第1章 物理方法论与物理教育 ———未来物理教育的结合主线(1)
1.1 方法论是未来课堂教学的主线(1)
1.2 物理学的特点和结构(9)
1.3 物理教育的性质、对象和基本结构(13)
1.4 问题解决概述(17)
1.5 物理方法论教育(24)
第2章 理想化方法 ———科学抽象的一种重要形式(28)
2.1 理想化方法概述(28)
2.2 理想模型的特点与作用(32)
2.3 理想实验的特点与作用(55)
2.4 理想化方法的基本原则(63)
第3章 和谐性原理与对称方法 ———物理学基本规律的对称性美(75)
3.1 和谐性原理概述(75)
3.2 对称(性)方法(79)
3.3 大统一与超对称、超统一理论的探索(99)
第4章 观察方法 ———科学始于观察(102)
4.1 观察方法概述(102)
4.2 观察方法所应遵循的基本原则(108)
4.3 物理观察的实施(112)
第5章 实验方法 ———物理学是一门以实验为基础的科学 (118)
5.1 实验方法概述(118)
5.2 物理实验遵循的基本原则(130)
5.3 物理实验的作用和意义(131)
5.4 物理实验的实施(134)
5.5 物理实验举例———电学实验问题选析(140)
第6章 假说方法 ———假说是物理学发展的形式(145)
6.1 概述(145)
6.2 假说在物理问题解决中的作用(148)
6.3 假说的形成(153)
6.4 假说向理论的过渡(158)
第7章 数学方法 ———物理学研究的重要工具,发展水平高 低的一个标志(162)
7.1 数学方法概述(162)
7.2 数学方法的特点(163)
7.3 数学方法的作用与意义(165)
7.4 公理化方法在物理研究中的作用(182)
7.5 数学方法在物理学中应用的过程(183)
第8章 归纳与演绎 分析与综合 ———物理问题解决中的主要逻辑推理形式 (193)
8.1 归纳法与演绎法概述(193)
8.2 归纳法在物理问题解决中的作用及其局限性(198)
8.3 演绎法在物理问题解决中的作用及其局限性(214)
8.4 分析法与综合法概述(221)第9章 类比方法与模拟方法 ———通向新概念与新理论之路(255)
9.1 类比方法概述(255)
9.2 类比方法的作用和意义(258)
9.3 模拟方法(261)
9.4 类比方法在物理问题解决中的应用(266)
第10章 整体方法 ———提高统筹能力的一个重要途径(279)
10.1 整体方法概述(279)
10.2 整体方法的作用(280)
10.3 整体方法应用举例(281)
第11章 直觉、灵感与想象 ———物理研究中的心理学方法(294)
11.1 直觉思维(294)
11.2 灵感(301)
11.3 想象(304)第12章 物理研究中的机遇 ———机遇青睐有准备的头脑(307)
12.1 机遇概述(307)
12.2 机遇在物理学发展及问题解决中的作用(309)
12.3 重视、捕捉和利用机遇(310)
参考文献(315)
回顾20世纪,物理学在自然科学中一直处于主导地位,是一门领头学科。物理问题的解决凝聚着历代物理学者的智慧与心血,至今已从中诞生出一门物理方法论的新的学科。物理方法论是物理教育学的一个分支,它研究的是物理问题解决的方法论问题。新时代的物理教学,不仅要传授物理知识与技能,而且要使学生了解与领会物理问题解决的方法,这样才能真正提高学生的科学素质,使之终生从中受益。纵观以往的情况,有关研究自然科学方法论的书出了不少,但其侧重点放在科学哲学、逻辑学以及指导自然科学研究方面;有关物理解题方法研究的书也出了一些,但其侧重点在解题,仅仅标题性地涉及方法论问题。本书试图从物理教育的角度出发,将上述二者有机地结合起来,即从物理问题解决的一般方法论角度去探讨具体物理问题的求解。因此它既包含有物理方法论的理论,又将其应用于具体实际问题。本书阐述上采用深入浅出手法,并不涉及高深数学知识,大专院校理工科低年级学生、中学物理教师及高三学生均可阅读。本书的第1,4,5,9,10章由宋善炎撰写;第 2,3,6,7,8,11,12章由王瑞旦撰写。在本书撰写及出版过程中,曾得到中南大学出版社刘石年教前言授的热情支持与精心指导,作者在此表示衷心感谢!在本书撰写过程中,曾参阅了许多资料,在解题部分又曾参考了国家教育部考试中心编写的高考试题参考答案及全国中学生物理竞赛委员会办公室主编的历届《全国中学生物理竞赛参考资料》,在此我们对这些相关文献的作者或单位,一并致谢!鉴于作者水平有限,本书难免存在许多不妥之处,恳请各位专家、读者批评指正。
作者于
2002年3月