在物理教學(xué)中如何兼顧科學(xué)方法的培養(yǎng)

李啟萬

摘 要：教學(xué)不但要使學(xué)生掌握科學(xué)知識，更重要的是要使學(xué)生學(xué)到科學(xué)方法，本文闡述在物理教學(xué)中如何兼顧科學(xué)方法的培養(yǎng)幾種做法。

關(guān)鍵詞：物理；科學(xué)方法；培養(yǎng)

方法乃途徑也，科學(xué)方法乃捷徑也。明智人凡事都求方法，得到了科學(xué)方法，學(xué)習(xí)可以少走彎路，工作也能提高效率?？茖W(xué)方法的得到并非臨場靠靈活的腦子想就，而是靠平時的培養(yǎng)。筆者認為教師在平時的教學(xué)中不但要教給學(xué)生科學(xué)知識，為學(xué)生提供尋找科學(xué)方法的前提條件，也必須注重科學(xué)方法的培養(yǎng)，下面就談?wù)劰P者結(jié)合物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法的一些體會。

1 摸擬方法的培養(yǎng)

說明某一件事情打一個比方，生產(chǎn)某一個零件做一個模型，這些都有利于被人接受。打比方做模型是常用的模擬方法，教學(xué)中常用的模擬方法還有：打手勢、畫圖形、做教具、設(shè)想、類比等。打一個手勢簡單又方便但往往可以收到良好的模擬效果，如用手勢表示距離的長短，速度的快慢，力的大小，速度的變化，形狀的變化等等都可以得到滿意的效果。畫圖形作模擬并對事實作些夸大往往能激起學(xué)生的興趣又能使問題明了化。如在講大氣層的大氣密度隨高度變化情況時可出示一張表示大氣層密度的圖形1所示：

用來形象表示大氣密度隨高度而減少的情況。又如在講晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)時出示晶體的分子結(jié)構(gòu)圖：石英晶體如圖2，非晶體分子結(jié)構(gòu)圖：石英玻璃如圖3

這樣就可以形象地表示晶體分子的有規(guī)律排列和非晶體分子的無規(guī)律排列。做教具作模擬是教學(xué)中必不可少的方法，比如用氣球做可變焦水透鏡模擬動物眼睛，就能夠生動地展示動物眼睛變焦的原理?！霸O(shè)想”可以把事物變無為有，變虛為實，變小為大，從而揭示問題的真諦，如在講連通器的原理時就可以想象連通器底部有一個小液片，再分析小液片兩邊所受的壓強就可以得到規(guī)律。類比也是一種很好的模擬方法，就是把難以理解的東西比喻成現(xiàn)實生活中常見的東西，使之理解，比如：把電流比喻成水流、電路中的開關(guān)比喻成閥門、電源比喻成抽水機、用電器比喻成水輪機，就能使這些很難理解的物理問題變?yōu)槿菀桌斫獾纳钪谐Ｒ姷臇|西。總之，不論在學(xué)習(xí)中還是在生活中習(xí)慣于用模擬方法解決問題往往可以少走彎路，達到事半功倍的作用。

2 數(shù)據(jù)處理方法的培養(yǎng)

物理是一門始于實驗用于實踐的科學(xué)。通過實驗往往能得到許多數(shù)據(jù)，再對實驗數(shù)據(jù)進行準確的處理就能得到科學(xué)的結(jié)論。數(shù)據(jù)處理的方法有很多，在初中物理教學(xué)中常用的有比較、列表、函數(shù)圖象、取平均值和方差處理方法等。比較是常用的處理數(shù)據(jù)的方法，采用比較的方法處理數(shù)據(jù)時如果變量較多往往可以事先確定某量比較它量的變化情況從而得到規(guī)律。如在研究電流、電壓和電阻關(guān)系得到歐姆定律時，先確定導(dǎo)體也就是先確定電阻分析電流與電壓的關(guān)系，再確定電壓分析電流與電阻的關(guān)系，然后即能得到歐姆定律；列表處理數(shù)據(jù)可以把一堆零亂的數(shù)據(jù)整理成有條有序的表格從而可以使問題明了化。如：在研究杠桿平衡條件實驗中設(shè)計的記錄表格如表1：讓學(xué)生比較F1×L1與F2×L2的關(guān)系，就很容易得到F1×L1=F2×L2的結(jié)論?？梢娫跀?shù)據(jù)較多的情況下例出一個表格（如表1）就可以清楚的找出數(shù)據(jù)間的關(guān)系。

有些自然現(xiàn)象中某些量的變化會引起他量的變化，也就是說這些變量之間存在一些關(guān)系，為清楚地表示它們之間的關(guān)系往往可以畫出這些量變化時的函數(shù)圖象以找出這些變量之間的關(guān)系，這就是用函數(shù)圖象處理數(shù)據(jù)。比如路程s、時間t和速度v的關(guān)系s=vt，由于時間t變化，路程s、速度v都可能會變化，它們的變化規(guī)律可用圖象表示（如圖4）從圖象中能迅速準確地找出各個變量之間的關(guān)系。在物理試驗中隨著實驗次數(shù)的增加對某個量的測量會得到許多不同的值，怎樣才能得到這個量較為準確的值呢？那只有取平均值。在初中物理教學(xué)中如長度的測量，質(zhì)量的測量，力的測量都用到了取平均值處理數(shù)據(jù)的方法，在初中物理教材中有關(guān)于誤差的知識在處理誤差數(shù)據(jù)時，可以向?qū)W生介紹一些有關(guān)這方面理論，使學(xué)生了解處理數(shù)據(jù)有許多方法，如果方法得當可以從許多無序的數(shù)據(jù)中很快得到某些規(guī)律。

3 知識遷移規(guī)律的培養(yǎng)

在中學(xué)物理知識中存在某些未知知識與某些已知知識有許多相關(guān)或相似的方面。在教學(xué)中如果注意了新舊知識的聯(lián)系，舊知識在新知識中的遷移往往可以使學(xué)生在掌握新知識時少走彎路，起到事半功倍之效。知識遷移方法很多，首先有直接用定義舊知識的方法定義新知識，比如在密度、壓強、功率等知識時，為使學(xué)生容易掌握，就先讓學(xué)生回顧速度的定義“單位時間內(nèi)物體經(jīng)過的路程”，那么密度就是“單位體積內(nèi)物體的質(zhì)量”， 壓強就是“單位面積內(nèi)物體受到的壓力”， 功率就是“單位時間內(nèi)物體做的功”。其次也可以用生活經(jīng)驗理解物理問題，比如在研究杠桿平衡條件實驗前讓學(xué)生玩蹺蹺板，使學(xué)生在玩蹺蹺板過程中感受到杠桿平衡與力和力臂有關(guān)系，先從感性上感受杠桿平衡可能有關(guān)的因素，再結(jié)合試驗進行定量探究。再次也可以引導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)習(xí)方法的遷移，比如用控制變量法可以在“滑動摩擦力的大小跟什么因素有關(guān)”、“液體的壓強與什么因素有關(guān)”、 “浸在液體中的物體受到的浮力與什么因素有關(guān)”、“探究物質(zhì)的比熱容”和“探究歐姆定律”等試驗中同樣使用。又比如用等效法在研究“力的合成”中用若干個共同作用的分力可以等同于作用效果相同的一個合力，在研究“電路串、并聯(lián)”中若干個電阻，可以等效為一個合適的電阻，在"曹沖稱象"中用石塊等效替換大象，在研究“平面鏡成像”試驗中用兩根完全相同的蠟燭，其中一根等效另一根的像；知識遷移規(guī)律的培養(yǎng)就是在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)、歸納、類比而獲得牢固掌握知識。

學(xué)生的科學(xué)方法的形成是長期培養(yǎng)的結(jié)果，教師在課內(nèi)外教學(xué)中要有意識加以引導(dǎo)、歸納和總結(jié)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的同時又能掌握科學(xué)方法。