生思维，让每个学生都得到充分的发展。培养学生掌握学习知识的科学方法，提高学生终身学习的能力，所以从这个意义上讲，掌握科学方法比掌握知识更重要。

参考文献：

[1]余翔.高中与中师学生科学素养发展现状分析与培养对策研究[D].江西师范大学，2003.

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