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【物理论文】物理学研究方法探讨

我们的教科书里面的科学知识是人类长期摸索大自然奥秘的结晶。而因为要尽快地将这些知识传播开来,教科书里收录的都是那些“纯粹的”、“有用的”的探究结果,而这些知识的…

我们的教科书里面的科学知识是人类长期摸索大自然奥秘的结晶。而因为要尽快地将这些知识传播开来,教科书里收录的都是那些“纯粹的”、“有用的”的探究结果,而这些知识的形成过程却不收录进教科书里。这样的教科书里面的内容更容易为人们所接受理解,都是按照该学科专业知识的逻辑结构来编写的,但是科学的历史发展与其逻辑结构并不是完全同步的。不过在科学知识的讲解过程当中,适当地增加一点和所讲知识有联系的历史小故事,能够激发学生的学习兴趣,启迪学生的思维,更能帮助学生理解所传授的内容,这是经过大量事实验证了的。

和在专业的知识传授过程中适当地增加一点历史知识所受到人们的重视程度相比,在专业的知识传授过程中加进研究方法的教学在以前则是严重地被忽略了。实际上,研究方法具有一个非常重要的性质——通用性,即同一种研究方法可以适用于很多不同的现象,所以把研究方法加进专业知识的教学中可以举一反三从而大大减轻教学工作量。而且结合专业知识的讲授讲点研究方法也能让所讲知识更方便理解。而更重要的是,这种方法可以培养学生从事科学研究的能力。

《新课程标准》已经把科学探究加入教学内容标准,目的是把学习的中心从强调知识的传承和积累向知识的探索过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而锻炼学生的科学探究能力。初中物理把科学探究渗透到教材的不同部分,并且在科学探究中灵活使用了不同的物理学的研究方法,如:控制变量法、转换法、建立模型法、等效法、类比法等,令学生在获取知识和技能的同时也掌握物理学的一般的研究方法。物理学的发展史就是物理科学方法的演化史,在物理学的研究过程中,观察实验是基础,教学方法是核心,科学思维是关键,物理学研究所涉及的方法有很多,系统而全面地总结物理学的研究方法,是一项十分艰难的系统工程,下面我们就物理学的常规方法和非常规方法作一剖析。

1. 常规方法

(1) 观察和实验

观察方法是在自然条件下,对客观事物进行科学的观察,从看似平常的现象中,分析出有关方面的联系,从偶然现象中找出必然规律。比如,“布朗运动”就是有意观察的成果。布朗经过对花粉、烟灰、碎叶、泥土、矿物质等无机物微粒的有意观察,发现了它们在水里无休止的无规则运动,这给后来揭开分子运动的奥秘打下了事实基础。实验方法则是在人为条件下,对客观事物进行科学的观察、研究自然规律的活动。在现代物理学法中中,电磁学起源于1819年著名的“奥斯特实验”:1887年,迈克尔孙----莫雷所做的:以太“为零结果的实验,致使爱因斯坦狭义相对论的诞生。物理实验正式作为特定的方法被确立,要归功给意大利物理学家伽利略,他最早倡导用实验科学的知识来武装人们,因此,伽利略被誉为“实验科学之父”。

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