物理科学方法教育的内涵及教学模式简介
【专题解析】
物理科学方法教育的内容包括三个方面，即弘扬科学精神，掌握科学方法，树立科学态度。
1 弘扬科学精神
一个民族要真正立于世界民族之林，一要在高新技术的发展中积极竞争，二要在全民族中倡导科学精神。只有发展科学技术，弘扬科学精神，人类才能进步，社会才能发展。
16世纪以来，先后发生了深刻改变人们宇宙观、方法论的两次科学革命。从此，科学便成为人类文明进步的一面旗帜，科学精神成为一切社会生活中的精神导引。那么，什么是科学和科学精神？
科学就是人们以严肃的态度、严密的观测和实验、严格的推理所得的关于客观世界的各种物质的形态、结构、相互作用和它们运动、变化、发展的规律性知识（周光召语）。而且这种规律知识（理论）是从客观实际抽象出来，又在客观实际中得到了证明的。如果不是从客观实际（特殊）上升到理论（一般），最后又从理论回到客观实际中去检验，那就不能称之为科学。
科学有四个层面。一是器物技术层面，这是科学的外化部分或者说是应用部分。二是解释层面，包括基本概念、事实、定律、理论，这是科学中最基本的部分。三是社会层面，包括社会建制和文化环境，这是科学的社会支撑部分。四是精神层面，包括科学思想、科学方法等等，这是科学的灵魂。不了解科学的四个层面，就不可能真正理解科学。我们的教学往往重视第二部分，而忽视科学精神的培养。 科学精神主要体现在以下几个方面：
一、科学精神是怀疑精神
科学的态度首先就是怀疑，它要求人们凡事都要问一个“为什么”，追问它“究竟有什么根据”，打破沙锅问到底，而决不轻易相信。亚利士多德说，重的物体比轻的物体先落地，真的如此吗？如果是这样，为什么一个分币和一张揉成一团的纸可以同时落地呢？（几乎同时）伽利略正是对类似的问题提出了怀疑，所以才推翻了亚利士多德的一些观点，解决了物理学中诸如力与运动的关系、自由落体规律等问题，促进了物理学的长足发展。所以，著名的科学方法论学者波普尔说：正是怀疑、问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。在这个意义上可以说，科学的历史就是通过怀疑，提出问题并解答问题的历史。
当然，科学的怀疑精神，绝不是否定一切。怀疑的目的在于：一是要从熟悉的现象进入未知的领域。二是去伪存真，把原来不正确的东西逐步纠正过来。
辩证唯物主义认为科学的怀疑精神，决不可与否定一切的绝对怀疑论等同。科学的怀疑精神是辩证的否定，它不是否定一切，而是通过否定得到肯定的东西。因而科学的怀疑精神虽然也认为，一切知识都是相对的，都值得怀疑。但它不是主观的相对主义，而是客观的相对主义，即：“它不是在否定客观真理的意义上，而是在我们的知识向客观真理接近的界限，受历史条件制约的意义上，承认我们一切知识的相对性。”（列宁）
二、科学精神是求真精神
科学研究的目的是求真，是追求真理。什么是真理？真理是人的认识与客观实际相符合的真实的知识。在求真问题上，首先应该承认，我们的认识对象——自然界是客观存在的。自然界是在我们之外的一个巨大的世界，这个世界离开我们人类而独立存在。从思想上掌握这个在个人之外的、客观存在的世界，是科学的一个最高目标。其次，要承认我们的认识对象—自然界是可知的。尽管世界上的事物是千变万化的，但是其运动及变化是有规律的，是可以被人们认识的。而且就整个人类的认识能力来讲是无限的，世界上只有暂时未被认识的事物，而没有永远不可认识的事物。爱因斯坦有一句名言，他说：相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。
三、科学精神是创新精神
“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”创新也是科学的生命，没有创新，就没有科学，没有创新，科学将停滞不前！教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人材的摇篮。“知识创新就是指新思想产生、深化、交流并应用到产品（服务）中去，以促进企业获得成功，国家经济活动得到增强，社会取得进步。”长期以来，由于对“新”定位过高，有人对中小学生创新持怀疑态度。其实，通常说的“新”大多在两个层面上体现它的意义：一是“前无古人的”层面，亦即首创性的事物谓之新。其参照系为人类历史，因而这种“新”只有极少数人可以企及。二是“概率不大的”层面，就是在特定群体中是鲜见的，同样具有“新”意。可见，在前一个层面上，学生特别是中小学生可及者确实不多。但在后一层面上，尤以具体的学生群体为参照时，情形却不然。在中小学，我们所说的创新是指通过对中小学生施以科学方法的教育和影响，使他们作为一个独立的个体，能够善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，掌握其中蕴含的基本规律，并且具备相应的能力，为将来成为创新型人材奠定全面的素质基础。当然“新”还涉及价值。毫无价值甚至有害之“新”，社会非但不倡导反而禁止。一般情况下人们看重创新的社会价值和经济价值以及发展价值，得其一者即可，三者兼及更佳。中小学生创新，重在发展价值。学生能够别出心裁地解决一道题，虽无明显社会效益和经济效益，却锻炼了能力也是非常宝贵的。
另外，创新和继承也是分不开的；一方面，没有创新，科学便成为万古不变的教条，成为只是让人逐字逐句背诵的经典。另一方面，如果没有刻苦认真地学习、
继承前人的工作，就不可能有所发现，有所发明，有所创新。相对论、量子力学、现代综合进化论等现代科学的伟大成就，都是在继承前人成果的基础上产生与发展起来的。所以在继承中创新，在创新中继承。
四、科学精神是人文精神
科学是人类在认识世界、改造世界的过程中，形成与发展起来的一种系统的、有组织的、特殊的活动。在当代，科学已经成为人类文明的主流，它广泛地渗透到政治、经济、法律、文化领域之中。这是因为，科学归根结底是和人类的切身利益和长远利益息息相关的，因而，近代科学从培根的“知识就是力量”开始，人文精神就成为它固有的精神。
马克思站在社会发展史的高度指出，科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。
爱因斯坦说得更具体，他认为，如果没有科学，人民群众就不会有像样的家庭生活，不会有铁路和无线电，不会有防治传染病的办法，不会有廉价书籍，不会有文化，不会有艺术的普遍享受。也就不会有把人从生产生活必需品的苦役中解放出来的机器。
五、科学精神是实践精神
我们要弘扬科学精神，必须对实践有一个正确的认识，而且还必须亲自参加实践。 实践是人们能动地认识世界和改造世界的、社会性的、客观相互作用的活动。它的特点是：实践是客观活动，实践的对象、手段和结果都是客观的。实践是能动的活动、是人类有目的、有意识的、自觉地改造客观世界和主观世界的活动。同时，实践是社会历史活动。人民群众是实践的主体。实践是不断地发展的，因而具有历史性。
实践活动多种多样，基本形式有三种。第一种是生产斗争实践，它是人类最基本的实践活动。它决定其他一切实践活动。第二种是人们处理社会关系的实践活动。第三种是科学实验，它是一种研究性的系统实践活动。
实践是认识的来源．人们在实践中接触事物，感知事物的现象，进而揭示其本质。实践是认识发展的动力，实践的需要推动认识的发展，实践改造了人的主观世界，发展和提高了人的认识能力和智力。
实践是检验认识正确与否的唯一标准。只有通过实践才能证实认识和发展认识。 实践是认识的目的。认识来自于实践，又必须服务于实践．实践是认识的目的和归宿。
这样通过科学精神的学习与宣传，使学生树立一个正确的自然观，即对自然界有一个总体的看法, 知道自然界是一个有机、辩证统一的大系统；自然界是可以认
识的，自然界是简单的、和谐的、美的；而认识自然界必须按一定的规律、运用一定的科学方法（综合的）；同时，要树立善于观察，勇于实践，勤于思考的观念，明确实践是检验真理唯一标准的坚定信念。
2 掌握科学方法
科学方法是科学思想的具体体现，方法论与世界观是一致的。我们要想认识自然界必须应用科学的方法。只有严格地按照科学的方法（例如由特殊到一般与由一般到特殊），才可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。否则将是一事无成。物理学发展的历史中也不乏这样的例子。在研究通过磁场是否可以产生电流时，有的科学家曾经把作实验用的磁铁和线圈与电流表远远地隔离开来，放在另一个房间中。当把磁铁插入线圈中、或从线圈中拔出时，再跑到另一个房间中去观察电流表的示数有无变化，结果电流表的指针早已偏转后而停止了。唾手可得的电磁感应规律，由于观察方法的不当而迟到了几乎十年。我们通过物理科学方法教育，就是要让学生了解物理学家是如何提出问题的，是怎样思考问题的，又是运用什么方法解决问题的。进而让学生了解方法的基本概念，方法的存在形式，各种方法的内含及运用的程序，从而掌握认识自然界的工具。 科学方法与科学知识、科学精神三者是密切联系在一起的。三者之中，科学知识是最基本的，它是科学方法、科学精神的载体。科学方法往往直接附着在科学知识之中，而科学思想与精神则应当从具体的科学知识与方法中去提炼、升华。所以，科学精神难以单独介绍，要靠学习者从具体的科学知识与方法中逐渐悟出。对科学知识与方法掌握得很少，理解得不深，是很难谈到掌握科学精神的。科学经得起人们去反复琢磨，也要求人们经常“反刍”。同样的，对科学知识，每多学一遍，都会有新的收获，积累的知识多了，回头去看初学的知识，理解又会加深。对科学方法，也是如此，初学时只是记住了，或者会机械地搬用，以后逐渐地会悟出它的妙处，会比较出各种方法之间的不同以及它们之间的联系。 3 树立科学态度
科学的态度，我们可以归纳为四个字，即“严谨求实”。就是通过物理科学方法教育，使我们的学生养成严肃认真，一丝不苟，讲究卫生的良好作风，以及实事求是，客观公正，尊重证据，坚持真理，修正错误的优良品德。
一、科学态度就是严谨的态度
物理学最早是包含在自然哲学中。当时自然哲学考察自然界的基本方式是思辨。对自然界只是提出定性的猜测，而缺乏系统、定量的研究。自从伽利略倡导了以实验为基础，应用科学的思维，进行定量地描述，三种方法巧妙结合进行物理学的研究之后，物理学才真正成为一门精密的、定量科学。也只有这样，客观规律才能真正地得到精确严密的描述。例如，进行光谱测量分析，氢（）光谱的波长为6562.88（1＝10-10ｍ），如果测量马马虎虎，测出它的波长为6561.00，虽然相差仅1.8，结果已经不是氢光谱，而是氢的同位素氘（）光谱了。
既然物理学是一门严密定量的科学，当然也就要求我们必需以严谨的态度进行研究工作。在这方面，许多物理学家做出了榜样。
我国老一辈物理学家叶企孙教授在1921年测定的普朗克常数的数值h ＝
6.556±0.009×10-10尔格秒被国际物理学界沿用达十几年。开普勒根据第谷留下的大量天体的观测资料，应用定量化的研究，进行各种繁杂的运算，找出了行星的运行轨道，并总结了著名的行星运动定律。而在此之前，人们认为天体是沿正圆的轨道匀速运行的。开始开普勒也按此运算，结果与第谷的观察值相差8角分（合8＇，合0.133°），相当于从10米以外观察一个一角的分币，就是这样小的误差，开普勒也不放过。他知道第谷观察的误差不会超过0.5角分，因此开普勒又从重新按照椭圆轨道来计算，终于在1609年发表了第一和第二定律，1619年发表了第三定律。
1898年末，居里夫妇在发现钋之后又发现了另一种具有“前所未闻的”更大放射强度的新元素“镭”，他们决定把它分离出来。当时的条件极端困难，没有助手，一切自已动手，他们既是物理学家，又是化学家，技师，实验员和“水泥工人”。在最艰难的条件下劳动了4年，终于在1902年从8吨的矿碴中提炼出了0.12克纯氯化镭，并测定出镭的原子量是225，它的放射强度比铀大7500倍以上。如果居里夫妇没有坚韧不拔，不怕牺牲，勇于追求真理的大无畏精神；严肃认真，—丝不苟、实事求是的工作作风，是不可能取得如此巨大的成就的。所以他们也一直为人们所传颂，成为世人的楷模。
二、科学态度就是实事求是的态度
毛泽东同志在《改造我们的学习》这篇文章中，对实事求是作过精辟、通俗的论述：“‘实事’就是客观存在着的一切事物，‘求’就是我们去研究，‘是’就是客观事物的内部联系，即规律”。这段话清楚地告诉我们实事求是就是一切从实际出发，按照客观规律办事，这是对待一切事物应有的基本态度.
从实际出发，就是从客观事物和客观情况出发；而不是从精神出发，从主观愿望出发。客观实际是实事求是的基础，离开了客观实际，也就离开了实事求是。所以，我们无论办任何事情，都必须全面地认识客观事物，历史地考察客观事物，尊重事实，承认客观现实存在的事实是不以任何人的意志为转移的。
实事求是的科学态度，也是忠诚老实的态度。毛泽东同志指出“知识的问题是一个科学问题，来不得半点的虚伪和骄傲，决定地需要的倒是其反面——诚实和谦逊的态度”。（《毛泽东选集》第二卷P264）也就是说，要尊重事实，如实反映事物的本来面貌，这样才能客观地揭示事物的本来面貌和内在规律。人们从事科学研究，目的是为了揭示自然界的奥秘或探索社会各领域内的规律，只有那些经得起实践检验的科学研究成果，才会得到世人的承认。一项艰巨的科学研究任务，是具有探索性和创造性的工作，往往需要科学家付出毕生的心血。它要求科学家必须以极其严肃的态度来对对待，来不得半点虚伪和骄傲，否则将一事无成，严重的甚至要身败名裂。学生在学校学习，也必须具有老老实实的求知态度。对学习要实事求是，懂就是懂，不懂就是不懂。在学习上决不能不懂装懂，自欺欺人，或者马马虎虎，敷衍塞责，甚至弄虚作假抄袭舞弊。
物理学的发展史中，实事求是的例子不胜枚举。爱因斯坦是治学严谨实事求是的楷模。爱因斯坦在成功面前不停步，缺点面前不护短。在柏林的一次物理讨论会上，一位著名的物理学家兴高采烈地报告白己的研究成果。当报告人走下讲台时，爱因斯坦急忙上前赔礼道歉，对他说：“你的某些理论是根据我不久前发表的文章做出的，但是很遗憾，那些思想是错误的。”反映了他的实事求是的高贵品质。 密立根对基本电荷的测量举世闻名。他为了精确测定基本电荷日夜工作约6年之久，经过了无数次的测量和改进，才于1910年发表。值得提出的是他在这篇论文中写了一个注解；“我已去掉了在一个带电油滴上明显地看到的一次不肯定的没有重复出现过的观测结果，它给出这个油滴的电荷值比最终得到的ｅ值大约要少30％。”他如实记录所观察到的现象，不缩小也不夸大，而且, 对这个异常情况，作了认真的交待。他这种实事求是的精神，十分感人，启迪后人对这个问题开展研究，物理学家狄拉克就非常重视这个有价值的历史资料。
20世纪初，光电效应的一些实验结果使经典电磁理论陷入困境，为了寻求光电效应的理论解释，1905年爱因斯坦受普朗克量子假设的启发，大胆地建立了光子模型，并提出著名的爱因斯坦光电效应方程，圆满地解释了光电效应现象。但是，这个结果当时并没有获得普遍的公认，许多人都试图从实验上去验证光电效应方程。由于实验设计不理想，结果与理论预期相差甚远，好多人对光电效应方程持怀疑态度，甚至连相信量子概念的一些著名的物理学家，包括普朗克本人也持反对态度。密立根当时就是作为一个光电效应方程的怀疑者去进行实验研究的典型代表之一。他花了10年的时间企图从实验得出否定的结果。但却于1915年宣布他从实验中证实由光量子理论得到的ｈ值与普朗克公式得到的ｈ值完全一致。从而证明了爱因斯坦光电方程的正确性。正如他自己所说：“经过10年之久的实验变换和学习，„„„我把一切努力从一开始就针对光量子发射能量的精密测量，测量它随温度、波长、材料（接触电势差）改变的函数关系。与我自己的预料相反，这项工作终于在1914年成了爱因斯坦方程式在很小实验误差范围内精确有效的第一次直接实验证据，并且第一次直接从光电效应测定普朗克常数ｈ，所得精度大约为0.5％，这是当时所能得到的最佳值。”密立根这种勇于探索、一丝不苟、在事实面前老老实实、绝对服从真理的精神，值得我们学习。
【 想一想，写一写】
1 ．在课堂教学中如何体现严谨求实的科学态度？
物理科学方法教育的内涵及教学模式简介
张宪魁（中国教育学会物理教学专业委员会秘书处、教授）
【专题解析】
物理科学方法教育的内容包括三个方面，即弘扬科学精神，掌握科学方法，树立科学态度。
1 弘扬科学精神
一个民族要真正立于世界民族之林，一要在高新技术的发展中积极竞争，二要在全民族中倡导科学精神。只有发展科学技术，弘扬科学精神，人类才能进步，社会才能发展。
16世纪以来，先后发生了深刻改变人们宇宙观、方法论的两次科学革命。从此，科学便成为人类文明进步的一面旗帜，科学精神成为一切社会生活中的精神导引。那么，什么是科学和科学精神？
科学就是人们以严肃的态度、严密的观测和实验、严格的推理所得的关于客观世界的各种物质的形态、结构、相互作用和它们运动、变化、发展的规律性知识（周光召语）。而且这种规律知识（理论）是从客观实际抽象出来，又在客观实际中得到了证明的。如果不是从客观实际（特殊）上升到理论（一般），最后又从理论回到客观实际中去检验，那就不能称之为科学。
科学有四个层面。一是器物技术层面，这是科学的外化部分或者说是应用部分。二是解释层面，包括基本概念、事实、定律、理论，这是科学中最基本的部分。三是社会层面，包括社会建制和文化环境，这是科学的社会支撑部分。四是精神层面，包括科学思想、科学方法等等，这是科学的灵魂。不了解科学的四个层面，就不可能真正理解科学。我们的教学往往重视第二部分，而忽视科学精神的培养。 科学精神主要体现在以下几个方面：
一、科学精神是怀疑精神
科学的态度首先就是怀疑，它要求人们凡事都要问一个“为什么”，追问它“究竟有什么根据”，打破沙锅问到底，而决不轻易相信。亚利士多德说，重的物体比轻的物体先落地，真的如此吗？如果是这样，为什么一个分币和一张揉成一团的纸可以同时落地呢？（几乎同时）伽利略正是对类似的问题提出了怀疑，所以才推翻了亚利士多德的一些观点，解决了物理学中诸如力与运动的关系、自由落体规律等问题，促进了物理学的长足发展。所以，著名的科学方法论学者波普尔说：正是怀疑、问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。在这个意义上可以说，科学的历史就是通过怀疑，提出问题并解答问题的历史。
当然，科学的怀疑精神，绝不是否定一切。怀疑的目的在于：一是要从熟悉的现象进入未知的领域。二是去伪存真，把原来不正确的东西逐步纠正过来。
辩证唯物主义认为科学的怀疑精神，决不可与否定一切的绝对怀疑论等同。科学的怀疑精神是辩证的否定，它不是否定一切，而是通过否定得到肯定的东西。因而科学的怀疑精神虽然也认为，一切知识都是相对的，都值得怀疑。但它不是主观的相对主义，而是客观的相对主义，即：“它不是在否定客观真理的意义上，而是在我们的知识向客观真理接近的界限，受历史条件制约的意义上，承认我们一切知识的相对性。”（列宁）
二、科学精神是求真精神
科学研究的目的是求真，是追求真理。什么是真理？真理是人的认识与客观实际相符合的真实的知识。在求真问题上，首先应该承认，我们的认识对象——自然界是客观存在的。自然界是在我们之外的一个巨大的世界，这个世界离开我们人类而独立存在。从思想上掌握这个在个人之外的、客观存在的世界，是科学的一个最高目标。其次，要承认我们的认识对象—自然界是可知的。尽管世界上的事物是千变万化的，但是其运动及变化是有规律的，是可以被人们认识的。而且就整个人类的认识能力来讲是无限的，世界上只有暂时未被认识的事物，而没有永远不可认识的事物。爱因斯坦有一句名言，他说：相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。
三、科学精神是创新精神
“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”创新也是科学的生命，没有创新，就没有科学，没有创新，科学将停滞不前！教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人材的摇篮。“知识创新就是指新思想产生、深化、交流并应用到产品（服务）中去，以促进企业获得成功，国家经济活动得到增强，社会取得进步。”长期以来，由于对“新”定位过高，有人对中小学生创新持怀疑态度。其实，通常说的“新”大多在两个层面上体现它的意义：一是“前无古人的”层面，亦即首创性的事物谓之新。其参照系为人类历史，因而这种“新”只有极少数人可以企及。二是“概率不大的”层面，就是在特定群体中是鲜见的，同样具有“新”意。可见，在前一个层面上，学生特别是中小学生可及者确实不多。但在后一层面上，尤以具体的学生群体为参照时，情形却不然。在中小学，我们所说的创新是指通过对中小学生施以科学方法的教育和影响，使他们作为一个独立的个体，能够善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，掌握其中蕴含的基本规律，并且具备相应的能力，为将来成为创新型人材奠定全面的素质基础。当然“新”还涉及价值。毫无价值甚至有害之“新”，社会非但不倡导反而禁止。一般情况下人们看重创新的社会价值和经济价值以及发展价值，得其一者即可，三者兼及更佳。中小学生创新，重在发展价值。学生能够别出心裁地解决一道题，虽无明显社会效益和经济效益，却锻炼了能力也是非常宝贵的。
另外，创新和继承也是分不开的；一方面，没有创新，科学便成为万古不变的教条，成为只是让人逐字逐句背诵的经典。另一方面，如果没有刻苦认真地学习、继承前人的工作，就不可能有所发现，有所发明，有所创新。相对论、量子力学、现代综合进化论等现代科学的伟大成就，都是在继承前人成果的基础上产生与发展起来的。所以在继承中创新，在创新中继承。
四、科学精神是人文精神
科学是人类在认识世界、改造世界的过程中，形成与发展起来的一种系统的、有组织的、特殊的活动。在当代，科学已经成为人类文明的主流，它广泛地渗透到政治、经济、法律、文化领域之中。这是因为，科学归根结底是和人类的切身利
益和长远利益息息相关的，因而，近代科学从培根的“知识就是力量”开始，人文精神就成为它固有的精神。
马克思站在社会发展史的高度指出，科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。
爱因斯坦说得更具体，他认为，如果没有科学，人民群众就不会有像样的家庭生活，不会有铁路和无线电，不会有防治传染病的办法，不会有廉价书籍，不会有文化，不会有艺术的普遍享受。也就不会有把人从生产生活必需品的苦役中解放出来的机器。
五、科学精神是实践精神
我们要弘扬科学精神，必须对实践有一个正确的认识，而且还必须亲自参加实践。 实践是人们能动地认识世界和改造世界的、社会性的、客观相互作用的活动。它的特点是：实践是客观活动，实践的对象、手段和结果都是客观的。实践是能动的活动、是人类有目的、有意识的、自觉地改造客观世界和主观世界的活动。同时，实践是社会历史活动。人民群众是实践的主体。实践是不断地发展的，因而具有历史性。
实践活动多种多样，基本形式有三种。第一种是生产斗争实践，它是人类最基本的实践活动。它决定其他一切实践活动。第二种是人们处理社会关系的实践活动。第三种是科学实验，它是一种研究性的系统实践活动。
实践是认识的来源．人们在实践中接触事物，感知事物的现象，进而揭示其本质。实践是认识发展的动力，实践的需要推动认识的发展，实践改造了人的主观世界，发展和提高了人的认识能力和智力。
实践是检验认识正确与否的唯一标准。只有通过实践才能证实认识和发展认识。 实践是认识的目的。认识来自于实践，又必须服务于实践．实践是认识的目的和归宿。
这样通过科学精神的学习与宣传，使学生树立一个正确的自然观，即对自然界有一个总体的看法, 知道自然界是一个有机、辩证统一的大系统；自然界是可以认识的，自然界是简单的、和谐的、美的；而认识自然界必须按一定的规律、运用一定的科学方法（综合的）；同时，要树立善于观察，勇于实践，勤于思考的观念，明确实践是检验真理唯一标准的坚定信念。
2 掌握科学方法
科学方法是科学思想的具体体现，方法论与世界观是一致的。我们要想认识自然界必须应用科学的方法。只有严格地按照科学的方法（例如由特殊到一般与由一
般到特殊），才可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。否则将是一事无成。物理学发展的历史中也不乏这样的例子。在研究通过磁场是否可以产生电流时，有的科学家曾经把作实验用的磁铁和线圈与电流表远远地隔离开来，放在另一个房间中。当把磁铁插入线圈中、或从线圈中拔出时，再跑到另一个房间中去观察电流表的示数有无变化，结果电流表的指针早已偏转后而停止了。唾手可得的电磁感应规律，由于观察方法的不当而迟到了几乎十年。我们通过物理科学方法教育，就是要让学生了解物理学家是如何提出问题的，是怎样思考问题的，又是运用什么方法解决问题的。进而让学生了解方法的基本概念，方法的存在形式，各种方法的内含及运用的程序，从而掌握认识自然界的工具。 科学方法与科学知识、科学精神三者是密切联系在一起的。三者之中，科学知识是最基本的，它是科学方法、科学精神的载体。科学方法往往直接附着在科学知识之中，而科学思想与精神则应当从具体的科学知识与方法中去提炼、升华。所以，科学精神难以单独介绍，要靠学习者从具体的科学知识与方法中逐渐悟出。对科学知识与方法掌握得很少，理解得不深，是很难谈到掌握科学精神的。科学经得起人们去反复琢磨，也要求人们经常“反刍”。同样的，对科学知识，每多学一遍，都会有新的收获，积累的知识多了，回头去看初学的知识，理解又会加深。对科学方法，也是如此，初学时只是记住了，或者会机械地搬用，以后逐渐地会悟出它的妙处，会比较出各种方法之间的不同以及它们之间的联系。 3 树立科学态度
科学的态度，我们可以归纳为四个字，即“严谨求实”。就是通过物理科学方法教育，使我们的学生养成严肃认真，一丝不苟，讲究卫生的良好作风，以及实事求是，客观公正，尊重证据，坚持真理，修正错误的优良品德。
一、科学态度就是严谨的态度
物理学最早是包含在自然哲学中。当时自然哲学考察自然界的基本方式是思辨。对自然界只是提出定性的猜测，而缺乏系统、定量的研究。自从伽利略倡导了以实验为基础，应用科学的思维，进行定量地描述，三种方法巧妙结合
物理科学方法教育的内涵及教学模式简介
张宪魁（中国教育学会物理教学专业委员会秘书处、教授）
【专题解析】
物理科学方法教育的内容包括三个方面，即弘扬科学精神，掌握科学方法，树立科学态度。
1 弘扬科学精神
一个民族要真正立于世界民族之林，一要在高新技术的发展中积极竞争，二要在全民族中倡导科学精神。只有发展科学技术，弘扬科学精神，人类才能进步，社会才能发展。
16世纪以来，先后发生了深刻改变人们宇宙观、方法论的两次科学革命。从此，科学便成为人类文明进步的一面旗帜，科学精神成为一切社会生活中的精神导引。那么，什么是科学和科学精神？
科学就是人们以严肃的态度、严密的观测和实验、严格的推理所得的关于客观世界的各种物质的形态、结构、相互作用和它们运动、变化、发展的规律性知识（周光召语）。而且这种规律知识（理论）是从客观实际抽象出来，又在客观实际中得到了证明的。如果不是从客观实际（特殊）上升到理论（一般），最后又从理论回到客观实际中去检验，那就不能称之为科学。
科学有四个层面。一是器物技术层面，这是科学的外化部分或者说是应用部分。二是解释层面，包括基本概念、事实、定律、理论，这是科学中最基本的部分。三是社会层面，包括社会建制和文化环境，这是科学的社会支撑部分。四是精神层面，包括科学思想、科学方法等等，这是科学的灵魂。不了解科学的四个层面，就不可能真正理解科学。我们的教学往往重视第二部分，而忽视科学精神的培养。 科学精神主要体现在以下几个方面：
一、科学精神是怀疑精神
科学的态度首先就是怀疑，它要求人们凡事都要问一个“为什么”，追问它“究竟有什么根据”，打破沙锅问到底，而决不轻易相信。亚利士多德说，重的物体比轻的物体先落地，真的如此吗？如果是这样，为什么一个分币和一张揉成一团的纸可以同时落地呢？（几乎同时）伽利略正是对类似的问题提出了怀疑，所以才推翻了亚利士多德的一些观点，解决了物理学中诸如力与运动的关系、自由落体规律等问题，促进了物理学的长足发展。所以，著名的科学方法论学者波普尔说：正是怀疑、问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。在这个意义上可以说，科学的历史就是通过怀疑，提出问题并解答问题的历史。
当然，科学的怀疑精神，绝不是否定一切。怀疑的目的在于：一是要从熟悉的现象进入未知的领域。二是去伪存真，把原来不正确的东西逐步纠正过来。
辩证唯物主义认为科学的怀疑精神，决不可与否定一切的绝对怀疑论等同。科学的怀疑精神是辩证的否定，它不是否定一切，而是通过否定得到肯定的东西。因而科学的怀疑精神虽然也认为，一切知识都是相对的，都值得怀疑。但它不是主观的相对主义，而是客观的相对主义，即：“它不是在否定客观真理的意义上，而是在我们的知识向客观真理接近的界限，受历史条件制约的意义上，承认我们一切知识的相对性。”（列宁）
二、科学精神是求真精神
科学研究的目的是求真，是追求真理。什么是真理？真理是人的认识与客观实际相符合的真实的知识。在求真问题上，首先应该承认，我们的认识对象——自然界是客观存在的。自然界是在我们之外的一个巨大的世界，这个世界离开我们人类而独立存在。从思想上掌握这个在个人之外的、客观存在的世界，是科学的一个最高目标。其次，要承认我们的认识对象—自然界是可知的。尽管世界上的事物是千变万化的，但是其运动及变化是有规律的，是可以被人们认识的。而且就整个人类的认识能力来讲是无限的，世界上只有暂时未被认识的事物，而没有永远不可认识的事物。爱因斯坦有一句名言，他说：相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。
三、科学精神是创新精神
“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”创新也是科学的生命，没有创新，就没有科学，没有创新，科学将停滞不前！教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人材的摇篮。“知识创新就是指新思想产生、深化、交流并应用到产品（服务）中去，以促进企业获得成功，国家经济活动得到增强，社会取得进步。”长期以来，由于对“新”定位过高，有人对中小学生创新持怀疑态度。其实，通常说的“新”大多在两个层面上体现它的意义：一是“前无古人的”层面，亦即首创性的事物谓之新。其参照系为人类历史，因而这种“新”只有极少数人可以企及。二是“概率不大的”层面，就是在特定群体中是鲜见的，同样具有“新”意。可见，在前一个层面上，学生特别是中小学生可及者确实不多。但在后一层面上，尤以具体的学生群体为参照时，情形却不然。在中小学，我们所说的创新是指通过对中小学生施以科学方法的教育和影响，使他们作为一个独立的个体，能够善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，掌握其中蕴含的基本规律，并且具备相应的能力，为将来成为创新型人材奠定全面的素质基础。当然“新”还涉及价值。毫无价值甚至有害之“新”，社会非但不倡导反而禁止。一般情况下人们看重创新的社会价值和经济价值以及发展价值，得其一者即可，三者兼及更佳。中小学生创新，重在发展价值。学生能够别出心裁地解决一道题，虽无明显社会效益和经济效益，却锻炼了能力也是非常宝贵的。
另外，创新和继承也是分不开的；一方面，没有创新，科学便成为万古不变的教条，成为只是让人逐字逐句背诵的经典。另一方面，如果没有刻苦认真地学习、继承前人的工作，就不可能有所发现，有所发明，有所创新。相对论、量子力学、现代综合进化论等现代科学的伟大成就，都是在继承前人成果的基础上产生与发展起来的。所以在继承中创新，在创新中继承。
四、科学精神是人文精神
科学是人类在认识世界、改造世界的过程中，形成与发展起来的一种系统的、有组织的、特殊的活动。在当代，科学已经成为人类文明的主流，它广泛地渗透到政治、经济、法律、文化领域之中。这是因为，科学归根结底是和人类的切身利
益和长远利益息息相关的，因而，近代科学从培根的“知识就是力量”开始，人文精神就成为它固有的精神。
马克思站在社会发展史的高度指出，科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。
爱因斯坦说得更具体，他认为，如果没有科学，人民群众就不会有像样的家庭生活，不会有铁路和无线电，不会有防治传染病的办法，不会有廉价书籍，不会有文化，不会有艺术的普遍享受。也就不会有把人从生产生活必需品的苦役中解放出来的机器。
五、科学精神是实践精神
我们要弘扬科学精神，必须对实践有一个正确的认识，而且还必须亲自参加实践。 实践是人们能动地认识世界和改造世界的、社会性的、客观相互作用的活动。它的特点是：实践是客观活动，实践的对象、手段和结果都是客观的。实践是能动的活动、是人类有目的、有意识的、自觉地改造客观世界和主观世界的活动。同时，实践是社会历史活动。人民群众是实践的主体。实践是不断地发展的，因而具有历史性。
实践活动多种多样，基本形式有三种。第一种是生产斗争实践，它是人类最基本的实践活动。它决定其他一切实践活动。第二种是人们处理社会关系的实践活动。第三种是科学实验，它是一种研究性的系统实践活动。
实践是认识的来源．人们在实践中接触事物，感知事物的现象，进而揭示其本质。实践是认识发展的动力，实践的需要推动认识的发展，实践改造了人的主观世界，发展和提高了人的认识能力和智力。
实践是检验认识正确与否的唯一标准。只有通过实践才能证实认识和发展认识。 实践是认识的目的。认识来自于实践，又必须服务于实践．实践是认识的目的和归宿。
这样通过科学精神的学习与宣传，使学生树立一个正确的自然观，即对自然界有一个总体的看法, 知道自然界是一个有机、辩证统一的大系统；自然界是可以认识的，自然界是简单的、和谐的、美的；而认识自然界必须按一定的规律、运用一定的科学方法（综合的）；同时，要树立善于观察，勇于实践，勤于思考的观念，明确实践是检验真理唯一标准的坚定信念。
2 掌握科学方法
科学方法是科学思想的具体体现，方法论与世界观是一致的。我们要想认识自然界必须应用科学的方法。只有严格地按照科学的方法（例如由特殊到一般与由一
般到特殊），才可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。否则将是一事无成。物理学发展的历史中也不乏这样的例子。在研究通过磁场是否可以产生电流时，有的科学家曾经把作实验用的磁铁和线圈与电流表远远地隔离开来，放在另一个房间中。当把磁铁插入线圈中、或从线圈中拔出时，再跑到另一个房间中去观察电流表的示数有无变化，结果电流表的指针早已偏转后而停止了。唾手可得的电磁感应规律，由于观察方法的不当而迟到了几乎十年。我们通过物理科学方法教育，就是要让学生了解物理学家是如何提出问题的，是怎样思考问题的，又是运用什么方法解决问题的。进而让学生了解方法的基本概念，方法的存在形式，各种方法的内含及运用的程序，从而掌握认识自然界的工具。 科学方法与科学知识、科学精神三者是密切联系在一起的。三者之中，科学知识是最基本的，它是科学方法、科学精神的载体。科学方法往往直接附着在科学知识之中，而科学思想与精神则应当从具体的科学知识与方法中去提炼、升华。所以，科学精神难以单独介绍，要靠学习者从具体的科学知识与方法中逐渐悟出。对科学知识与方法掌握得很少，理解得不深，是很难谈到掌握科学精神的。科学经得起人们去反复琢磨，也要求人们经常“反刍”。同样的，对科学知识，每多学一遍，都会有新的收获，积累的知识多了，回头去看初学的知识，理解又会加深。对科学方法，也是如此，初学时只是记住了，或者会机械地搬用，以后逐渐地会悟出它的妙处，会比较出各种方法之间的不同以及它们之间的联系。 3 树立科学态度
科学的态度，我们可以归纳为四个字，即“严谨求实”。就是通过物理科学方法教育，使我们的学生养成严肃认真，一丝不苟，讲究卫生的良好作风，以及实事求是，客观公正，尊重证据，坚持真理，修正错误的优良品德。
一、科学态度就是严谨的态度
物理学最早是包含在自然哲学中。当时自然哲学考察自然界的基本方式是思辨。对自然界只是提出定性的猜测，而缺乏系统、定量的研究。自从伽利略倡导了以实验为基础，应用科学的思维，进行定量地描述，三种方法巧妙结合进行物理学的研究之后，物理学才真正成为一门精密的、定量科学。也只有这样，客观规律才能真正地得到精确严密的描述。例如，进行光谱测量分析，氢（）光谱的波长为6562.88（1＝10-10ｍ），如果测量马马虎虎，测出它的波长为6561.00，虽然相差仅1.8，结果已经不是氢光谱，而是氢的同位素氘（）光谱了。
既然物理学是一门严密定量的科学，当然也就要求我们必需以严谨的态度进行研究工作。在这方面，许多物理学家做出了榜样。
我国老一辈物理学家叶企孙教授在1921年测定的普朗克常数的数值h ＝
6.556±0.009×10-10尔格秒被国际物理学界沿用达十几年。开普勒根据第谷留下的大量天体的观测资料，应用定量化的研究，进行各种繁杂的运算，找出了行星的运行轨道，并总结了著名的行星运动定律。而在此之前，人们认为天体是沿正圆的轨道匀速运行的。开始开普勒也按此运算，结果与第谷的观察值相差8角
分（合8＇，合0.133°），相当于从10米以外观察一个一角的分币，就是这样小的误差，开普勒也不放过。他知道第谷观察的误差不会超过0.5角分，因此开普勒又从重新按照椭圆轨道来计算，终于在1609年发表了第一和第二定律，1619年发表了第三定律。
1898年末，居里夫妇在发现钋之后又发现了另一种具有“前所未闻的”更大放射强度的新元素“镭”，他们决定把它分离出来。当时的条件极端困难，没有助手，一切自已动手，他们既是物理学家，又是化学家，技师，实验员和“水泥工人”。在最艰难的条件下劳动了4年，终于在1902年从8吨的矿碴中提炼出了0.12克纯氯化镭，并测定出镭的原子量是225，它的放射强度比铀大7500倍以上。如果居里夫妇没有坚韧不拔，不怕牺牲，勇于追求真理的大无畏精神；严肃认真，—丝不苟、实事求是的工作作风，是不可能取得如此巨大的成就的。所以他们也一直为人们所传颂，成为世人的楷模。
二、科学态度就是实事求是的态度
毛泽东同志在《改造我们的学习》这篇文章中，对实事求是作过精辟、通俗的论述：“‘实事’就是客观存在着的一切事物，‘求’就是我们去研究，‘是’就是客观事物的内部联系，即规律”。这段话清楚地告诉我们实事求是就是一切从实际出发，按照客观规律办事，这是对待一切事物应有的基本态度.
从实际出发，就是从客观事物和客观情况出发；而不是从精神出发，从主观愿望出发。客观实际是实事求是的基础，离开了客观实际，也就离开了实事求是。所以，我们无论办任何事情，都必须全面地认识客观事物，历史地考察客观事物，尊重事实，承认客观现实存在的事实是不以任何人的意志为转移的。
实事求是的科学态度，也是忠诚老实的态度。毛泽东同志指出“知识的问题是一个科学问题，来不得半点的虚伪和骄傲，决定地需要的倒是其反面——诚实和谦逊的态度”。（《毛泽东选集》第二卷P264）也就是说，要尊重事实，如实反映事物的本来面貌，这样才能客观地揭示事物的本来面貌和内在规律。人们从事科学研究，目的是为了揭示自然界的奥秘或探索社会各领域内的规律，只有那些经得起实践检验的科学研究成果，才会得到世人的承认。一项艰巨的科学研究任务，是具有探索性和创造性的工作，往往需要科学家付出毕生的心血。它要求科学家必须以极其严肃的态度来对对待，来不得半点虚伪和骄傲，否则将一事无成，严重的甚至要身败名裂。学生在学校学习，也必须具有老老实实的求知态度。对学习要实事求是，懂就是懂，不懂就是不懂。在学习上决不能不懂装懂，自欺欺人，或者马马虎虎，敷衍塞责，甚至弄虚作假抄袭舞弊。
物理学的发展史中，实事求是的例子不胜枚举。爱因斯坦是治学严谨实事求是的楷模。爱因斯坦在成功面前不停步，缺点面前不护短。在柏林的一次物理讨论会上，一位著名的物理学家兴高采烈地报告白己的研究成果。当报告人走下讲台时，爱因斯坦急忙上前赔礼道歉，对他说：“你的某些理论是根据我不久前发表的文章做出的，但是很遗憾，那些思想是错误的。”反映了他的实事求是的高贵品质。
密立根对基本电荷的测量举世闻名。他为了精确测定基本电荷日夜工作约6年之久，经过了无数次的测量和改进，才于1910年发表。值得提出的是他在这篇论文中写了一个注解；“我已去掉了在一个带电油滴上明显地看到的一次不肯定的没有重复出现过的观测结果，它给出这个油滴的电荷值比最终得到的ｅ值大约要少30％。”他如实记录所观察到的现象，不缩小也不夸大，而且, 对这个异常情况，作了认真的交待。他这种实事求是的精神，十分感人，启迪后人对这个问题开展研究，物理学家狄拉克就非常重视这个有价值的历史资料。
20世纪初，光电效应的一些实验结果使经典电磁理论陷入困境，为了寻求光电效应的理论解释，1905年爱因斯坦受普朗克量子假设的启发，大胆地建立了光子模型，并提出著名的爱因斯坦光电效应方程，圆满地解释了光电效应现象。但是，这个结果当时并没有获得普遍的公认，许多人都试图从实验上去验证光电效应方程。由于实验设计不理想，结果与理论预期相差甚远，好多人对光电效应方程持怀疑态度，甚至连相信量子概念的一些著名的物理学家，包括普朗克本人也持反对态度。密立根当时就是作为一个光电效应方程的怀疑者去进行实验研究的典型代表之一。他花了10年的时间企图从实验得出否定的结果。但却于1915年宣布他从实验中证实由光量子理论得到的ｈ值与普朗克公式得到的ｈ值完全一致。从而证明了爱因斯坦光电方程的正确性。正如他自己所说：“经过10年之久的实验变换和学习，„„„我把一切努力从一开始就针对光量子发射能量的精密测量，测量它随温度、波长、材料（接触电势差）改变的函数关系。与我自己的预料相反，这项工作终于在1914年成了爱因斯坦方程式在很小实验误差范围内精确有效的第一次直接实验证据，并且第一次直接从光电效应测定普朗克常数ｈ，所得精度大约为0.5％，这是当时所能得到的最佳值。”密立根这种勇于探索、一丝不苟、在事实面前老老实实、绝对服从真理的精神，值得我们学习。
【 想一想，写一写】
1 ．在课堂教学中如何体现严谨求实的科学态度？
物理科学方法教育的内涵及教学模式简介
张宪魁（中国教育学会物理教学专业委员会秘书处、教授）
【专题解析】
物理科学方法教育的内容包括三个方面，即弘扬科学精神，掌握科学方法，树立科学态度。
1 弘扬科学精神
一个民族要真正立于世界民族之林，一要在高新技术的发展中积极竞争，二要在全民族中倡导科学精神。只有发展科学技术，弘扬科学精神，人类才能进步，社会才能发展。
16世纪以来，先后发生了深刻改变人们宇宙观、方法论的两次科学革命。从此，科学便成为人类文明进步的一面旗帜，科学精神成为一切社会生活中的精神导引。那么，什么是科学和科学精神？
科学就是人们以严肃的态度、严密的观测和实验、严格的推理所得的关于客观世界的各种物质的形态、结构、相互作用和它们运动、变化、发展的规律性知识（周光召语）。而且这种规律知识（理论）是从客观实际抽象出来，又在客观实际中得到了证明的。如果不是从客观实际（特殊）上升到理论（一般），最后又从理论回到客观实际中去检验，那就不能称之为科学。
科学有四个层面。一是器物技术层面，这是科学的外化部分或者说是应用部分。二是解释层面，包括基本概念、事实、定律、理论，这是科学中最基本的部分。三是社会层面，包括社会建制和文化环境，这是科学的社会支撑部分。四是精神层面，包括科学思想、科学方法等等，这是科学的灵魂。不了解科学的四个层面，就不可能真正理解科学。我们的教学往往重视第二部分，而忽视科学精神的培养。 科学精神主要体现在以下几个方面：
一、科学精神是怀疑精神
科学的态度首先就是怀疑，它要求人们凡事都要问一个“为什么”，追问它“究竟有什么根据”，打破沙锅问到底，而决不轻易相信。亚利士多德说，重的物体比轻的物体先落地，真的如此吗？如果是这样，为什么一个分币和一张揉成一团的纸可以同时落地呢？（几乎同时）伽利略正是对类似的问题提出了怀疑，所以才推翻了亚利士多德的一些观点，解决了物理学中诸如力与运动的关系、自由落体规律等问题，促进了物理学的长足发展。所以，著名的科学方法论学者波普尔说：正是怀疑、问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。在这个意义上可以说，科学的历史就是通过怀疑，提出问题并解答问题的历史。
当然，科学的怀疑精神，绝不是否定一切。怀疑的目的在于：一是要从熟悉的现象进入未知的领域。二是去伪存真，把原来不正确的东西逐步纠正过来。
辩证唯物主义认为科学的怀疑精神，决不可与否定一切的绝对怀疑论等同。科学的怀疑精神是辩证的否定，它不是否定一切，而是通过否定得到肯定的东西。因而科学的怀疑精神虽然也认为，一切知识都是相对的，都值得怀疑。但它不是主观的相对主义，而是客观的相对主义，即：“它不是在否定客观真理的意义上，而是在我们的知识向客观真理接近的界限，受历史条件制约的意义上，承认我们一切知识的相对性。”（列宁）
二、科学精神是求真精神
科学研究的目的是求真，是追求真理。什么是真理？真理是人的认识与客观实际相符合的真实的知识。在求真问题上，首先应该承认，我们的认识对象——自然界是客观存在的。自然界是在我们之外的一个巨大的世界，这个世界离开我们人类而独立存在。从思想上掌握这个在个人之外的、客观存在的世界，是科学的一
个最高目标。其次，要承认我们的认识对象—自然界是可知的。尽管世界上的事物是千变万化的，但是其运动及变化是有规律的，是可以被人们认识的。而且就整个人类的认识能力来讲是无限的，世界上只有暂时未被认识的事物，而没有永远不可认识的事物。爱因斯坦有一句名言，他说：相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。
三、科学精神是创新精神
“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”创新也是科学的生命，没有创新，就没有科学，没有创新，科学将停滞不前！教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人材的摇篮。“知识创新就是指新思想产生、深化、交流并应用到产品（服务）中去，以促进企业获得成功，国家经济活动得到增强，社会取得进步。”长期以来，由于对“新”定位过高，有人对中小学生创新持怀疑态度。其实，通常说的“新”大多在两个层面上体现它的意义：一是“前无古人的”层面，亦即首创性的事物谓之新。其参照系为人类历史，因而这种“新”只有极少数人可以企及。二是“概率不大的”层面，就是在特定群体中是鲜见的，同样具有“新”意。可见，在前一个层面上，学生特别是中小学生可及者确实不多。但在后一层面上，尤以具体的学生群体为参照时，情形却不然。在中小学，我们所说的创新是指通过对中小学生施以科学方法的教育和影响，使他们作为一个独立的个体，能够善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，掌握其中蕴含的基本规律，并且具备相应的能力，为将来成为创新型人材奠定全面的素质基础。当然“新”还涉及价值。毫无价值甚至有害之“新”，社会非但不倡导反而禁止。一般情况下人们看重创新的社会价值和经济价值以及发展价值，得其一者即可，三者兼及更佳。中小学生创新，重在发展价值。学生能够别出心裁地解决一道题，虽无明显社会效益和经济效益，却锻炼了能力也是非常宝贵的。
另外，创新和继承也是分不开的；一方面，没有创新，科学便成为万古不变的教条，成为只是让人逐字逐句背诵的经典。另一方面，如果没有刻苦认真地学习、继承前人的工作，就不可能有所发现，有所发明，有所创新。相对论、量子力学、现代综合进化论等现代科学的伟大成就，都是在继承前人成果的基础上产生与发展起来的。所以在继承中创新，在创新中继承。
四、科学精神是人文精神
科学是人类在认识世界、改造世界的过程中，形成与发展起来的一种系统的、有组织的、特殊的活动。在当代，科学已经成为人类文明的主流，它广泛地渗透到政治、经济、法律、文化领域之中。这是因为，科学归根结底是和人类的切身利益和长远利益息息相关的，因而，近代科学从培根的“知识就是力量”开始，人文精神就成为它固有的精神。
马克思站在社会发展史的高度指出，科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。
爱因斯坦说得更具体，他认为，如果没有科学，人民群众就不会有像样的家庭生活，不会有铁路和无线电，不会有防治传染病的办法，不会有廉价书籍，不会有文化，不会有艺术的普遍享受。也就不会有把人从生产生活必需品的苦役中解放出来的机器。
五、科学精神是实践精神
我们要弘扬科学精神，必须对实践有一个正确的认识，而且还必须亲自参加实践。 实践是人们能动地认识世界和改造世界的、社会性的、客观相互作用的活动。它的特点是：实践是客观活动，实践的对象、手段和结果都是客观的。实践是能动的活动、是人类有目的、有意识的、自觉地改造客观世界和主观世界的活动。同时，实践是社会历史活动。人民群众是实践的主体。实践是不断地发展的，因而具有历史性。
实践活动多种多样，基本形式有三种。第一种是生产斗争实践，它是人类最基本的实践活动。它决定其他一切实践活动。第二种是人们处理社会关系的实践活动。第三种是科学实验，它是一种研究性的系统实践活动。
实践是认识的来源．人们在实践中接触事物，感知事物的现象，进而揭示其本质。实践是认识发展的动力，实践的需要推动认识的发展，实践改造了人的主观世界，发展和提高了人的认识能力和智力。
实践是检验认识正确与否的唯一标准。只有通过实践才能证实认识和发展认识。 实践是认识的目的。认识来自于实践，又必须服务于实践．实践是认识的目的和归宿。
这样通过科学精神的学习与宣传，使学生树立一个正确的自然观，即对自然界有一个总体的看法, 知道自然界是一个有机、辩证统一的大系统；自然界是可以认识的，自然界是简单的、和谐的、美的；而认识自然界必须按一定的规律、运用一定的科学方法（综合的）；同时，要树立善于观察，勇于实践，勤于思考的观念，明确实践是检验真理唯一标准的坚定信念。
2 掌握科学方法
科学方法是科学思想的具体体现，方法论与世界观是一致的。我们要想认识自然界必须应用科学的方法。只有严格地按照科学的方法（例如由特殊到一般与由一般到特殊），才可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。否则将是一事无成。物理学发展的历史中也不乏这样的例子。在研究通过磁场是否可以产生电流时，有的科学家曾经把作实验用的磁铁和线圈与电流表远远地隔离开来，放在另一个房间中。当把磁铁插入线圈中、或从线圈中拔出时，再跑到另一个房间中去观察电流表的示数有无变化，结果电流表的指针早已偏转后而停止了。唾手可得的电磁感应规律，由于观察方法的不当而迟到了几乎十年。我们通
过物理科学方法教育，就是要让学生了解物理学家是如何提出问题的，是怎样思考问题的，又是运用什么方法解决问题的。进而让学生了解方法的基本概念，方法的存在形式，各种方法的内含及运用的程序，从而掌握认识自然界的工具。 科学方法与科学知识、科学精神三者是密切联系在一起的。三者之中，科学知识是最基本的，它是科学方法、科学精神的载体。科学方法往往直接附着在科学知识之中，而科学思想与精神则应当从具体的科学知识与方法中去提炼、升华。所以，科学精神难以单独介绍，要靠学习者从具体的科学知识与方法中逐渐悟出。对科学知识与方法掌握得很少，理解得不深，是很难谈到掌握科学精神的。科学经得起人们去反复琢磨，也要求人们经常“反刍”。同样的，对科学知识，每多学一遍，都会有新的收获，积累的知识多了，回头去看初学的知识，理解又会加深。对科学方法，也是如此，初学时只是记住了，或者会机械地搬用，以后逐渐地会悟出它的妙处，会比较出各种方法之间的不同以及它们之间的联系。 3 树立科学态度
科学的态度，我们可以归纳为四个字，即“严谨求实”。就是通过物理科学方法教育，使我们的学生养成严肃认真，一丝不苟，讲究卫生的良好作风，以及实事求是，客观公正，尊重证据，坚持真理，修正错误的优良品德。
一、科学态度就是严谨的态度
物理学最早是包含在自然哲学中。当时自然哲学考察自然界的基本方式是思辨。对自然界只是提出定性的猜测，而缺乏系统、定量的研究。自从伽利略倡导了以实验为基础，应用科学的思维，进行定量地描述，三种方法巧妙结合进行物理学的研究之后，物理学才真正成为一门精密的、定量科学。也只有这样，客观规律才能真正地得到精确严密的描述。例如，进行光谱测量分析，氢（）光谱的波长为6562.88（1＝10-10ｍ），如果测量马马虎虎，测出它的波长为6561.00，虽然相差仅1.8，结果已经不是氢光谱，而是氢的同位素氘（）光谱了。
既然物理学是一门严密定量的科学，当然也就要求我们必需以严谨的态度进行研究工作。在这方面，许多物理学家做出了榜样。
我国老一辈物理学家叶企孙教授在1921年测定的普朗克常数的数值h ＝
6.556±0.009×10-10尔格秒被国际物理学界沿用达十几年。开普勒根据第谷留下的大量天体的观测资料，应用定量化的研究，进行各种繁杂的运算，找出了行星的运行轨道，并总结了著名的行星运动定律。而在此之前，人们认为天体是沿正圆的轨道匀速运行的。开始开普勒也按此运算，结果与第谷的观察值相差8角分（合8＇，合0.133°），相当于从10米以外观察一个一角的分币，就是这样小的误差，开普勒也不放过。他知道第谷观察的误差不会超过0.5角分，因此开普勒又从重新按照椭圆轨道来计算，终于在1609年发表了第一和第二定律，1619年发表了第三定律。
1898年末，居里夫妇在发现钋之后又发现了另一种具有“前所未闻的”更大放射强度的新元素“镭”，他们决定把它分离出来。当时的条件极端困难，没有助手，一切自已动手，他们既是物理学家，又是化学家，技师，实验员和“水泥工人”。在最艰难的条件下劳动了4年，终于在1902年从8吨的矿碴中提炼出了0.12克纯氯化镭，并测定出镭的原子量是225，它的放射强度比铀大7500倍以上。如果居里夫妇没有坚韧不拔，不怕牺牲，勇于追求真理的大无畏精神；严肃认真，—丝不苟、实事求是的工作作风，是不可能取得如此巨大的成就的。所以他们也一直为人们所传颂，成为世人的楷模。
二、科学态度就是实事求是的态度
毛泽东同志在《改造我们的学习》这篇文章中，对实事求是作过精辟、通俗的论述：“‘实事’就是客观存在着的一切事物，‘求’就是我们去研究，‘是’就是客观事物的内部联系，即规律”。这段话清楚地告诉我们实事求是就是一切从实际出发，按照客观规律办事，这是对待一切事物应有的基本态度.
从实际出发，就是从客观事物和客观情况出发；而不是从精神出发，从主观愿望出发。客观实际是实事求是的基础，离开了客观实际，也就离开了实事求是。所以，我们无论办任何事情，都必须全面地认识客观事物，历史地考察客观事物，尊重事实，承认客观现实存在的事实是不以任何人的意志为转移的。
实事求是的科学态度，也是忠诚老实的态度。毛泽东同志指出“知识的问题是一个科学问题，来不得半点的虚伪和骄傲，决定地需要的倒是其反面——诚实和谦逊的态度”。（《毛泽东选集》第二卷P264）也就是说，要尊重事实，如实反映事物的本来面貌，这样才能客观地揭示事物的本来面貌和内在规律。人们从事科学研究，目的是为了揭示自然界的奥秘或探索社会各领域内的规律，只有那些经得起实践检验的科学研究成果，才会得到世人的承认。一项艰巨的科学研究任务，是具有探索性和创造性的工作，往往需要科学家付出毕生的心血。它要求科学家必须以极其严肃的态度来对对待，来不得半点虚伪和骄傲，否则将一事无成，严重的甚至要身败名裂。学生在学校学习，也必须具有老老实实的求知态度。对学习要实事求是，懂就是懂，不懂就是不懂。在学习上决不能不懂装懂，自欺欺人，或者马马虎虎，敷衍塞责，甚至弄虚作假抄袭舞弊。
物理学的发展史中，实事求是的例子不胜枚举。爱因斯坦是治学严谨实事求是的楷模。爱因斯坦在成功面前不停步，缺点面前不护短。在柏林的一次物理讨论会上，一位著名的物理学家兴高采烈地报告白己的研究成果。当报告人走下讲台时，爱因斯坦急忙上前赔礼道歉，对他说：“你的某些理论是根据我不久前发表的文章做出的，但是很遗憾，那些思想是错误的。”反映了他的实事求是的高贵品质。 密立根对基本电荷的测量举世闻名。他为了精确测定基本电荷日夜工作约6年之久，经过了无数次的测量和改进，才于1910年发表。值得提出的是他在这篇论文中写了一个注解；“我已去掉了在一个带电油滴上明显地看到的一次不肯定的没有重复出现过的观测结果，它给出这个油滴的电荷值比最终得到的ｅ值大约要少30％。”他如实记录所观察到的现象，不缩小也不夸大，而且, 对这个异常情
况，作了认真的交待。他这种实事求是的精神，十分感人，启迪后人对这个问题开展研究，物理学家狄拉克就非常重视这个有价值的历史资料。
20世纪初，光电效应的一些实验结果使经典电磁理论陷入困境，为了寻求光电效应的理论解释，1905年爱因斯坦受普朗克量子假设的启发，大胆地建立了光子模型，并提出著名的爱因斯坦光电效应方程，圆满地解释了光电效应现象。但是，这个结果当时并没有获得普遍的公认，许多人都试图从实验上去验证光电效应方程。由于实验设计不理想，结果与理论预期相差甚远，好多人对光电效应方程持怀疑态度，甚至连相信量子概念的一些著名的物理学家，包括普朗克本人也持反对态度。密立根当时就是作为一个光电效应方程的怀疑者去进行实验研究的典型代表之一。他花了10年的时间企图从实验得出否定的结果。但却于1915年宣布他从实验中证实由光量子理论得到的ｈ值与普朗克公式得到的ｈ值完全一致。从而证明了爱因斯坦光电方程的正确性。正如他自己所说：“经过10年之久的实验变换和学习，„„„我把一切努力从一开始就针对光量子发射能量的精密测量，测量它随温度、波长、材料（接触电势差）改变的函数关系。与我自己的预料相反，这项工作终于在1914年成了爱因斯坦方程式在很小实验误差范围内精确有效的第一次直接实验证据，并且第一次直接从光电效应测定普朗克常数ｈ，所得精度大约为0.5％，这是当时所能得到的最佳值。”密立根这种勇于探索、一丝不苟、在事实面前老老实实、绝对服从真理的精神，值得我们学习。
【 想一想，写一写】
1 ．在课堂教学中如何体现严谨求实的科学态度？
知法并行教学模式就是物理科学方法之一. “知法并行”教学模式的提出, 适合新课程理念的要求. 它是在教学过程中, 以教材中的知识发展过程和伴随知识的发展过程所蕴含的科学方法为基础, 将知识的发展过程及其所运用的科学方法整理出来的线索, 使“知识线”和“方法线”在教学过程中同时展开, 并行前进的一种科学方法. 这种方法是将知识线和方法线自始至终把整个课堂的主心骨紧抓不放, 使一堂课的条理非常清楚. 以往教学过程中, 科学方法经常采用隐处理, 即不明确表达出来, 这就使学生不能获得对科学方法的理性认识. 而知法并行是将“知识线”和“方法线”紧密结合起来, 以显性的方式呈现出来, 能使学生有意识地学习科学方法, 让学生自觉地以科学方法为指导来加深知识的理解.
知法并行教学模式”是指在物理课堂教学过程中, 以教材中的知识发展过程和对应知识的发展过程所蕴涵的科学方法为基础, 将知识的发展过程及其所运用的科学方法整理出线索, 使“知识线”和“方法线”在教学过程中同时展开、并行前进的一种科学方法教育、教学模式.
物理科学方法教育的内涵及教学模式简介
【专题解析】
物理科学方法教育的内容包括三个方面，即弘扬科学精神，掌握科学方法，树立科学态度。
1 弘扬科学精神
一个民族要真正立于世界民族之林，一要在高新技术的发展中积极竞争，二要在全民族中倡导科学精神。只有发展科学技术，弘扬科学精神，人类才能进步，社会才能发展。
16世纪以来，先后发生了深刻改变人们宇宙观、方法论的两次科学革命。从此，科学便成为人类文明进步的一面旗帜，科学精神成为一切社会生活中的精神导引。那么，什么是科学和科学精神？
科学就是人们以严肃的态度、严密的观测和实验、严格的推理所得的关于客观世界的各种物质的形态、结构、相互作用和它们运动、变化、发展的规律性知识（周光召语）。而且这种规律知识（理论）是从客观实际抽象出来，又在客观实际中得到了证明的。如果不是从客观实际（特殊）上升到理论（一般），最后又从理论回到客观实际中去检验，那就不能称之为科学。
科学有四个层面。一是器物技术层面，这是科学的外化部分或者说是应用部分。二是解释层面，包括基本概念、事实、定律、理论，这是科学中最基本的部分。三是社会层面，包括社会建制和文化环境，这是科学的社会支撑部分。四是精神层面，包括科学思想、科学方法等等，这是科学的灵魂。不了解科学的四个层面，就不可能真正理解科学。我们的教学往往重视第二部分，而忽视科学精神的培养。 科学精神主要体现在以下几个方面：
一、科学精神是怀疑精神
科学的态度首先就是怀疑，它要求人们凡事都要问一个“为什么”，追问它“究竟有什么根据”，打破沙锅问到底，而决不轻易相信。亚利士多德说，重的物体比轻的物体先落地，真的如此吗？如果是这样，为什么一个分币和一张揉成一团的纸可以同时落地呢？（几乎同时）伽利略正是对类似的问题提出了怀疑，所以才推翻了亚利士多德的一些观点，解决了物理学中诸如力与运动的关系、自由落体规律等问题，促进了物理学的长足发展。所以，著名的科学方法论学者波普尔说：正是怀疑、问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。在这个意义上可以说，科学的历史就是通过怀疑，提出问题并解答问题的历史。
当然，科学的怀疑精神，绝不是否定一切。怀疑的目的在于：一是要从熟悉的现象进入未知的领域。二是去伪存真，把原来不正确的东西逐步纠正过来。
辩证唯物主义认为科学的怀疑精神，决不可与否定一切的绝对怀疑论等同。科学的怀疑精神是辩证的否定，它不是否定一切，而是通过否定得到肯定的东西。因而科学的怀疑精神虽然也认为，一切知识都是相对的，都值得怀疑。但它不是主观的相对主义，而是客观的相对主义，即：“它不是在否定客观真理的意义上，而是在我们的知识向客观真理接近的界限，受历史条件制约的意义上，承认我们一切知识的相对性。”（列宁）
二、科学精神是求真精神
科学研究的目的是求真，是追求真理。什么是真理？真理是人的认识与客观实际相符合的真实的知识。在求真问题上，首先应该承认，我们的认识对象——自然界是客观存在的。自然界是在我们之外的一个巨大的世界，这个世界离开我们人类而独立存在。从思想上掌握这个在个人之外的、客观存在的世界，是科学的一个最高目标。其次，要承认我们的认识对象—自然界是可知的。尽管世界上的事物是千变万化的，但是其运动及变化是有规律的，是可以被人们认识的。而且就整个人类的认识能力来讲是无限的，世界上只有暂时未被认识的事物，而没有永远不可认识的事物。爱因斯坦有一句名言，他说：相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。
三、科学精神是创新精神
“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”创新也是科学的生命，没有创新，就没有科学，没有创新，科学将停滞不前！教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人材的摇篮。“知识创新就是指新思想产生、深化、交流并应用到产品（服务）中去，以促进企业获得成功，国家经济活动得到增强，社会取得进步。”长期以来，由于对“新”定位过高，有人对中小学生创新持怀疑态度。其实，通常说的“新”大多在两个层面上体现它的意义：一是“前无古人的”层面，亦即首创性的事物谓之新。其参照系为人类历史，因而这种“新”只有极少数人可以企及。二是“概率不大的”层面，就是在特定群体中是鲜见的，同样具有“新”意。可见，在前一个层面上，学生特别是中小学生可及者确实不多。但在后一层面上，尤以具体的学生群体为参照时，情形却不然。在中小学，我们所说的创新是指通过对中小学生施以科学方法的教育和影响，使他们作为一个独立的个体，能够善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，掌握其中蕴含的基本规律，并且具备相应的能力，为将来成为创新型人材奠定全面的素质基础。当然“新”还涉及价值。毫无价值甚至有害之“新”，社会非但不倡导反而禁止。一般情况下人们看重创新的社会价值和经济价值以及发展价值，得其一者即可，三者兼及更佳。中小学生创新，重在发展价值。学生能够别出心裁地解决一道题，虽无明显社会效益和经济效益，却锻炼了能力也是非常宝贵的。
另外，创新和继承也是分不开的；一方面，没有创新，科学便成为万古不变的教条，成为只是让人逐字逐句背诵的经典。另一方面，如果没有刻苦认真地学习、
继承前人的工作，就不可能有所发现，有所发明，有所创新。相对论、量子力学、现代综合进化论等现代科学的伟大成就，都是在继承前人成果的基础上产生与发展起来的。所以在继承中创新，在创新中继承。
四、科学精神是人文精神
科学是人类在认识世界、改造世界的过程中，形成与发展起来的一种系统的、有组织的、特殊的活动。在当代，科学已经成为人类文明的主流，它广泛地渗透到政治、经济、法律、文化领域之中。这是因为，科学归根结底是和人类的切身利益和长远利益息息相关的，因而，近代科学从培根的“知识就是力量”开始，人文精神就成为它固有的精神。
马克思站在社会发展史的高度指出，科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。
爱因斯坦说得更具体，他认为，如果没有科学，人民群众就不会有像样的家庭生活，不会有铁路和无线电，不会有防治传染病的办法，不会有廉价书籍，不会有文化，不会有艺术的普遍享受。也就不会有把人从生产生活必需品的苦役中解放出来的机器。
五、科学精神是实践精神
我们要弘扬科学精神，必须对实践有一个正确的认识，而且还必须亲自参加实践。 实践是人们能动地认识世界和改造世界的、社会性的、客观相互作用的活动。它的特点是：实践是客观活动，实践的对象、手段和结果都是客观的。实践是能动的活动、是人类有目的、有意识的、自觉地改造客观世界和主观世界的活动。同时，实践是社会历史活动。人民群众是实践的主体。实践是不断地发展的，因而具有历史性。
实践活动多种多样，基本形式有三种。第一种是生产斗争实践，它是人类最基本的实践活动。它决定其他一切实践活动。第二种是人们处理社会关系的实践活动。第三种是科学实验，它是一种研究性的系统实践活动。
实践是认识的来源．人们在实践中接触事物，感知事物的现象，进而揭示其本质。实践是认识发展的动力，实践的需要推动认识的发展，实践改造了人的主观世界，发展和提高了人的认识能力和智力。
实践是检验认识正确与否的唯一标准。只有通过实践才能证实认识和发展认识。 实践是认识的目的。认识来自于实践，又必须服务于实践．实践是认识的目的和归宿。
这样通过科学精神的学习与宣传，使学生树立一个正确的自然观，即对自然界有一个总体的看法, 知道自然界是一个有机、辩证统一的大系统；自然界是可以认
识的，自然界是简单的、和谐的、美的；而认识自然界必须按一定的规律、运用一定的科学方法（综合的）；同时，要树立善于观察，勇于实践，勤于思考的观念，明确实践是检验真理唯一标准的坚定信念。
2 掌握科学方法
科学方法是科学思想的具体体现，方法论与世界观是一致的。我们要想认识自然界必须应用科学的方法。只有严格地按照科学的方法（例如由特殊到一般与由一般到特殊），才可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。否则将是一事无成。物理学发展的历史中也不乏这样的例子。在研究通过磁场是否可以产生电流时，有的科学家曾经把作实验用的磁铁和线圈与电流表远远地隔离开来，放在另一个房间中。当把磁铁插入线圈中、或从线圈中拔出时，再跑到另一个房间中去观察电流表的示数有无变化，结果电流表的指针早已偏转后而停止了。唾手可得的电磁感应规律，由于观察方法的不当而迟到了几乎十年。我们通过物理科学方法教育，就是要让学生了解物理学家是如何提出问题的，是怎样思考问题的，又是运用什么方法解决问题的。进而让学生了解方法的基本概念，方法的存在形式，各种方法的内含及运用的程序，从而掌握认识自然界的工具。 科学方法与科学知识、科学精神三者是密切联系在一起的。三者之中，科学知识是最基本的，它是科学方法、科学精神的载体。科学方法往往直接附着在科学知识之中，而科学思想与精神则应当从具体的科学知识与方法中去提炼、升华。所以，科学精神难以单独介绍，要靠学习者从具体的科学知识与方法中逐渐悟出。对科学知识与方法掌握得很少，理解得不深，是很难谈到掌握科学精神的。科学经得起人们去反复琢磨，也要求人们经常“反刍”。同样的，对科学知识，每多学一遍，都会有新的收获，积累的知识多了，回头去看初学的知识，理解又会加深。对科学方法，也是如此，初学时只是记住了，或者会机械地搬用，以后逐渐地会悟出它的妙处，会比较出各种方法之间的不同以及它们之间的联系。 3 树立科学态度
科学的态度，我们可以归纳为四个字，即“严谨求实”。就是通过物理科学方法教育，使我们的学生养成严肃认真，一丝不苟，讲究卫生的良好作风，以及实事求是，客观公正，尊重证据，坚持真理，修正错误的优良品德。
一、科学态度就是严谨的态度
物理学最早是包含在自然哲学中。当时自然哲学考察自然界的基本方式是思辨。对自然界只是提出定性的猜测，而缺乏系统、定量的研究。自从伽利略倡导了以实验为基础，应用科学的思维，进行定量地描述，三种方法巧妙结合进行物理学的研究之后，物理学才真正成为一门精密的、定量科学。也只有这样，客观规律才能真正地得到精确严密的描述。例如，进行光谱测量分析，氢（）光谱的波长为6562.88（1＝10-10ｍ），如果测量马马虎虎，测出它的波长为6561.00，虽然相差仅1.8，结果已经不是氢光谱，而是氢的同位素氘（）光谱了。
既然物理学是一门严密定量的科学，当然也就要求我们必需以严谨的态度进行研究工作。在这方面，许多物理学家做出了榜样。
我国老一辈物理学家叶企孙教授在1921年测定的普朗克常数的数值h ＝
6.556±0.009×10-10尔格秒被国际物理学界沿用达十几年。开普勒根据第谷留下的大量天体的观测资料，应用定量化的研究，进行各种繁杂的运算，找出了行星的运行轨道，并总结了著名的行星运动定律。而在此之前，人们认为天体是沿正圆的轨道匀速运行的。开始开普勒也按此运算，结果与第谷的观察值相差8角分（合8＇，合0.133°），相当于从10米以外观察一个一角的分币，就是这样小的误差，开普勒也不放过。他知道第谷观察的误差不会超过0.5角分，因此开普勒又从重新按照椭圆轨道来计算，终于在1609年发表了第一和第二定律，1619年发表了第三定律。
1898年末，居里夫妇在发现钋之后又发现了另一种具有“前所未闻的”更大放射强度的新元素“镭”，他们决定把它分离出来。当时的条件极端困难，没有助手，一切自已动手，他们既是物理学家，又是化学家，技师，实验员和“水泥工人”。在最艰难的条件下劳动了4年，终于在1902年从8吨的矿碴中提炼出了0.12克纯氯化镭，并测定出镭的原子量是225，它的放射强度比铀大7500倍以上。如果居里夫妇没有坚韧不拔，不怕牺牲，勇于追求真理的大无畏精神；严肃认真，—丝不苟、实事求是的工作作风，是不可能取得如此巨大的成就的。所以他们也一直为人们所传颂，成为世人的楷模。
二、科学态度就是实事求是的态度
毛泽东同志在《改造我们的学习》这篇文章中，对实事求是作过精辟、通俗的论述：“‘实事’就是客观存在着的一切事物，‘求’就是我们去研究，‘是’就是客观事物的内部联系，即规律”。这段话清楚地告诉我们实事求是就是一切从实际出发，按照客观规律办事，这是对待一切事物应有的基本态度.
从实际出发，就是从客观事物和客观情况出发；而不是从精神出发，从主观愿望出发。客观实际是实事求是的基础，离开了客观实际，也就离开了实事求是。所以，我们无论办任何事情，都必须全面地认识客观事物，历史地考察客观事物，尊重事实，承认客观现实存在的事实是不以任何人的意志为转移的。
实事求是的科学态度，也是忠诚老实的态度。毛泽东同志指出“知识的问题是一个科学问题，来不得半点的虚伪和骄傲，决定地需要的倒是其反面——诚实和谦逊的态度”。（《毛泽东选集》第二卷P264）也就是说，要尊重事实，如实反映事物的本来面貌，这样才能客观地揭示事物的本来面貌和内在规律。人们从事科学研究，目的是为了揭示自然界的奥秘或探索社会各领域内的规律，只有那些经得起实践检验的科学研究成果，才会得到世人的承认。一项艰巨的科学研究任务，是具有探索性和创造性的工作，往往需要科学家付出毕生的心血。它要求科学家必须以极其严肃的态度来对对待，来不得半点虚伪和骄傲，否则将一事无成，严重的甚至要身败名裂。学生在学校学习，也必须具有老老实实的求知态度。对学习要实事求是，懂就是懂，不懂就是不懂。在学习上决不能不懂装懂，自欺欺人，或者马马虎虎，敷衍塞责，甚至弄虚作假抄袭舞弊。
物理学的发展史中，实事求是的例子不胜枚举。爱因斯坦是治学严谨实事求是的楷模。爱因斯坦在成功面前不停步，缺点面前不护短。在柏林的一次物理讨论会上，一位著名的物理学家兴高采烈地报告白己的研究成果。当报告人走下讲台时，爱因斯坦急忙上前赔礼道歉，对他说：“你的某些理论是根据我不久前发表的文章做出的，但是很遗憾，那些思想是错误的。”反映了他的实事求是的高贵品质。 密立根对基本电荷的测量举世闻名。他为了精确测定基本电荷日夜工作约6年之久，经过了无数次的测量和改进，才于1910年发表。值得提出的是他在这篇论文中写了一个注解；“我已去掉了在一个带电油滴上明显地看到的一次不肯定的没有重复出现过的观测结果，它给出这个油滴的电荷值比最终得到的ｅ值大约要少30％。”他如实记录所观察到的现象，不缩小也不夸大，而且, 对这个异常情况，作了认真的交待。他这种实事求是的精神，十分感人，启迪后人对这个问题开展研究，物理学家狄拉克就非常重视这个有价值的历史资料。
20世纪初，光电效应的一些实验结果使经典电磁理论陷入困境，为了寻求光电效应的理论解释，1905年爱因斯坦受普朗克量子假设的启发，大胆地建立了光子模型，并提出著名的爱因斯坦光电效应方程，圆满地解释了光电效应现象。但是，这个结果当时并没有获得普遍的公认，许多人都试图从实验上去验证光电效应方程。由于实验设计不理想，结果与理论预期相差甚远，好多人对光电效应方程持怀疑态度，甚至连相信量子概念的一些著名的物理学家，包括普朗克本人也持反对态度。密立根当时就是作为一个光电效应方程的怀疑者去进行实验研究的典型代表之一。他花了10年的时间企图从实验得出否定的结果。但却于1915年宣布他从实验中证实由光量子理论得到的ｈ值与普朗克公式得到的ｈ值完全一致。从而证明了爱因斯坦光电方程的正确性。正如他自己所说：“经过10年之久的实验变换和学习，„„„我把一切努力从一开始就针对光量子发射能量的精密测量，测量它随温度、波长、材料（接触电势差）改变的函数关系。与我自己的预料相反，这项工作终于在1914年成了爱因斯坦方程式在很小实验误差范围内精确有效的第一次直接实验证据，并且第一次直接从光电效应测定普朗克常数ｈ，所得精度大约为0.5％，这是当时所能得到的最佳值。”密立根这种勇于探索、一丝不苟、在事实面前老老实实、绝对服从真理的精神，值得我们学习。
【 想一想，写一写】
1 ．在课堂教学中如何体现严谨求实的科学态度？
物理科学方法教育的内涵及教学模式简介
张宪魁（中国教育学会物理教学专业委员会秘书处、教授）
【专题解析】
物理科学方法教育的内容包括三个方面，即弘扬科学精神，掌握科学方法，树立科学态度。
1 弘扬科学精神
一个民族要真正立于世界民族之林，一要在高新技术的发展中积极竞争，二要在全民族中倡导科学精神。只有发展科学技术，弘扬科学精神，人类才能进步，社会才能发展。
16世纪以来，先后发生了深刻改变人们宇宙观、方法论的两次科学革命。从此，科学便成为人类文明进步的一面旗帜，科学精神成为一切社会生活中的精神导引。那么，什么是科学和科学精神？
科学就是人们以严肃的态度、严密的观测和实验、严格的推理所得的关于客观世界的各种物质的形态、结构、相互作用和它们运动、变化、发展的规律性知识（周光召语）。而且这种规律知识（理论）是从客观实际抽象出来，又在客观实际中得到了证明的。如果不是从客观实际（特殊）上升到理论（一般），最后又从理论回到客观实际中去检验，那就不能称之为科学。
科学有四个层面。一是器物技术层面，这是科学的外化部分或者说是应用部分。二是解释层面，包括基本概念、事实、定律、理论，这是科学中最基本的部分。三是社会层面，包括社会建制和文化环境，这是科学的社会支撑部分。四是精神层面，包括科学思想、科学方法等等，这是科学的灵魂。不了解科学的四个层面，就不可能真正理解科学。我们的教学往往重视第二部分，而忽视科学精神的培养。 科学精神主要体现在以下几个方面：
一、科学精神是怀疑精神
科学的态度首先就是怀疑，它要求人们凡事都要问一个“为什么”，追问它“究竟有什么根据”，打破沙锅问到底，而决不轻易相信。亚利士多德说，重的物体比轻的物体先落地，真的如此吗？如果是这样，为什么一个分币和一张揉成一团的纸可以同时落地呢？（几乎同时）伽利略正是对类似的问题提出了怀疑，所以才推翻了亚利士多德的一些观点，解决了物理学中诸如力与运动的关系、自由落体规律等问题，促进了物理学的长足发展。所以，著名的科学方法论学者波普尔说：正是怀疑、问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。在这个意义上可以说，科学的历史就是通过怀疑，提出问题并解答问题的历史。
当然，科学的怀疑精神，绝不是否定一切。怀疑的目的在于：一是要从熟悉的现象进入未知的领域。二是去伪存真，把原来不正确的东西逐步纠正过来。
辩证唯物主义认为科学的怀疑精神，决不可与否定一切的绝对怀疑论等同。科学的怀疑精神是辩证的否定，它不是否定一切，而是通过否定得到肯定的东西。因而科学的怀疑精神虽然也认为，一切知识都是相对的，都值得怀疑。但它不是主观的相对主义，而是客观的相对主义，即：“它不是在否定客观真理的意义上，而是在我们的知识向客观真理接近的界限，受历史条件制约的意义上，承认我们一切知识的相对性。”（列宁）
二、科学精神是求真精神
科学研究的目的是求真，是追求真理。什么是真理？真理是人的认识与客观实际相符合的真实的知识。在求真问题上，首先应该承认，我们的认识对象——自然界是客观存在的。自然界是在我们之外的一个巨大的世界，这个世界离开我们人类而独立存在。从思想上掌握这个在个人之外的、客观存在的世界，是科学的一个最高目标。其次，要承认我们的认识对象—自然界是可知的。尽管世界上的事物是千变万化的，但是其运动及变化是有规律的，是可以被人们认识的。而且就整个人类的认识能力来讲是无限的，世界上只有暂时未被认识的事物，而没有永远不可认识的事物。爱因斯坦有一句名言，他说：相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。
三、科学精神是创新精神
“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”创新也是科学的生命，没有创新，就没有科学，没有创新，科学将停滞不前！教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人材的摇篮。“知识创新就是指新思想产生、深化、交流并应用到产品（服务）中去，以促进企业获得成功，国家经济活动得到增强，社会取得进步。”长期以来，由于对“新”定位过高，有人对中小学生创新持怀疑态度。其实，通常说的“新”大多在两个层面上体现它的意义：一是“前无古人的”层面，亦即首创性的事物谓之新。其参照系为人类历史，因而这种“新”只有极少数人可以企及。二是“概率不大的”层面，就是在特定群体中是鲜见的，同样具有“新”意。可见，在前一个层面上，学生特别是中小学生可及者确实不多。但在后一层面上，尤以具体的学生群体为参照时，情形却不然。在中小学，我们所说的创新是指通过对中小学生施以科学方法的教育和影响，使他们作为一个独立的个体，能够善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，掌握其中蕴含的基本规律，并且具备相应的能力，为将来成为创新型人材奠定全面的素质基础。当然“新”还涉及价值。毫无价值甚至有害之“新”，社会非但不倡导反而禁止。一般情况下人们看重创新的社会价值和经济价值以及发展价值，得其一者即可，三者兼及更佳。中小学生创新，重在发展价值。学生能够别出心裁地解决一道题，虽无明显社会效益和经济效益，却锻炼了能力也是非常宝贵的。
另外，创新和继承也是分不开的；一方面，没有创新，科学便成为万古不变的教条，成为只是让人逐字逐句背诵的经典。另一方面，如果没有刻苦认真地学习、继承前人的工作，就不可能有所发现，有所发明，有所创新。相对论、量子力学、现代综合进化论等现代科学的伟大成就，都是在继承前人成果的基础上产生与发展起来的。所以在继承中创新，在创新中继承。
四、科学精神是人文精神
科学是人类在认识世界、改造世界的过程中，形成与发展起来的一种系统的、有组织的、特殊的活动。在当代，科学已经成为人类文明的主流，它广泛地渗透到政治、经济、法律、文化领域之中。这是因为，科学归根结底是和人类的切身利
益和长远利益息息相关的，因而，近代科学从培根的“知识就是力量”开始，人文精神就成为它固有的精神。
马克思站在社会发展史的高度指出，科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。
爱因斯坦说得更具体，他认为，如果没有科学，人民群众就不会有像样的家庭生活，不会有铁路和无线电，不会有防治传染病的办法，不会有廉价书籍，不会有文化，不会有艺术的普遍享受。也就不会有把人从生产生活必需品的苦役中解放出来的机器。
五、科学精神是实践精神
我们要弘扬科学精神，必须对实践有一个正确的认识，而且还必须亲自参加实践。 实践是人们能动地认识世界和改造世界的、社会性的、客观相互作用的活动。它的特点是：实践是客观活动，实践的对象、手段和结果都是客观的。实践是能动的活动、是人类有目的、有意识的、自觉地改造客观世界和主观世界的活动。同时，实践是社会历史活动。人民群众是实践的主体。实践是不断地发展的，因而具有历史性。
实践活动多种多样，基本形式有三种。第一种是生产斗争实践，它是人类最基本的实践活动。它决定其他一切实践活动。第二种是人们处理社会关系的实践活动。第三种是科学实验，它是一种研究性的系统实践活动。
实践是认识的来源．人们在实践中接触事物，感知事物的现象，进而揭示其本质。实践是认识发展的动力，实践的需要推动认识的发展，实践改造了人的主观世界，发展和提高了人的认识能力和智力。
实践是检验认识正确与否的唯一标准。只有通过实践才能证实认识和发展认识。 实践是认识的目的。认识来自于实践，又必须服务于实践．实践是认识的目的和归宿。
这样通过科学精神的学习与宣传，使学生树立一个正确的自然观，即对自然界有一个总体的看法, 知道自然界是一个有机、辩证统一的大系统；自然界是可以认识的，自然界是简单的、和谐的、美的；而认识自然界必须按一定的规律、运用一定的科学方法（综合的）；同时，要树立善于观察，勇于实践，勤于思考的观念，明确实践是检验真理唯一标准的坚定信念。
2 掌握科学方法
科学方法是科学思想的具体体现，方法论与世界观是一致的。我们要想认识自然界必须应用科学的方法。只有严格地按照科学的方法（例如由特殊到一般与由一
般到特殊），才可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。否则将是一事无成。物理学发展的历史中也不乏这样的例子。在研究通过磁场是否可以产生电流时，有的科学家曾经把作实验用的磁铁和线圈与电流表远远地隔离开来，放在另一个房间中。当把磁铁插入线圈中、或从线圈中拔出时，再跑到另一个房间中去观察电流表的示数有无变化，结果电流表的指针早已偏转后而停止了。唾手可得的电磁感应规律，由于观察方法的不当而迟到了几乎十年。我们通过物理科学方法教育，就是要让学生了解物理学家是如何提出问题的，是怎样思考问题的，又是运用什么方法解决问题的。进而让学生了解方法的基本概念，方法的存在形式，各种方法的内含及运用的程序，从而掌握认识自然界的工具。 科学方法与科学知识、科学精神三者是密切联系在一起的。三者之中，科学知识是最基本的，它是科学方法、科学精神的载体。科学方法往往直接附着在科学知识之中，而科学思想与精神则应当从具体的科学知识与方法中去提炼、升华。所以，科学精神难以单独介绍，要靠学习者从具体的科学知识与方法中逐渐悟出。对科学知识与方法掌握得很少，理解得不深，是很难谈到掌握科学精神的。科学经得起人们去反复琢磨，也要求人们经常“反刍”。同样的，对科学知识，每多学一遍，都会有新的收获，积累的知识多了，回头去看初学的知识，理解又会加深。对科学方法，也是如此，初学时只是记住了，或者会机械地搬用，以后逐渐地会悟出它的妙处，会比较出各种方法之间的不同以及它们之间的联系。 3 树立科学态度
科学的态度，我们可以归纳为四个字，即“严谨求实”。就是通过物理科学方法教育，使我们的学生养成严肃认真，一丝不苟，讲究卫生的良好作风，以及实事求是，客观公正，尊重证据，坚持真理，修正错误的优良品德。
一、科学态度就是严谨的态度
物理学最早是包含在自然哲学中。当时自然哲学考察自然界的基本方式是思辨。对自然界只是提出定性的猜测，而缺乏系统、定量的研究。自从伽利略倡导了以实验为基础，应用科学的思维，进行定量地描述，三种方法巧妙结合
物理科学方法教育的内涵及教学模式简介
张宪魁（中国教育学会物理教学专业委员会秘书处、教授）
【专题解析】
物理科学方法教育的内容包括三个方面，即弘扬科学精神，掌握科学方法，树立科学态度。
1 弘扬科学精神
一个民族要真正立于世界民族之林，一要在高新技术的发展中积极竞争，二要在全民族中倡导科学精神。只有发展科学技术，弘扬科学精神，人类才能进步，社会才能发展。
16世纪以来，先后发生了深刻改变人们宇宙观、方法论的两次科学革命。从此，科学便成为人类文明进步的一面旗帜，科学精神成为一切社会生活中的精神导引。那么，什么是科学和科学精神？
科学就是人们以严肃的态度、严密的观测和实验、严格的推理所得的关于客观世界的各种物质的形态、结构、相互作用和它们运动、变化、发展的规律性知识（周光召语）。而且这种规律知识（理论）是从客观实际抽象出来，又在客观实际中得到了证明的。如果不是从客观实际（特殊）上升到理论（一般），最后又从理论回到客观实际中去检验，那就不能称之为科学。
科学有四个层面。一是器物技术层面，这是科学的外化部分或者说是应用部分。二是解释层面，包括基本概念、事实、定律、理论，这是科学中最基本的部分。三是社会层面，包括社会建制和文化环境，这是科学的社会支撑部分。四是精神层面，包括科学思想、科学方法等等，这是科学的灵魂。不了解科学的四个层面，就不可能真正理解科学。我们的教学往往重视第二部分，而忽视科学精神的培养。 科学精神主要体现在以下几个方面：
一、科学精神是怀疑精神
科学的态度首先就是怀疑，它要求人们凡事都要问一个“为什么”，追问它“究竟有什么根据”，打破沙锅问到底，而决不轻易相信。亚利士多德说，重的物体比轻的物体先落地，真的如此吗？如果是这样，为什么一个分币和一张揉成一团的纸可以同时落地呢？（几乎同时）伽利略正是对类似的问题提出了怀疑，所以才推翻了亚利士多德的一些观点，解决了物理学中诸如力与运动的关系、自由落体规律等问题，促进了物理学的长足发展。所以，著名的科学方法论学者波普尔说：正是怀疑、问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。在这个意义上可以说，科学的历史就是通过怀疑，提出问题并解答问题的历史。
当然，科学的怀疑精神，绝不是否定一切。怀疑的目的在于：一是要从熟悉的现象进入未知的领域。二是去伪存真，把原来不正确的东西逐步纠正过来。
辩证唯物主义认为科学的怀疑精神，决不可与否定一切的绝对怀疑论等同。科学的怀疑精神是辩证的否定，它不是否定一切，而是通过否定得到肯定的东西。因而科学的怀疑精神虽然也认为，一切知识都是相对的，都值得怀疑。但它不是主观的相对主义，而是客观的相对主义，即：“它不是在否定客观真理的意义上，而是在我们的知识向客观真理接近的界限，受历史条件制约的意义上，承认我们一切知识的相对性。”（列宁）
二、科学精神是求真精神
科学研究的目的是求真，是追求真理。什么是真理？真理是人的认识与客观实际相符合的真实的知识。在求真问题上，首先应该承认，我们的认识对象——自然界是客观存在的。自然界是在我们之外的一个巨大的世界，这个世界离开我们人类而独立存在。从思想上掌握这个在个人之外的、客观存在的世界，是科学的一个最高目标。其次，要承认我们的认识对象—自然界是可知的。尽管世界上的事物是千变万化的，但是其运动及变化是有规律的，是可以被人们认识的。而且就整个人类的认识能力来讲是无限的，世界上只有暂时未被认识的事物，而没有永远不可认识的事物。爱因斯坦有一句名言，他说：相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。
三、科学精神是创新精神
“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”创新也是科学的生命，没有创新，就没有科学，没有创新，科学将停滞不前！教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人材的摇篮。“知识创新就是指新思想产生、深化、交流并应用到产品（服务）中去，以促进企业获得成功，国家经济活动得到增强，社会取得进步。”长期以来，由于对“新”定位过高，有人对中小学生创新持怀疑态度。其实，通常说的“新”大多在两个层面上体现它的意义：一是“前无古人的”层面，亦即首创性的事物谓之新。其参照系为人类历史，因而这种“新”只有极少数人可以企及。二是“概率不大的”层面，就是在特定群体中是鲜见的，同样具有“新”意。可见，在前一个层面上，学生特别是中小学生可及者确实不多。但在后一层面上，尤以具体的学生群体为参照时，情形却不然。在中小学，我们所说的创新是指通过对中小学生施以科学方法的教育和影响，使他们作为一个独立的个体，能够善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，掌握其中蕴含的基本规律，并且具备相应的能力，为将来成为创新型人材奠定全面的素质基础。当然“新”还涉及价值。毫无价值甚至有害之“新”，社会非但不倡导反而禁止。一般情况下人们看重创新的社会价值和经济价值以及发展价值，得其一者即可，三者兼及更佳。中小学生创新，重在发展价值。学生能够别出心裁地解决一道题，虽无明显社会效益和经济效益，却锻炼了能力也是非常宝贵的。
另外，创新和继承也是分不开的；一方面，没有创新，科学便成为万古不变的教条，成为只是让人逐字逐句背诵的经典。另一方面，如果没有刻苦认真地学习、继承前人的工作，就不可能有所发现，有所发明，有所创新。相对论、量子力学、现代综合进化论等现代科学的伟大成就，都是在继承前人成果的基础上产生与发展起来的。所以在继承中创新，在创新中继承。
四、科学精神是人文精神
科学是人类在认识世界、改造世界的过程中，形成与发展起来的一种系统的、有组织的、特殊的活动。在当代，科学已经成为人类文明的主流，它广泛地渗透到政治、经济、法律、文化领域之中。这是因为，科学归根结底是和人类的切身利
益和长远利益息息相关的，因而，近代科学从培根的“知识就是力量”开始，人文精神就成为它固有的精神。
马克思站在社会发展史的高度指出，科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。
爱因斯坦说得更具体，他认为，如果没有科学，人民群众就不会有像样的家庭生活，不会有铁路和无线电，不会有防治传染病的办法，不会有廉价书籍，不会有文化，不会有艺术的普遍享受。也就不会有把人从生产生活必需品的苦役中解放出来的机器。
五、科学精神是实践精神
我们要弘扬科学精神，必须对实践有一个正确的认识，而且还必须亲自参加实践。 实践是人们能动地认识世界和改造世界的、社会性的、客观相互作用的活动。它的特点是：实践是客观活动，实践的对象、手段和结果都是客观的。实践是能动的活动、是人类有目的、有意识的、自觉地改造客观世界和主观世界的活动。同时，实践是社会历史活动。人民群众是实践的主体。实践是不断地发展的，因而具有历史性。
实践活动多种多样，基本形式有三种。第一种是生产斗争实践，它是人类最基本的实践活动。它决定其他一切实践活动。第二种是人们处理社会关系的实践活动。第三种是科学实验，它是一种研究性的系统实践活动。
实践是认识的来源．人们在实践中接触事物，感知事物的现象，进而揭示其本质。实践是认识发展的动力，实践的需要推动认识的发展，实践改造了人的主观世界，发展和提高了人的认识能力和智力。
实践是检验认识正确与否的唯一标准。只有通过实践才能证实认识和发展认识。 实践是认识的目的。认识来自于实践，又必须服务于实践．实践是认识的目的和归宿。
这样通过科学精神的学习与宣传，使学生树立一个正确的自然观，即对自然界有一个总体的看法, 知道自然界是一个有机、辩证统一的大系统；自然界是可以认识的，自然界是简单的、和谐的、美的；而认识自然界必须按一定的规律、运用一定的科学方法（综合的）；同时，要树立善于观察，勇于实践，勤于思考的观念，明确实践是检验真理唯一标准的坚定信念。
2 掌握科学方法
科学方法是科学思想的具体体现，方法论与世界观是一致的。我们要想认识自然界必须应用科学的方法。只有严格地按照科学的方法（例如由特殊到一般与由一
般到特殊），才可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。否则将是一事无成。物理学发展的历史中也不乏这样的例子。在研究通过磁场是否可以产生电流时，有的科学家曾经把作实验用的磁铁和线圈与电流表远远地隔离开来，放在另一个房间中。当把磁铁插入线圈中、或从线圈中拔出时，再跑到另一个房间中去观察电流表的示数有无变化，结果电流表的指针早已偏转后而停止了。唾手可得的电磁感应规律，由于观察方法的不当而迟到了几乎十年。我们通过物理科学方法教育，就是要让学生了解物理学家是如何提出问题的，是怎样思考问题的，又是运用什么方法解决问题的。进而让学生了解方法的基本概念，方法的存在形式，各种方法的内含及运用的程序，从而掌握认识自然界的工具。 科学方法与科学知识、科学精神三者是密切联系在一起的。三者之中，科学知识是最基本的，它是科学方法、科学精神的载体。科学方法往往直接附着在科学知识之中，而科学思想与精神则应当从具体的科学知识与方法中去提炼、升华。所以，科学精神难以单独介绍，要靠学习者从具体的科学知识与方法中逐渐悟出。对科学知识与方法掌握得很少，理解得不深，是很难谈到掌握科学精神的。科学经得起人们去反复琢磨，也要求人们经常“反刍”。同样的，对科学知识，每多学一遍，都会有新的收获，积累的知识多了，回头去看初学的知识，理解又会加深。对科学方法，也是如此，初学时只是记住了，或者会机械地搬用，以后逐渐地会悟出它的妙处，会比较出各种方法之间的不同以及它们之间的联系。 3 树立科学态度
科学的态度，我们可以归纳为四个字，即“严谨求实”。就是通过物理科学方法教育，使我们的学生养成严肃认真，一丝不苟，讲究卫生的良好作风，以及实事求是，客观公正，尊重证据，坚持真理，修正错误的优良品德。
一、科学态度就是严谨的态度
物理学最早是包含在自然哲学中。当时自然哲学考察自然界的基本方式是思辨。对自然界只是提出定性的猜测，而缺乏系统、定量的研究。自从伽利略倡导了以实验为基础，应用科学的思维，进行定量地描述，三种方法巧妙结合进行物理学的研究之后，物理学才真正成为一门精密的、定量科学。也只有这样，客观规律才能真正地得到精确严密的描述。例如，进行光谱测量分析，氢（）光谱的波长为6562.88（1＝10-10ｍ），如果测量马马虎虎，测出它的波长为6561.00，虽然相差仅1.8，结果已经不是氢光谱，而是氢的同位素氘（）光谱了。
既然物理学是一门严密定量的科学，当然也就要求我们必需以严谨的态度进行研究工作。在这方面，许多物理学家做出了榜样。
我国老一辈物理学家叶企孙教授在1921年测定的普朗克常数的数值h ＝
6.556±0.009×10-10尔格秒被国际物理学界沿用达十几年。开普勒根据第谷留下的大量天体的观测资料，应用定量化的研究，进行各种繁杂的运算，找出了行星的运行轨道，并总结了著名的行星运动定律。而在此之前，人们认为天体是沿正圆的轨道匀速运行的。开始开普勒也按此运算，结果与第谷的观察值相差8角
分（合8＇，合0.133°），相当于从10米以外观察一个一角的分币，就是这样小的误差，开普勒也不放过。他知道第谷观察的误差不会超过0.5角分，因此开普勒又从重新按照椭圆轨道来计算，终于在1609年发表了第一和第二定律，1619年发表了第三定律。
1898年末，居里夫妇在发现钋之后又发现了另一种具有“前所未闻的”更大放射强度的新元素“镭”，他们决定把它分离出来。当时的条件极端困难，没有助手，一切自已动手，他们既是物理学家，又是化学家，技师，实验员和“水泥工人”。在最艰难的条件下劳动了4年，终于在1902年从8吨的矿碴中提炼出了0.12克纯氯化镭，并测定出镭的原子量是225，它的放射强度比铀大7500倍以上。如果居里夫妇没有坚韧不拔，不怕牺牲，勇于追求真理的大无畏精神；严肃认真，—丝不苟、实事求是的工作作风，是不可能取得如此巨大的成就的。所以他们也一直为人们所传颂，成为世人的楷模。
二、科学态度就是实事求是的态度
毛泽东同志在《改造我们的学习》这篇文章中，对实事求是作过精辟、通俗的论述：“‘实事’就是客观存在着的一切事物，‘求’就是我们去研究，‘是’就是客观事物的内部联系，即规律”。这段话清楚地告诉我们实事求是就是一切从实际出发，按照客观规律办事，这是对待一切事物应有的基本态度.
从实际出发，就是从客观事物和客观情况出发；而不是从精神出发，从主观愿望出发。客观实际是实事求是的基础，离开了客观实际，也就离开了实事求是。所以，我们无论办任何事情，都必须全面地认识客观事物，历史地考察客观事物，尊重事实，承认客观现实存在的事实是不以任何人的意志为转移的。
实事求是的科学态度，也是忠诚老实的态度。毛泽东同志指出“知识的问题是一个科学问题，来不得半点的虚伪和骄傲，决定地需要的倒是其反面——诚实和谦逊的态度”。（《毛泽东选集》第二卷P264）也就是说，要尊重事实，如实反映事物的本来面貌，这样才能客观地揭示事物的本来面貌和内在规律。人们从事科学研究，目的是为了揭示自然界的奥秘或探索社会各领域内的规律，只有那些经得起实践检验的科学研究成果，才会得到世人的承认。一项艰巨的科学研究任务，是具有探索性和创造性的工作，往往需要科学家付出毕生的心血。它要求科学家必须以极其严肃的态度来对对待，来不得半点虚伪和骄傲，否则将一事无成，严重的甚至要身败名裂。学生在学校学习，也必须具有老老实实的求知态度。对学习要实事求是，懂就是懂，不懂就是不懂。在学习上决不能不懂装懂，自欺欺人，或者马马虎虎，敷衍塞责，甚至弄虚作假抄袭舞弊。
物理学的发展史中，实事求是的例子不胜枚举。爱因斯坦是治学严谨实事求是的楷模。爱因斯坦在成功面前不停步，缺点面前不护短。在柏林的一次物理讨论会上，一位著名的物理学家兴高采烈地报告白己的研究成果。当报告人走下讲台时，爱因斯坦急忙上前赔礼道歉，对他说：“你的某些理论是根据我不久前发表的文章做出的，但是很遗憾，那些思想是错误的。”反映了他的实事求是的高贵品质。
密立根对基本电荷的测量举世闻名。他为了精确测定基本电荷日夜工作约6年之久，经过了无数次的测量和改进，才于1910年发表。值得提出的是他在这篇论文中写了一个注解；“我已去掉了在一个带电油滴上明显地看到的一次不肯定的没有重复出现过的观测结果，它给出这个油滴的电荷值比最终得到的ｅ值大约要少30％。”他如实记录所观察到的现象，不缩小也不夸大，而且, 对这个异常情况，作了认真的交待。他这种实事求是的精神，十分感人，启迪后人对这个问题开展研究，物理学家狄拉克就非常重视这个有价值的历史资料。
20世纪初，光电效应的一些实验结果使经典电磁理论陷入困境，为了寻求光电效应的理论解释，1905年爱因斯坦受普朗克量子假设的启发，大胆地建立了光子模型，并提出著名的爱因斯坦光电效应方程，圆满地解释了光电效应现象。但是，这个结果当时并没有获得普遍的公认，许多人都试图从实验上去验证光电效应方程。由于实验设计不理想，结果与理论预期相差甚远，好多人对光电效应方程持怀疑态度，甚至连相信量子概念的一些著名的物理学家，包括普朗克本人也持反对态度。密立根当时就是作为一个光电效应方程的怀疑者去进行实验研究的典型代表之一。他花了10年的时间企图从实验得出否定的结果。但却于1915年宣布他从实验中证实由光量子理论得到的ｈ值与普朗克公式得到的ｈ值完全一致。从而证明了爱因斯坦光电方程的正确性。正如他自己所说：“经过10年之久的实验变换和学习，„„„我把一切努力从一开始就针对光量子发射能量的精密测量，测量它随温度、波长、材料（接触电势差）改变的函数关系。与我自己的预料相反，这项工作终于在1914年成了爱因斯坦方程式在很小实验误差范围内精确有效的第一次直接实验证据，并且第一次直接从光电效应测定普朗克常数ｈ，所得精度大约为0.5％，这是当时所能得到的最佳值。”密立根这种勇于探索、一丝不苟、在事实面前老老实实、绝对服从真理的精神，值得我们学习。
【 想一想，写一写】
1 ．在课堂教学中如何体现严谨求实的科学态度？
物理科学方法教育的内涵及教学模式简介
张宪魁（中国教育学会物理教学专业委员会秘书处、教授）
【专题解析】
物理科学方法教育的内容包括三个方面，即弘扬科学精神，掌握科学方法，树立科学态度。
1 弘扬科学精神
一个民族要真正立于世界民族之林，一要在高新技术的发展中积极竞争，二要在全民族中倡导科学精神。只有发展科学技术，弘扬科学精神，人类才能进步，社会才能发展。
16世纪以来，先后发生了深刻改变人们宇宙观、方法论的两次科学革命。从此，科学便成为人类文明进步的一面旗帜，科学精神成为一切社会生活中的精神导引。那么，什么是科学和科学精神？
科学就是人们以严肃的态度、严密的观测和实验、严格的推理所得的关于客观世界的各种物质的形态、结构、相互作用和它们运动、变化、发展的规律性知识（周光召语）。而且这种规律知识（理论）是从客观实际抽象出来，又在客观实际中得到了证明的。如果不是从客观实际（特殊）上升到理论（一般），最后又从理论回到客观实际中去检验，那就不能称之为科学。
科学有四个层面。一是器物技术层面，这是科学的外化部分或者说是应用部分。二是解释层面，包括基本概念、事实、定律、理论，这是科学中最基本的部分。三是社会层面，包括社会建制和文化环境，这是科学的社会支撑部分。四是精神层面，包括科学思想、科学方法等等，这是科学的灵魂。不了解科学的四个层面，就不可能真正理解科学。我们的教学往往重视第二部分，而忽视科学精神的培养。 科学精神主要体现在以下几个方面：
一、科学精神是怀疑精神
科学的态度首先就是怀疑，它要求人们凡事都要问一个“为什么”，追问它“究竟有什么根据”，打破沙锅问到底，而决不轻易相信。亚利士多德说，重的物体比轻的物体先落地，真的如此吗？如果是这样，为什么一个分币和一张揉成一团的纸可以同时落地呢？（几乎同时）伽利略正是对类似的问题提出了怀疑，所以才推翻了亚利士多德的一些观点，解决了物理学中诸如力与运动的关系、自由落体规律等问题，促进了物理学的长足发展。所以，著名的科学方法论学者波普尔说：正是怀疑、问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。在这个意义上可以说，科学的历史就是通过怀疑，提出问题并解答问题的历史。
当然，科学的怀疑精神，绝不是否定一切。怀疑的目的在于：一是要从熟悉的现象进入未知的领域。二是去伪存真，把原来不正确的东西逐步纠正过来。
辩证唯物主义认为科学的怀疑精神，决不可与否定一切的绝对怀疑论等同。科学的怀疑精神是辩证的否定，它不是否定一切，而是通过否定得到肯定的东西。因而科学的怀疑精神虽然也认为，一切知识都是相对的，都值得怀疑。但它不是主观的相对主义，而是客观的相对主义，即：“它不是在否定客观真理的意义上，而是在我们的知识向客观真理接近的界限，受历史条件制约的意义上，承认我们一切知识的相对性。”（列宁）
二、科学精神是求真精神
科学研究的目的是求真，是追求真理。什么是真理？真理是人的认识与客观实际相符合的真实的知识。在求真问题上，首先应该承认，我们的认识对象——自然界是客观存在的。自然界是在我们之外的一个巨大的世界，这个世界离开我们人类而独立存在。从思想上掌握这个在个人之外的、客观存在的世界，是科学的一
个最高目标。其次，要承认我们的认识对象—自然界是可知的。尽管世界上的事物是千变万化的，但是其运动及变化是有规律的，是可以被人们认识的。而且就整个人类的认识能力来讲是无限的，世界上只有暂时未被认识的事物，而没有永远不可认识的事物。爱因斯坦有一句名言，他说：相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。
三、科学精神是创新精神
“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”创新也是科学的生命，没有创新，就没有科学，没有创新，科学将停滞不前！教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人材的摇篮。“知识创新就是指新思想产生、深化、交流并应用到产品（服务）中去，以促进企业获得成功，国家经济活动得到增强，社会取得进步。”长期以来，由于对“新”定位过高，有人对中小学生创新持怀疑态度。其实，通常说的“新”大多在两个层面上体现它的意义：一是“前无古人的”层面，亦即首创性的事物谓之新。其参照系为人类历史，因而这种“新”只有极少数人可以企及。二是“概率不大的”层面，就是在特定群体中是鲜见的，同样具有“新”意。可见，在前一个层面上，学生特别是中小学生可及者确实不多。但在后一层面上，尤以具体的学生群体为参照时，情形却不然。在中小学，我们所说的创新是指通过对中小学生施以科学方法的教育和影响，使他们作为一个独立的个体，能够善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，掌握其中蕴含的基本规律，并且具备相应的能力，为将来成为创新型人材奠定全面的素质基础。当然“新”还涉及价值。毫无价值甚至有害之“新”，社会非但不倡导反而禁止。一般情况下人们看重创新的社会价值和经济价值以及发展价值，得其一者即可，三者兼及更佳。中小学生创新，重在发展价值。学生能够别出心裁地解决一道题，虽无明显社会效益和经济效益，却锻炼了能力也是非常宝贵的。
另外，创新和继承也是分不开的；一方面，没有创新，科学便成为万古不变的教条，成为只是让人逐字逐句背诵的经典。另一方面，如果没有刻苦认真地学习、继承前人的工作，就不可能有所发现，有所发明，有所创新。相对论、量子力学、现代综合进化论等现代科学的伟大成就，都是在继承前人成果的基础上产生与发展起来的。所以在继承中创新，在创新中继承。
四、科学精神是人文精神
科学是人类在认识世界、改造世界的过程中，形成与发展起来的一种系统的、有组织的、特殊的活动。在当代，科学已经成为人类文明的主流，它广泛地渗透到政治、经济、法律、文化领域之中。这是因为，科学归根结底是和人类的切身利益和长远利益息息相关的，因而，近代科学从培根的“知识就是力量”开始，人文精神就成为它固有的精神。
马克思站在社会发展史的高度指出，科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。
爱因斯坦说得更具体，他认为，如果没有科学，人民群众就不会有像样的家庭生活，不会有铁路和无线电，不会有防治传染病的办法，不会有廉价书籍，不会有文化，不会有艺术的普遍享受。也就不会有把人从生产生活必需品的苦役中解放出来的机器。
五、科学精神是实践精神
我们要弘扬科学精神，必须对实践有一个正确的认识，而且还必须亲自参加实践。 实践是人们能动地认识世界和改造世界的、社会性的、客观相互作用的活动。它的特点是：实践是客观活动，实践的对象、手段和结果都是客观的。实践是能动的活动、是人类有目的、有意识的、自觉地改造客观世界和主观世界的活动。同时，实践是社会历史活动。人民群众是实践的主体。实践是不断地发展的，因而具有历史性。
实践活动多种多样，基本形式有三种。第一种是生产斗争实践，它是人类最基本的实践活动。它决定其他一切实践活动。第二种是人们处理社会关系的实践活动。第三种是科学实验，它是一种研究性的系统实践活动。
实践是认识的来源．人们在实践中接触事物，感知事物的现象，进而揭示其本质。实践是认识发展的动力，实践的需要推动认识的发展，实践改造了人的主观世界，发展和提高了人的认识能力和智力。
实践是检验认识正确与否的唯一标准。只有通过实践才能证实认识和发展认识。 实践是认识的目的。认识来自于实践，又必须服务于实践．实践是认识的目的和归宿。
这样通过科学精神的学习与宣传，使学生树立一个正确的自然观，即对自然界有一个总体的看法, 知道自然界是一个有机、辩证统一的大系统；自然界是可以认识的，自然界是简单的、和谐的、美的；而认识自然界必须按一定的规律、运用一定的科学方法（综合的）；同时，要树立善于观察，勇于实践，勤于思考的观念，明确实践是检验真理唯一标准的坚定信念。
2 掌握科学方法
科学方法是科学思想的具体体现，方法论与世界观是一致的。我们要想认识自然界必须应用科学的方法。只有严格地按照科学的方法（例如由特殊到一般与由一般到特殊），才可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。否则将是一事无成。物理学发展的历史中也不乏这样的例子。在研究通过磁场是否可以产生电流时，有的科学家曾经把作实验用的磁铁和线圈与电流表远远地隔离开来，放在另一个房间中。当把磁铁插入线圈中、或从线圈中拔出时，再跑到另一个房间中去观察电流表的示数有无变化，结果电流表的指针早已偏转后而停止了。唾手可得的电磁感应规律，由于观察方法的不当而迟到了几乎十年。我们通
过物理科学方法教育，就是要让学生了解物理学家是如何提出问题的，是怎样思考问题的，又是运用什么方法解决问题的。进而让学生了解方法的基本概念，方法的存在形式，各种方法的内含及运用的程序，从而掌握认识自然界的工具。 科学方法与科学知识、科学精神三者是密切联系在一起的。三者之中，科学知识是最基本的，它是科学方法、科学精神的载体。科学方法往往直接附着在科学知识之中，而科学思想与精神则应当从具体的科学知识与方法中去提炼、升华。所以，科学精神难以单独介绍，要靠学习者从具体的科学知识与方法中逐渐悟出。对科学知识与方法掌握得很少，理解得不深，是很难谈到掌握科学精神的。科学经得起人们去反复琢磨，也要求人们经常“反刍”。同样的，对科学知识，每多学一遍，都会有新的收获，积累的知识多了，回头去看初学的知识，理解又会加深。对科学方法，也是如此，初学时只是记住了，或者会机械地搬用，以后逐渐地会悟出它的妙处，会比较出各种方法之间的不同以及它们之间的联系。 3 树立科学态度
科学的态度，我们可以归纳为四个字，即“严谨求实”。就是通过物理科学方法教育，使我们的学生养成严肃认真，一丝不苟，讲究卫生的良好作风，以及实事求是，客观公正，尊重证据，坚持真理，修正错误的优良品德。
一、科学态度就是严谨的态度
物理学最早是包含在自然哲学中。当时自然哲学考察自然界的基本方式是思辨。对自然界只是提出定性的猜测，而缺乏系统、定量的研究。自从伽利略倡导了以实验为基础，应用科学的思维，进行定量地描述，三种方法巧妙结合进行物理学的研究之后，物理学才真正成为一门精密的、定量科学。也只有这样，客观规律才能真正地得到精确严密的描述。例如，进行光谱测量分析，氢（）光谱的波长为6562.88（1＝10-10ｍ），如果测量马马虎虎，测出它的波长为6561.00，虽然相差仅1.8，结果已经不是氢光谱，而是氢的同位素氘（）光谱了。
既然物理学是一门严密定量的科学，当然也就要求我们必需以严谨的态度进行研究工作。在这方面，许多物理学家做出了榜样。
我国老一辈物理学家叶企孙教授在1921年测定的普朗克常数的数值h ＝
6.556±0.009×10-10尔格秒被国际物理学界沿用达十几年。开普勒根据第谷留下的大量天体的观测资料，应用定量化的研究，进行各种繁杂的运算，找出了行星的运行轨道，并总结了著名的行星运动定律。而在此之前，人们认为天体是沿正圆的轨道匀速运行的。开始开普勒也按此运算，结果与第谷的观察值相差8角分（合8＇，合0.133°），相当于从10米以外观察一个一角的分币，就是这样小的误差，开普勒也不放过。他知道第谷观察的误差不会超过0.5角分，因此开普勒又从重新按照椭圆轨道来计算，终于在1609年发表了第一和第二定律，1619年发表了第三定律。
1898年末，居里夫妇在发现钋之后又发现了另一种具有“前所未闻的”更大放射强度的新元素“镭”，他们决定把它分离出来。当时的条件极端困难，没有助手，一切自已动手，他们既是物理学家，又是化学家，技师，实验员和“水泥工人”。在最艰难的条件下劳动了4年，终于在1902年从8吨的矿碴中提炼出了0.12克纯氯化镭，并测定出镭的原子量是225，它的放射强度比铀大7500倍以上。如果居里夫妇没有坚韧不拔，不怕牺牲，勇于追求真理的大无畏精神；严肃认真，—丝不苟、实事求是的工作作风，是不可能取得如此巨大的成就的。所以他们也一直为人们所传颂，成为世人的楷模。
二、科学态度就是实事求是的态度
毛泽东同志在《改造我们的学习》这篇文章中，对实事求是作过精辟、通俗的论述：“‘实事’就是客观存在着的一切事物，‘求’就是我们去研究，‘是’就是客观事物的内部联系，即规律”。这段话清楚地告诉我们实事求是就是一切从实际出发，按照客观规律办事，这是对待一切事物应有的基本态度.
从实际出发，就是从客观事物和客观情况出发；而不是从精神出发，从主观愿望出发。客观实际是实事求是的基础，离开了客观实际，也就离开了实事求是。所以，我们无论办任何事情，都必须全面地认识客观事物，历史地考察客观事物，尊重事实，承认客观现实存在的事实是不以任何人的意志为转移的。
实事求是的科学态度，也是忠诚老实的态度。毛泽东同志指出“知识的问题是一个科学问题，来不得半点的虚伪和骄傲，决定地需要的倒是其反面——诚实和谦逊的态度”。（《毛泽东选集》第二卷P264）也就是说，要尊重事实，如实反映事物的本来面貌，这样才能客观地揭示事物的本来面貌和内在规律。人们从事科学研究，目的是为了揭示自然界的奥秘或探索社会各领域内的规律，只有那些经得起实践检验的科学研究成果，才会得到世人的承认。一项艰巨的科学研究任务，是具有探索性和创造性的工作，往往需要科学家付出毕生的心血。它要求科学家必须以极其严肃的态度来对对待，来不得半点虚伪和骄傲，否则将一事无成，严重的甚至要身败名裂。学生在学校学习，也必须具有老老实实的求知态度。对学习要实事求是，懂就是懂，不懂就是不懂。在学习上决不能不懂装懂，自欺欺人，或者马马虎虎，敷衍塞责，甚至弄虚作假抄袭舞弊。
物理学的发展史中，实事求是的例子不胜枚举。爱因斯坦是治学严谨实事求是的楷模。爱因斯坦在成功面前不停步，缺点面前不护短。在柏林的一次物理讨论会上，一位著名的物理学家兴高采烈地报告白己的研究成果。当报告人走下讲台时，爱因斯坦急忙上前赔礼道歉，对他说：“你的某些理论是根据我不久前发表的文章做出的，但是很遗憾，那些思想是错误的。”反映了他的实事求是的高贵品质。 密立根对基本电荷的测量举世闻名。他为了精确测定基本电荷日夜工作约6年之久，经过了无数次的测量和改进，才于1910年发表。值得提出的是他在这篇论文中写了一个注解；“我已去掉了在一个带电油滴上明显地看到的一次不肯定的没有重复出现过的观测结果，它给出这个油滴的电荷值比最终得到的ｅ值大约要少30％。”他如实记录所观察到的现象，不缩小也不夸大，而且, 对这个异常情
况，作了认真的交待。他这种实事求是的精神，十分感人，启迪后人对这个问题开展研究，物理学家狄拉克就非常重视这个有价值的历史资料。
20世纪初，光电效应的一些实验结果使经典电磁理论陷入困境，为了寻求光电效应的理论解释，1905年爱因斯坦受普朗克量子假设的启发，大胆地建立了光子模型，并提出著名的爱因斯坦光电效应方程，圆满地解释了光电效应现象。但是，这个结果当时并没有获得普遍的公认，许多人都试图从实验上去验证光电效应方程。由于实验设计不理想，结果与理论预期相差甚远，好多人对光电效应方程持怀疑态度，甚至连相信量子概念的一些著名的物理学家，包括普朗克本人也持反对态度。密立根当时就是作为一个光电效应方程的怀疑者去进行实验研究的典型代表之一。他花了10年的时间企图从实验得出否定的结果。但却于1915年宣布他从实验中证实由光量子理论得到的ｈ值与普朗克公式得到的ｈ值完全一致。从而证明了爱因斯坦光电方程的正确性。正如他自己所说：“经过10年之久的实验变换和学习，„„„我把一切努力从一开始就针对光量子发射能量的精密测量，测量它随温度、波长、材料（接触电势差）改变的函数关系。与我自己的预料相反，这项工作终于在1914年成了爱因斯坦方程式在很小实验误差范围内精确有效的第一次直接实验证据，并且第一次直接从光电效应测定普朗克常数ｈ，所得精度大约为0.5％，这是当时所能得到的最佳值。”密立根这种勇于探索、一丝不苟、在事实面前老老实实、绝对服从真理的精神，值得我们学习。
【 想一想，写一写】
1 ．在课堂教学中如何体现严谨求实的科学态度？
知法并行教学模式就是物理科学方法之一. “知法并行”教学模式的提出, 适合新课程理念的要求. 它是在教学过程中, 以教材中的知识发展过程和伴随知识的发展过程所蕴含的科学方法为基础, 将知识的发展过程及其所运用的科学方法整理出来的线索, 使“知识线”和“方法线”在教学过程中同时展开, 并行前进的一种科学方法. 这种方法是将知识线和方法线自始至终把整个课堂的主心骨紧抓不放, 使一堂课的条理非常清楚. 以往教学过程中, 科学方法经常采用隐处理, 即不明确表达出来, 这就使学生不能获得对科学方法的理性认识. 而知法并行是将“知识线”和“方法线”紧密结合起来, 以显性的方式呈现出来, 能使学生有意识地学习科学方法, 让学生自觉地以科学方法为指导来加深知识的理解.
知法并行教学模式”是指在物理课堂教学过程中, 以教材中的知识发展过程和对应知识的发展过程所蕴涵的科学方法为基础, 将知识的发展过程及其所运用的科学方法整理出线索, 使“知识线”和“方法线”在教学过程中同时展开、并行前进的一种科学方法教育、教学模式.