物理学科的特点和学习目标

物理学科的特点和学习目标

　　物理学是一门基础学科。很多自然科学和现代工程技术，如电子计算机技术、自动控制、遥控遥测、宇宙航行等，都是在物理学的基础上发展起来的。因而物理的学习对于进一步学习和研究其它科学，对于掌握新技术都具有重要意义，是一门必须认真学习的学科。
　　一、物理学科的特点
　　中学物理课是由初中物理和高中物理共同组成的物理学基础课，高、初中物理各自独立讲述了物理课的力、热、电、光等部分知识，但高中物理课的广度和深度比初中要多得多。中学物理课程具有如下几个特点：
　　1．实验科学
　　物理学是一门实验科学，在学习中实验占有突出的地位。物理学中的很多概念、规律是从实验中归纳概括采的，当然，这些物理概念和规律也要进一步应用于实践当中。物理学的发展历史充分表明了实验对于物理学发展的重要意义。从一定意义上说，物理学的发展史就是物理实验的发展史。16世纪以前，物理学的发展非常缓慢，其重要的原因是实验没有受到重视。17世纪30年代，意大利物理学家伽利略在研究落体运动时作了大量的斜面实验，归纳得到了初步的惯性定律，推翻了亚里士多德统治世界几千年的错误观点，开创了以实验为基础研究物理现象的先河。从此以后，物理学家纷纷效仿伽利略，并且继承了他的研究方法，使最近300多年的物理学获得了迅猛的发展。因此，从物理学的发展来看，物理学是一门实验科学。
　　2．严密的理论科学
　　16世纪末期以前，物理学还仅仅是哲学的一部分，尚不是一门独立的科学。但到了19世纪末，物理学的发展已经相当完善。现在，物理学的研究对象更加广泛，从微观的极小的“基本粒子”到宏观的巨大星系，从实物形态到看不见摸不着的“场”。人们对物理世界的认识也更加深人。从各个分科来说：力学研究最简单的机械运动；热学研究较复杂的分子运动；电学研究复杂的电磁运动；光学和原子物理则研究更复杂的原子甚至包括基本粒子的运动。尽管目前还有不少物理问题没有得到解决，但物理学仍然是自然科学中发展最完善、体系最严密、最成熟的一门理论科学。
　　3．以数学为工具的科学 
　　以数学知识为工具，研究物理现象和物理过程，表达物理概念、物理规律和其他一些物理理论，解决物理问题，甚至推导出一些重要的结论，这是研究和学习物理的一个非常重要的特点。物理学也是运用数学方法最充分、最成功的一门科学。离开了数学方法，就不会有真正意义上的物理学。因为正是数学方法为物理学的研究提供了简明、精确的科学通用语言形式，才大大简化和加速了人们的思维过程。数学方法还为物理学提供了定量的计算方法，使物理学得以从定性分析的学科发展为定量分析的精密科学。在历史上，杰出的物理学家往往也是杰出的数学家，他们某些成就的获得也往往和运用数学方法有关。只有小学数学水平的法拉第以自己敏锐的直觉提出了“力线”的假说，而英国数学家则以自己惊人的数学才能，靠严密的数学推理，用方程式建立了电磁场理论，预言电磁波的存在。再如，牛顿是在研究流体力学的过程中发明并且运用了微积分，从而使研究获得重大进展。这些都说明了数学与物理的紧密联系。
　　二、物理学科的学习目的
　　依据中学物理的教学大纲和高考物理对中学生能力的要求，中学物理学科的学习目标包括如下几个方面：
　　1．掌握基础知识，了解实际运用
　　如果从每章来看，各章的内容均可以分为三个部分，首先，介绍物理现象，然后，引出物理概念和物理规律，最后，讲这些物理规律在现实的科学研究和社会生活中的运用。因而，掌握物理基础知识，主要包括深刻领会课本对日常生活和物理实验中基本物理现象的描述，并在此基础上理解并掌握一些基本物理概念、基本物理规律的建立、论证和阐述过程；了解物理知识的实际运用，主要是要注意课本中的典型应用实例。 
　　2．培养思维能力、实验能力和应用能力 
　　其中思维能力包括理解能力、推理能力和综合分析能力。物理学的理解能力包括理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件以及它们在简单条件下的运用；认清概念和规律的表达形式(包括文字表达和数学表达)；认清概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系等方面。物理学的推理能力是指根据已有知识和所给的物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或者作出正确的判断，并能够把推理过程正确地表达出来。物理学的综合分析能力包括独立地对具体问题进行具体分析，弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情景，找出其中起作用的因素及有关条件；把一个复杂的问题分解为若干比较简单的问题，找出它们之间的联系；灵活地运用物理知识综合解决所给的问题等。
　　培养实验能力，要逐步达到以下几个方面的要求：能在理解的基础上独立完成“知识内容表”中所列的实验，明确实验目的，理解和控制实验条件；会用在以前实验中学习过的实验方法；会正确使用在这些实验中用过的仪器；会观察分析实验现象，处理实验数据并且得出结论。
　　培养运用数学知识解决物理问题的能力就是要逐步学会根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；逐步培养运用几何图形、函数图象进行表达、分析的能力。
　　3．培养唯物辩证的自然观 
　　中学物理的很多内容非常生动鲜明地体现了唯物辩证的思想。如：无论是在力学部分还是在热学部分，都表现了能的转化和守恒的规律，这体现了物质运动的统一性；但这个规律在力学、热学等部分中的具体表现并不相同，又体现了物质运动的特殊性。牛顿定律、能量守恒等规律都从内因与外因、绝对和相对等方面体现了对立统一规律。课本中编人的一些例子，如现代物理学的研究成果以及物理知识在科研和生活中的运用，也有助于我们破除迷信，树立科学的自然观。通过对这些知识的学习，应该形成下面这些观念：世界是物质的；物质是运动的，但物质运动的形式是多种多样的；物质的运动是有规律的，这些规律可以被逐步认识；认识这些规律并且按照客观规律办事，可以改造自己，改造外部世界。
　　如果从这三个学习目标的联系来看，知识的学习是能力的提高和科学观形成的基础。另外，能力的培养还涉及到技能培养的问题。物理能力的培养离不开物理知识和物理技能的学习过程。所以，在接下来的两节中我们将讨论物理知识的学习和物理技能的学习方法问题。