浅谈高中物理教学中的“几个科学”
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高中物理教学应重视对学生科学素质的培养。科学素质，是指人类在科学实践中逐渐形成的具有内在性、主体性、基本性和相对稳定性的结构、能力和品质，而体现在物理教学中，则是指科学素质中与物理学科密切相关的一些因素，其中主要有科学方法、科学观念与科学精神。对知识的教与学，教师与学生一贯是十分重视的，但对科学方法、科学观念与科学精神的培养，却未能尽如人意。物理知识是重要的，但当我们在教学中不加限制地深挖“知识（包括解题能力）”时，必然会把科学素质培养这一重要的教学目标挤出教学过程，从而造成教学中的极大损失。本文将就高中物理教学中实施科学素质培养的必要性和可能性进行论述。
一、科学方法的教育
按教育学的思想，学校开设的每一门学科首先是要让学生学习、了解、掌握该学科的基本结构。“所谓基本结构，就是指这门学科的基础知识、基本原理和基本规律，以及研究这门学科的基本方法。”而且关于方法的教学目标丝毫不比知识目标次要。在物理学科中，最具价值、也是最活跃的部分正是科学研究方法。每一个物理问题的解决、每一个物理定律的得出，总是伴随着科学方法的应用与产生；同样，新的科学方法的产生与应用又总可转化为更多物理概念的形成与物理问题的解决。伽利略对物理学的最大贡献在于把实验方法引入物理学研究，从而彻底地改造了物理学，使它从经院式的思辨学变为建筑在实验基础上的科学；法拉第引入了“力线”的研究方法，使物理学研究抽象问题的过程更直观、形象；麦克斯韦正是应用了数学方法，把电磁学的四条实验定律改造成堪称物理学中最具科学美的公式典范。
方法是人们在认识世界和改造世界的一切活动中所运用的各种途径、方式和手段的总称，科学方法就是指在研究与解决科学问题过程中所运用的策略、程序、办法。在高中物理教材中，渗透了很多科学方法，既有一般的逻辑范畴的归纳方法、推理方法、类比方法、分析方法和综合方法，又有较为特殊的科学范畴的观察方法、实验方法、理想化方法、等效方法、模型方法、科学假设方法、对称（守恒）方法等。物理知识（概念、规律与原理）只是这些方法运用于物理研究后的“形式化”产物，方法活跃在知识获得的过程中，科学方法的教育对改进人的能力结构有着十分重要的作用。伦琴对X射线研究的周密安排，使得这一发现在一周内即被世界所公认，这正是由于他对实验方法的深刻理解与正确应用的结果。如科学假说方法，是“根据已有的科学理论和新的科学事实对所研究的问题做出猜测性陈述并加以验证的一种科学研究方法”。作为一种科学假说，它必须能说明和解释对象已知的事实；能解释原有理论无法解释的事实，并把原理论作为一个特例包含在自身之中；要使新假说比原理论更具逻辑简单性；并且新假说往往还能演绎出新的结论并能通过（判决性）实验加以检验。假说的提出，既要有一定的经验基础，包括关于研究对象的某些经验事实或其它方面的信息，又要有直觉、灵感等非理性因素的作用。假说是使物理学从经验上升为理论层次的中介和桥梁，是物理学发展的重要形式。惠更斯的光的波动学说、安培的分子电流假说等都是科学假说的典型。又如普朗克在研究“黑体”辐射时提出了“量子”假设，但他的假说只限于光与其它物质发生作用时的特性；而后，爱恩斯坦在解释光电效应时，进一步提出了“光量子”假说，把“量子”假说向前推进到了光的传播过程中；玻尔更把这种假说引入原子领域，建立了旧量子力学，从而使物理学跨入了一个全新的时期。这个事例生动地注释了“科学假说是科学发展的主要形式”这一论断。
二、科学观念的培养
科学观念是由于科学知识的长期积累及科学方法的多次卓有成效的运用后，使人们深信某些知识与方法具有更为深刻与普遍的意义，从而在信念、世界观、价值论等方面引起较为深刻的变化，并形成稳定的取向，它使一些基本科学规律、科学原理被提升到判断事非标准的地位，形成一种科学的理性。科学观念有较强的迁移性，它会自觉或不自觉地体现在人们对世界、事物的判断中。所以在物理教学中要十分重视培养学生的科学观念，在课堂教学目标中要顾及观念的培养目标。
最典型的是守恒观念的培养，无论物质世界的形式怎样变化，但有些东西是不变的，它们揭示了世界的本来面目。所以有些学者认为，物理学的最大成就莫过于发现了为数不多的几条守恒定律。在高中物理中，有机械能守恒、能量守恒、动量守恒、电荷守恒、质能守恒等。在教学过程中，要突出这些守恒定律的意义，要经常用守恒的观念去分析一些物理现象，它能给人们确定一个大的方向，而不拘泥于公式的规定。如热力学第一定律，学生经常因为对ΔE＝Q＋W公式中各项的正、负号理解不准而出现错误，其实，从能量守恒的角度去理解，就不必去记各项的符号，即系统内能的增加等于外界供给系统的能量（以热传递与做功2种方式进行），则Q、W的正、负的确定就一目了然。又如化学中的氢的第一电离能，从能量角度看就是使氢原子从基态跃迁到n∝（电离态）所需的能量。再如多个副线圈的理想变压器的各电流的关系，从输出能量等于输入能量的观念分析，就是一件十分显然的事。
三、科学精神的陶冶
科学精神是科学素质中的一种非理性因素，它对人从理性上把握事物起导向、动力和调节作用。在整个科学素质中，科学精神有着十分重要的地位。它反映了一个人对科学、对真理的基本态度与行为取向。科学需要人的诚实、客观性、对新事物的热情、意志、毅力、敢于怀疑、敢于自我否定、强烈的创新意识等品质，正是这种品质构成了科学精神。科学精神既是从事科学工作人员的必备素质，也是从事其它工作的重要素质，对真理是否有坚定执着的追求与永不满足的探索，在各种矛盾前，能否不随波逐流，坚持按客观规律办事，在各种实践活动中，不因循守旧，大胆创造，都与他的科学精神有关。这种精神，只有真正懂得科学是什么及科学为什么的人才会具备。
科学精神的确立，植根于对科学价值的正确认识、对科学美的体验，以及由此产生的对科学的热爱；科学精神表现为对客观规律以及反映客观规律的科学的坚信；科学精神产生出对探索未知世界的强烈愿望，以及对美好未来的不懈追求。