大學(xué)物理教學(xué)中的方法論教學(xué)思考

物理學(xué)的發(fā)展過程中蘊(yùn)含著豐富的方法論思想，在就業(yè)形勢(shì)日益嚴(yán)峻的當(dāng)前，大學(xué)物理教學(xué)應(yīng)該結(jié)合方法論教學(xué)，在基礎(chǔ)課教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。這樣既有利于學(xué)生的全面發(fā)展，也有助于提高大學(xué)物理課程的現(xiàn)實(shí)地位，促進(jìn)教學(xué)效率的提高。

大學(xué)物理教學(xué)方法論思維方法近年來，隨著我國高等教育教學(xué)改革的發(fā)展和深入，作為理工類專業(yè)公共基礎(chǔ)課的大學(xué)物理課程也在發(fā)生著可喜的變化。教學(xué)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的改革和調(diào)整以及多媒體教材和教學(xué)手段的引入，為傳統(tǒng)的教學(xué)注入了新的活力。然而另一方面，隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，各專業(yè)學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系隨之在變，加上日益嚴(yán)峻的就業(yè)形勢(shì)的現(xiàn)實(shí)，也使得大學(xué)物理面臨種種困難和挑戰(zhàn)，如專業(yè)課的排擠、課時(shí)削減、學(xué)生厭學(xué)工科，等等。面對(duì)如此形勢(shì)，大學(xué)物理有必要從教學(xué)理念、教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自身的正確定位，適應(yīng)當(dāng)前高等教育教學(xué)改革的步伐。

一、實(shí)施方法論教學(xué)的意義

物理學(xué)的發(fā)展歷史，充分體現(xiàn)了人類認(rèn)識(shí)自然界由簡單到復(fù)雜、由表面到本質(zhì)的認(rèn)知過程。近代物理思想演變的歷史中蘊(yùn)涵著極為豐富的方法論內(nèi)容，包括思維方法、實(shí)踐方法乃至世界觀等，而這些方法充分地體現(xiàn)著物理學(xué)家敏銳的觀察力、豐富的想象力和獨(dú)特的創(chuàng)造力，因此有必要在大學(xué)物理教學(xué)中加入方法論教學(xué)的內(nèi)容。同時(shí)，可能很多教師在講授大學(xué)物理時(shí)，無形之中已經(jīng)進(jìn)行了方法論教育，但這種無意識(shí)教育和有意識(shí)教育在深度上有著必然的差異。大學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)當(dāng)將無意識(shí)的方法論教育變?yōu)橛幸庾R(shí)的方法論教育。

“授人以魚，不如授人以漁”。在就業(yè)形勢(shì)越來越嚴(yán)峻的今天，對(duì)于大學(xué)物理教學(xué)，講授知識(shí)僅僅是最基本的工作，更重要的是以物理知識(shí)為載體引導(dǎo)學(xué)生了解、領(lǐng)悟，最終掌握解決各種問題的方法。這些方法不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生解決專業(yè)技術(shù)問題的能力，還可以延伸到社會(huì)生活，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

二、大學(xué)物理學(xué)中的方法

物理學(xué)中的方法，主要是指在研究和解決物理問題中所形成的方法，包含有觀察方法、思維方法和實(shí)踐方法等方面。

1.觀察與實(shí)驗(yàn)方法

物理學(xué)中包含有大量的實(shí)驗(yàn)，許多物理概念的建立、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都是從實(shí)驗(yàn)開始，大學(xué)物理教材也包含了大量經(jīng)典的演示實(shí)驗(yàn)，如密立根油滴實(shí)驗(yàn)、托馬斯·楊干涉實(shí)驗(yàn)，等等。很多實(shí)驗(yàn)都來自于生活中，并力求通過簡單的過程解決重大的物理問題。教學(xué)中對(duì)這些實(shí)驗(yàn)展開講授，無論是對(duì)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，還是動(dòng)手實(shí)踐能力，都有重要的指導(dǎo)作用。尤其是發(fā)現(xiàn)問題的能力培養(yǎng)，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)問題往往才是研究過程的開始和基礎(chǔ)。

2.科學(xué)抽象方法

科學(xué)抽象方法即為思維方法，如理想化方法、比較與類比方法、歸納與演繹方法、分析與綜合方法，等等。

（1）理想化方法。理想化方法包括理想實(shí)體或系統(tǒng)、理想過程以及理想輔助模型等，理想化方法在物理學(xué)中有重要的應(yīng)用，如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、場(chǎng)線等，其核心就是忽略次要因素，抓住主要矛盾，從而得出規(guī)律。正如著名科學(xué)家錢學(xué)森所說：“模型就是通過對(duì)問題觀察的分解，利用我們考究得來的原理，吸收一切主要素，略去一切不主要因素所創(chuàng)造出來的一幅圖畫……”

（2）比較與類比方法，其核心在于“同中求異，異中求同”。類比法有具體和抽象之分。具體如電學(xué)中用水壓和電壓的比較來引入電壓，是用生活中常見現(xiàn)象和物理概念、規(guī)律作比較；抽象如量子力學(xué)中德布羅意將光的波粒二象性推廣到一切實(shí)物粒子，這些具有創(chuàng)造性的比較對(duì)于開拓學(xué)生的思維、想象大有裨益。

（3）歸納與演繹方法。德布羅意曾說：“是哲學(xué)、歸納法……”把他吸引到科學(xué)上來的。玻爾原子理論則是在兩個(gè)假設(shè)的前提下經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯推理而建立的，還有如狹義相對(duì)論的建立也體現(xiàn)著演繹的精妙。

（4）分析與綜合方法。如受力分析時(shí)用到的“整體”與“隔離”以及大量物理實(shí)驗(yàn)中用到的控制變量，等等。

以上提到的方法顯然不僅僅只對(duì)于物理知識(shí)的學(xué)習(xí)有益，如果能夠引導(dǎo)學(xué)生去思考、領(lǐng)悟這些方法，對(duì)于提高他們的提出問題和解決問題的能力也會(huì)事半而功倍。

三、實(shí)施方法論教學(xué)的策略

大學(xué)物理教學(xué)實(shí)施方法論教育的核心在于通過有意識(shí)的方法論教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題并解決問題的能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

1.在教學(xué)中滲透方法論教育

首先，可從物理實(shí)驗(yàn)、概念和規(guī)律的教學(xué)開始，基本的概念和規(guī)律構(gòu)成了物理學(xué)大廈的基礎(chǔ)和框架，蘊(yùn)含著豐富的物理思想和方法，如萬有引力、庫侖定律中的平方反比規(guī)律，伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，等等。在教學(xué)中，教師有意識(shí)地去揭示這些方法，引導(dǎo)學(xué)生去體會(huì)和模仿科學(xué)家們思考問題的方法，想象和模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使他們不但知其然而且知其所以然，從而理解物理思想和方法的實(shí)質(zhì)。

其次，是練習(xí)和例題講解。實(shí)施方法論教學(xué)要改革現(xiàn)有教材中的就事論事、側(cè)重理論的例題模式，增加閱讀、論述及應(yīng)用型的習(xí)題，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)物理學(xué)中的方法之巧、方法之美。如力學(xué)中“牛頓大炮”引出的宇宙速度的事例，波動(dòng)光學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生去了解人們對(duì)于“光的本性”的曲折認(rèn)識(shí)過程，等等。

再次，教學(xué)中方法論教育還要從“新”處著眼，要善于將方法論與當(dāng)前科技發(fā)展的前沿結(jié)合起來，讓學(xué)生體會(huì)到方法不僅僅存在于過去，還與現(xiàn)在和將來密切相關(guān)。

2.在考核方式中加入方法論因素

物理教學(xué)由知識(shí)教育轉(zhuǎn)向方法論教育，有必要與考核方式的改革相配套，可在考核內(nèi)容和考核形式中體現(xiàn)出來。具體如減少試題中標(biāo)準(zhǔn)化部分（如選擇、填空等），增加開放類試題，加入能體現(xiàn)方法、思維等素質(zhì)的考試內(nèi)容等。例如，論述推理型試題能考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的深層次理解能力、文字表述能力，學(xué)生通過自己的提煉來進(jìn)行建模、說明、論證、分析和探討，有利于在提出自己見解的過程中去突破常規(guī)思維模式。應(yīng)用型試題則有助于引導(dǎo)學(xué)生去觀察生活，從具體現(xiàn)象中提煉出物理模型，既能鍛煉學(xué)生綜合思維能力，也體現(xiàn)出理、工學(xué)科之間在知識(shí)上的滲透。

四、結(jié)束語

當(dāng)前，在高校教學(xué)改革的新形勢(shì)下，大學(xué)物理學(xué)作為理工科專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，有著天然的廣泛受眾，有責(zé)任擔(dān)負(fù)起引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，探究科學(xué)發(fā)展的重任。

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