淺談初中物理教學(xué)中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法

張馨意

【摘 要】初中物理課教什么？一些人的答案是：物理知識(shí)。筆者的答案是：以知識(shí)為載體，教給學(xué)生學(xué)會(huì)、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造新知識(shí)的科學(xué)方法。當(dāng)前的初中課程改革更加明確地提出了初中物理知識(shí)教學(xué)必須與科學(xué)方法教育有機(jī)結(jié)合。為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，幫助學(xué)生提高素質(zhì)，在教學(xué)中就要十分重視科學(xué)方法的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)方法；培養(yǎng)；引導(dǎo)

在初中物理教學(xué)中，不僅要教給學(xué)生物理知識(shí)，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷一次物理學(xué)知識(shí)的“再發(fā)現(xiàn)”的過程，從而培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)及分析和解決問題的能力。而物理教學(xué)中蘊(yùn)含著大量的科學(xué)方法，我們必須適時(shí)向?qū)W生介紹、點(diǎn)撥，使學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中去體驗(yàn)、體會(huì)這些科學(xué)方法，逐步提高探究能力，掌握一些科學(xué)方法，為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。下面，筆者就來談?wù)劤踔形锢斫虒W(xué)中的幾種科學(xué)方法。

一、控制變量法

“控制變量法”是指在研究物理問題時(shí)，某一物理量往往受到幾個(gè)不同物理量的影響，為了確定各個(gè)不同物理量之間的關(guān)系，就需要控制某些量，使其固定不變，改變某一個(gè)量，看所研究的物理量與該物理量之間的關(guān)系。在初中物理中，探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關(guān)系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素、決定壓力作用效果的因素等等實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用了控制變量法?？刂谱兞糠ㄊ且环N最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學(xué)方法。通過控制變量法，可以讓我們很方便的研究出某個(gè)物理量與多個(gè)因素之間的定性或定量關(guān)系，從而能得出普遍的規(guī)律。

二、等效替代法

在物理學(xué)中，將一個(gè)或多個(gè)物理量用另一個(gè)物理量，將一個(gè)物理狀態(tài)或過程用另一個(gè)物理狀態(tài)或過程來代替，得出相同的結(jié)論，這樣的方法稱為等效替代法。這種方法若運(yùn)用恰當(dāng)，不僅能順利得出結(jié)論，而且容易被學(xué)生接受和理解。例如，在探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，用玻璃板替代了平面鏡，因兩者在成像特征上有共同之處，容易使學(xué)生接受，而玻璃板又是透明的，能通過它觀察到玻璃板后面的蠟燭，便于研究像的特點(diǎn)，揭示出平面鏡成像的特點(diǎn)。我們?cè)诮虒W(xué)中，在學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)過程的基礎(chǔ)上，教師注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方法的總結(jié)，在思維方式上受到啟發(fā)，他們以后遇到有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，就會(huì)自覺地加以運(yùn)用。

三、轉(zhuǎn)換法

所謂“轉(zhuǎn)換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見、易見的現(xiàn)象；將陌生、復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡(jiǎn)單的問題；將難以測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量的方法。

例如，在探究電流熱效應(yīng)與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，電流通過阻值不等的兩根電阻絲產(chǎn)生的熱量無法直接觀測(cè)和比較，而我們通過轉(zhuǎn)換為讓煤油吸熱，觀察煤油溫度變化情況，從而推導(dǎo)出哪個(gè)電阻放熱多。在初中物理實(shí)驗(yàn)中，利用軟細(xì)繩測(cè)量地圖上鐵路線上的長(zhǎng)度、刻度尺和三角板配合測(cè)量硬幣的直徑、圓錐的高等，都運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法的思想。

四、類比法

類比法是一種推理方法。為了把要表達(dá)的物理問題說清楚明白，往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物，通過借助于一個(gè)比較熟悉的對(duì)象的某些特征，去理解和掌握另一個(gè)有相似性的對(duì)象的某些特征。

例如在研究電壓的作用時(shí)，借助于看得見而學(xué)生比較熟悉的“水壓形成水流”的實(shí)驗(yàn)作類比，來揭示電壓是形成電流的原因。這樣形象直觀很容易被學(xué)生理解記憶牢固。當(dāng)然，這里還可以用其他方式來類比，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，還可以找到更符合學(xué)生實(shí)際的類比方法。

五、建立理想模型法

縱觀物理學(xué)發(fā)展史，許多重大的發(fā)現(xiàn)與結(jié)論，都是由于科學(xué)家們經(jīng)過大膽的猜想構(gòu)思，創(chuàng)建出科學(xué)的理想化的物理模型，并通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)或?qū)嵺`驗(yàn)證，在模型與事實(shí)基礎(chǔ)很好吻合的前提下獲得的。伽利略和牛頓構(gòu)建了光滑這一理想化的模型，才有慣性定律的重大發(fā)現(xiàn)。法拉第在1852年，對(duì)帶電體、磁體周圍空間存在的物質(zhì)，設(shè)想出電場(chǎng)線、磁場(chǎng)線的模型，并用鐵粉顯示了磁鐵周圍的磁力線分布形狀，從而建立了場(chǎng)的概念。

在初中教材中，我們熟悉的理想化模型有：杠桿、輪軸、連通器、薄透鏡、光線、磁感線等等。正是引入了這些理想化的物理模型，才得以使我們面對(duì)許多復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題，通過簡(jiǎn)化處理能夠比較順利地予以解決。

六、圖像法

圖像法是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，用來表示一個(gè)量隨另一個(gè)量的變化關(guān)系，很直觀。由于物理學(xué)中經(jīng)常要研究一個(gè)物理量隨另一個(gè)物理量的變化情況，因此圖像在物理中有著廣泛的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用圖像來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究?jī)?nèi)在的物理規(guī)律，具有獨(dú)特之處。在實(shí)驗(yàn)中，教師也可以有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生采用圖像來處理數(shù)據(jù)。例如在探究串聯(lián)電路中電流規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，把各點(diǎn)作為橫軸、電流為縱軸，作出的圖像為水平直線，很直觀表示出串聯(lián)電路中各點(diǎn)電流相等額規(guī)律。這樣把數(shù)形結(jié)合、圖形與文字結(jié)合起來處理數(shù)據(jù)、描述物理規(guī)律，能很好的地促進(jìn)學(xué)生處理數(shù)據(jù)能力和分析問題能力的提高。

總之，在初中物理實(shí)驗(yàn)中，蘊(yùn)含著許多科學(xué)方法，我們既不能視而不見忽視它，又不能為了方法而講方法，要時(shí)時(shí)做有心人，把握時(shí)機(jī)，把科學(xué)方法滲透到教學(xué)活動(dòng)中，恰當(dāng)點(diǎn)撥，就能不斷提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。endprint