初中物理教學(xué)滲透科學(xué)方法教育的研究

吳 杰

（福建省連江縣鳳城中學(xué)，福建福州 350500）

引 言

物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，物理學(xué)研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)[1]。通過了解物理學(xué)家勵(lì)志事例，學(xué)習(xí)他們的探索精神，了解科學(xué)發(fā)展的過程，關(guān)注飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)對社會(huì)的巨大作用，學(xué)生能樹立正確的科學(xué)觀。由此可見，科學(xué)研究的過程和方法是十分重要的。

一、初中課程中的物理科學(xué)研究方法

（一）猜想、實(shí)驗(yàn)、交流、討論，感受控制變量法

控制變量法是指運(yùn)用一定的工具，在特定的觀察條件下，只讓一個(gè)變量發(fā)生變化，而其他變量保持不變，從而得出這個(gè)變量與我們所研究對象的關(guān)系。

控制變量法是初中實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中最常用的科學(xué)方法，在許多實(shí)驗(yàn)中都有應(yīng)用。例如，在歐姆定律“探究電流與電壓的關(guān)系”教學(xué)中，第一，教師引導(dǎo)學(xué)生討論如何探究電流與電壓的關(guān)系；第二，確定研究對象是電流以后，采用控制變量法，先控制一個(gè)物理量——電阻不變，研究電流與電壓的關(guān)系，從而得出歐姆定律。再如，在研究“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”“液體的壓強(qiáng)大小與哪些因素有關(guān)”“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”等過程中，都會(huì)應(yīng)用控制變量法。教師在進(jìn)行控制變量法的教學(xué)時(shí)，可以根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn)，先易后難，循序漸進(jìn)，逐步滲透，使學(xué)生樹立信心，讓他們感受到實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。

（二）化抽象為具體，應(yīng)用建立理想模型法

在初中物理的學(xué)習(xí)過程中，很多物理量是看不見、摸不著的，如光線、磁感線等，導(dǎo)致學(xué)生不容易理解這些概念。然而，對于生活中的各種機(jī)械和工具，我們都可以將它們簡化成杠桿；許多物體受到重力的作用點(diǎn)統(tǒng)一放在重心上等。物理中有的現(xiàn)象較為復(fù)雜，教師要抓住問題現(xiàn)象的核心，把問題理想化或簡化后再進(jìn)行分析，這就是常用的建立理想模型法。

例如，在研究“光”時(shí)，我們能感受到卻不能真切地體會(huì)到光，但在實(shí)際教學(xué)過程中，教師可以讓學(xué)生觀察樹林中束束陽光的圖片或視頻，然后將束束陽光通過動(dòng)畫轉(zhuǎn)變?yōu)閹Ъ^的直線，建立光線模型。為了方便研究，教師應(yīng)將抽象的事物具體化，將復(fù)雜的事物簡單化，讓這些現(xiàn)象更直觀明了地呈現(xiàn)在初中學(xué)生面前，逐步將建立理想模型這種科學(xué)方法滲透到物理教學(xué)中。

（三）舉一反三學(xué)習(xí)物理概念，感受類比法

類比法是指在新事物同已知事物間具有類似的方面做比較。初中物理知識中很多內(nèi)容是相類似的，解決這些問題的方法和手段也有相似之處。類比法對學(xué)生學(xué)習(xí)物理起到了很大的作用。例如，在教學(xué)“電壓”的概念時(shí)，由于電壓不易被理解，教師可以將能看得見的水流與之相類比，由于有水壓，水管中形成水流。同樣，電路兩端有電壓，所以電路中就能形成電流，將電壓這個(gè)抽象的概念類比為水壓，學(xué)生會(huì)更容易理解。再如，在教學(xué)“功率”的概念時(shí)，將之與速度相類比，讓學(xué)生用學(xué)過的知識去理解功率的概念，這樣就更容易理解物理概念。

（四）尋找物理現(xiàn)象的相同效果，感受等效替代法

等效替代法是指在保證某種效果(特性和關(guān)系)相同的前提下，將實(shí)際的、陌生的、復(fù)雜的物理問題和物理過程用等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程代替來研究和處理的一種科學(xué)方法。例如，在研究物體在水中受到浮力的作用時(shí)，教師可以讓學(xué)生用手向上托物體，使兩次彈簧測力計(jì)的示數(shù)相同，手的托力與水的浮力會(huì)產(chǎn)生相同的效果，從而幫助學(xué)生更好地理解水的托力作用。

（五）通過實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象，認(rèn)識轉(zhuǎn)換法

轉(zhuǎn)換法是指將一些不容易看見或看不見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成容易看到的現(xiàn)象，將不容易測量的物理量轉(zhuǎn)換為容易測量的東西，將較為復(fù)雜的物理問題轉(zhuǎn)換成較簡單、更方便理解的問題的一種科學(xué)方法[2]。

例如，在探究動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)時(shí)，教師可以設(shè)置實(shí)驗(yàn)，讓小球從斜面頂端滾下，雖然對小球的動(dòng)能的大小我們無法直觀地判斷，但可以通過比較它推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離來判斷。再如，摩擦力的大小無法直接測量，在教學(xué)過程中，教師可以用彈簧測力計(jì)勻速拉物體，因?yàn)槔εc摩擦力是一對平衡力，所以能巧妙求得摩擦力的大小。通過轉(zhuǎn)換法，將直觀的現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生，符合初中學(xué)生的觀察能力，所以轉(zhuǎn)換法不僅可以培養(yǎng)學(xué)生形成轉(zhuǎn)換的思維，也能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

（六）畫函數(shù)圖像，體驗(yàn)比值定義法

利用函數(shù)圖像解決物理問題，已成為當(dāng)前學(xué)習(xí)物理的重要方法。初中階段主要是應(yīng)用數(shù)學(xué)中最簡單的正比例函數(shù)圖像來分析物理過程、得出物理規(guī)律、解決物理問題。正比例圖像形象、直觀，而且動(dòng)態(tài)變化過程很清晰，常常能把復(fù)雜的物理問題簡單化，使解決物理問題過程清晰有效、簡單明了。例如，在探究重力與質(zhì)量的定量關(guān)系、物質(zhì)的密度、路程與時(shí)間的關(guān)系時(shí)，都可以運(yùn)用比值定義法，將它們畫成函數(shù)進(jìn)行研究，視覺明了，過程清晰，便于分析和總結(jié)。

二、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法的有效策略

（一）創(chuàng)設(shè)物理情境，重視交流與合作，發(fā)揮初中學(xué)生的主動(dòng)性

在物理教學(xué)過程中，教師可以通過一些學(xué)生不易注意到的現(xiàn)象來創(chuàng)設(shè)探究情境，這樣，學(xué)生在好奇心的驅(qū)動(dòng)下就會(huì)更加有探究的欲望。同時(shí)，教師還應(yīng)適當(dāng)引導(dǎo)，讓學(xué)生選擇合適的科學(xué)方法，讓他們充分探究、交流和討論，從而發(fā)揮學(xué)生的主體作用?，F(xiàn)在的課堂由于受課時(shí)、教師本身對課堂的預(yù)見性、教師駕馭課堂能力的限制，實(shí)驗(yàn)探究過程中的一些交流與討論的環(huán)節(jié)往往被忽略，而實(shí)際上語言溝通、傾聽、相互補(bǔ)充、相互啟發(fā)，是科學(xué)探究的關(guān)鍵，可以使學(xué)生探究精神最大限度地發(fā)揮出來，是最不應(yīng)該被忽視的。所以，在課堂上給學(xué)生營造一種互相啟發(fā)、互相討論、互相合作的課堂氣氛是非常有必要的。

（二）重視教學(xué)中的反思，促進(jìn)內(nèi)化

教育心理學(xué)認(rèn)為，教學(xué)過程中的反思，是促進(jìn)知識和方法遷移的有效途徑。在教學(xué)過程中，教師不僅要自覺地反思，還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思。學(xué)生在探究過程中要反思各個(gè)環(huán)節(jié)存在的問題，如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是否需要改進(jìn)、科學(xué)方法的應(yīng)用是否恰當(dāng)，只有對這些存在的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，精益求精，學(xué)生才能真正掌握物理規(guī)律并靈活應(yīng)用。

（三）多渠道、多空間地開展物理科學(xué)方法的教育

在當(dāng)今教育模式下，探究的場所，應(yīng)該從教室擴(kuò)展到更多的地方，讓其他與物理教學(xué)相關(guān)的教育活動(dòng)也成為實(shí)施物理科學(xué)方法教育的資源。例如，完全開放物理實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生親自動(dòng)手，積極探索物理規(guī)律；將課堂上所學(xué)知識，應(yīng)用到實(shí)際中，適當(dāng)完成一些小制作等。在活動(dòng)的過程中，時(shí)時(shí)滲透科學(xué)方法的應(yīng)用。

結(jié) 語

綜上所述，在初中物理教學(xué)過程中，教師應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)方法的能力，重視物理教學(xué)中啟發(fā)學(xué)生提出問題，并應(yīng)用科學(xué)方法解決問題的過程；要注意運(yùn)用一些物理模型和科學(xué)方法來開發(fā)學(xué)生的想象力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，使學(xué)生養(yǎng)成用科學(xué)的方法去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的習(xí)慣，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。