00002-4 物理科学方法教育的意义

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,二、物理科学方法教育的意义,学生在校学习物理学科的基本结构,现代教学思想，学生必须学习这门学科的,基本结构，即基础知识、基本原理、规律,和研究这门学科的基本方法。这两大部分,中，后者的价值并不小于前者。从某种意,义讲，知识是客观存在的、不变的，而方,法则是灵活的、活跃的、富有创造性的。,例如，伽里略的自由落体规律与他研究问,题所创造的一套科学方法，后者却不断为,后人继承发扬，创造了比自由落体规律高,出千百倍的财富。学生掌握了伽里略研究,问题的方法，那将受益终生。,科学定律认识的增量期,年 度,成倍增长,T,1800,年,1900年,1950年,1960年,1966年,1971年,1976年,1981年,1986年,100,年,50年,10年,6年,5年,5年,5年,5年,5年,每分钟发现一个新的化学分子式；,每,3,分钟发现一个新的物理学关系式；,每,5,分钟获得一项新的医学认识；,资料来源：德国,世界报,（光明日,1993.7.15.,）,全国杂志出版数,年 度 种 数 总印数（亿册）,1978,年,980 7.62,1980,年,2191 11.25,1982,年,3100 15.14,1984,年,3907 21.82,1986,年,5348 24.02,1988,年,5865 25.50,1990,年,5715 17.90,1992,年,6345 23.17,英国预测专家詹姆斯,.,马丁的测算结果,人类的知识世纪：每年增加一倍,世纪初：每年增加一倍,年代初：每年增加一倍,近年：每年增加一倍,又：现在数字化的信息量每个月,就会翻一番,科学史家朱克曼曾走访名诺贝尔奖金获得者，发现其“科学鉴赏力”和“高超能力”最主要的是得力于从名师那里“学到一种发现科学真理的思想方法和工作方法”，而不是“从导师那儿获得的实际知识”。一批掌握了“完成实际工作所需要的研究方法”以及“如何找出应调查的重要问题的诀窍”的科学大师，是以其“第一流研究方法”和“工作质量”来引导、训练和教育其弟子成为英才的。,在我国唐代，韩愈就曾经说：“师者，所以传道、授业、解惑也”。这里首先强调教育的任务是“传道”，而“道”却正是指的方法,.,有趣的是“方法”这个词在古希腊语中具有,“沿着”和“道路”的相同含义。也就是说，,在教学中，不应该过分地单纯强调“授业”，,更应当重视“传道”,。,如卢瑟福一人就培养出名诺贝尔物理奖获得者，卡文迪许实验室培养了名诺贝尔奖得主。,自然科学家都十分重视方法论的研究,值得借鉴,爱因斯坦指出：在衡量人才的贡献时，主要看他们在自己的一生中“想的是什么和他怎样想的”，也就是说，既要关注人才向社会提供的物质成果，更要注意从他们那里吸取科学的思想方法以及思维的艺术。,爱因斯坦介绍自己成功的秘诀时，总结了一个公式,(,成功,),(,艰苦的劳动,),(,正确的方法,),(,少说空话,),。,德国著名物理学家玻恩,(18821970),说：“我荣获,1954,年的诺贝尔奖，与其说是因为我发表的著作里包括了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里面包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现。”,科学家的方法论著书,新工具论,弗兰西斯培根,1620,更好地指导推理和寻求真理的,方法论,笛卡尔,1637,关于两门新科学的对话,伽利略,1638,关于二门新科学的对话 1.jpg,自然哲学的数学原理,牛顿,1687,人类理智研究,休谟,1748,人类理智新论,莱布尼兹,1765,纯粹理性批判,康德,1781,逻辑学,黑格尔,18121816,宇宙体系论,拉普拉斯,1835,物理学的进化,物理学的进化,1.jpg,爱因斯坦 英费尔德,1938,控制论,维纳,1948,实验医学研究导论,伯尔纳,1865,1990,年初，钱学森和于景元、戴汝为共同发表了,一个科学新领域开放的复杂巨系统及其方法论,提出处理开放的复杂巨系统的方法从定性到定量的综合集成法。,钱学森的科学观与方法论刍议.doc,钱学森,:“,必须有一个科学的人生观、宇宙观，,必须掌握一个研究科学的科学方法”,掌握正确的方法论有利于 学生形成正确的世界观,科学方法论是马克思主义的重要组成部分。自然科学方法论是自然科学与哲学的一个结合点，它的研究对于哲学和自然科学双方都有重要的意义。因此学习方法论有助于物理学工作者和青年人更好地学习唯物论和辩证法，促进世界观的改造。,“比起任何特殊的,科学理论来对人类的价值观影响最大的恐怕还是科学的方法论。”,特别应该指出：物理学方法论在科学 方法论的研究中有着特殊的意义,（,物理学：实验科学，理论科学，精密科学，基础科学，方法论性质科学等）,例如，物理学方法向其他自然科学或技术科学转化、移植，形成了一些新的边缘科学：物理学与天文学结合形成天体力学、天体物理；与化学结合形成物理化学、量子化学；与生物学结合形成生物力学、生物物理、分子生物学、量子生物学等。,历史学家运用物理实验的方法，按照古书中记载的西汉造纸的蛛丝马迹，经过四十多次的模拟实验，制成了可以书写的模拟西汉麻纸，使我国发明造纸的时间从东汉蔡伦前提至西汉。,理论物理学家薛定锷在,生命是什么,一书中，把热力学和量子力学的理论和方法引入到生物学中去。,因此，教给中学生研究物理学的方法不论他们将来从事什么工作，都可以说是受益终身的。,语言学家移植了物理学中“熵”的概念和热力学第二定律，解释了中外语言断片的“拉长运动”,(,如“全身黄栗色的马”，古汉语上用一个字“骠”即可表示了,),。,(,在绝热条件下，一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大，直到达到平衡态。,物质世界的状态总是自发地转变成无序；“从低熵”变到“高熵”,在一个封闭体系中熵总是趋向于增大的趋势。,),学习方法论可以使人们掌握正确的思想方法和工作方法，提高科学素养和科学鉴识力，指导学生进行创造性的研究工作。实践证明，知识愈丰富，方法论的思想愈新颖，而正确的方法又可以加快人们更多,地去掌握知识。,学习方法论，有利于加快培养创造型人才,钱学森之问：为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？,我们如何办：基础教育阶段要注重推进创新人才的早期培养,做创新型老师,2010.0616,做创新型教师,.,ppt,所以，正确的方法是科学之魂。,较早地接受方法论的指导，,无疑会大大地缩短参加工作后凭借个人的经验而漫无边际摸索的阶段，有利于青年充分利用富有创造力的青年时期。,(,河池学院学生,:,三相电机的电源断相分析信号的故事,),如何救救电动机,请帮助我出个主意，想个办法：,电动机正常运转的情况；特点是什么？,电动机经常出故障的的情况：（调查：断相）,如何解决：能否把断相时的信号引到自动控制的电路上,断相时会有什么信号？如何分析？,对称,不对称,对称时：,不对称了：,N,A,B,C,中性线,负载,发电机,U,相,U,线,2005,年河池学院讲学留影,岑春友 蒋镇谦,电机断相之说,聚精会神 教师感动,北京师大物理系,06-08,级开设物理科学方法教育选修课,现在世界各国都把方法论的研究提到空前的高度，美国麻省理工学院为学生专门增设了方法论这一专门课程。我国,1978,年在制定,19781985,年,8,年全国科技规划时，“自然科学史和科学方法论”被列为重点研究项目之一。南京大学、北京师大物理系为学生开设了科学方法论选修课,上海和田路小学为学生开设创造技法课，从小培养学生掌握研究问题的方法，这都是有远见的做法。,科学方法论丛书 体现科法的教材,还应指出，进行方法论的教学与培养能力是一致的，一个人掌握的方法愈新颖、愈灵活，他的能力也就愈强。,理想实验,鸡兔同笼理想实验,.,ppt,5.,物理教学论的要求,一般的教学过程：,通过实验与感性认识,总结上升到,正确的理论；即 实践论,认识论,现代教学论：,通过实验与感性认识,介绍规律总结的方法,总结上升到正确的理论；,即 实践论,方法论,认识论,三维教学目标之（二）,:,过程与方法,1,经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试,应用科学探究的方法,研究物理问题，验证物理规律。,2,通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。,3,能计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，有一定自主学习的能力。,4,参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。,5,具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力、分析解决问题能力和交流合作能力。,6.,新课程教学理念的要求,基础教育改革要借重科学方法论 何尚武 课程教材教法,2008.5,.,物理科学方法教育内涵与课标三维目标,课标三维目标,物理科学方法教育内涵,知识与技能,（知识是载体）,过程与方法,掌握科学方法,情感态度,价值观,弘扬科学思想,树立科学态度,7.,物理教师应具备的基本素质,物理教师的,3351,具备三力,掌握三术,学会五法,物理教师的,3351,素质结构,渊博的专业学术,熟练的教育技术,良好的教学艺术,动力,想干,精力,能干,能力,会干,物理学研究方法,物理学学习方法,物理学教学方法,物理教学研究方法,物理教育资源的开发方法,始终如一,坚持开展教学研究,做一个研究型教师,研究型,教师,提高素质,开展研究,勇于实践,善于反思,