基于核心素養(yǎng)下物理科學(xué)研究方法專題的教學(xué)思考

摘 要：本文以初中物理教學(xué)中科學(xué)研究方法的教學(xué)為主題展開論述，分析了初中物理中常見的科學(xué)研究方法的類型和考查方式，通過試題舉例分析科學(xué)研究方法并加以歸類，闡述了物理科學(xué)研究方法的教學(xué)思考。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);科學(xué)研究方法;物理知識;物理實(shí)驗(yàn);自制

引言

物理核心素養(yǎng)包括物理概念，科學(xué)思維，科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。其中科學(xué)思維離不開科學(xué)研究方法。初中物理常見的科學(xué)研究方法包括：控制變量法、轉(zhuǎn)換法、等效替代法、理想模型法、實(shí)驗(yàn)推理法和類比法等。

一、以物理知識為背景考查科學(xué)研究方法

例1?人類在探索自然規(guī)律的過程中，總結(jié)出了許多科學(xué)研究方法，如：“控制變量法”、“等效替代法”、“類比法”、“理想模型法”等。下面是初中物理中的幾個(gè)研究實(shí)例：

①研究電流時(shí)，把電流比作水流;

②研究磁場時(shí)，引入“磁感線”;

③研究動(dòng)能與速度的關(guān)系時(shí)，讓物體的質(zhì)量保持不變;

④研究光的傳播時(shí)，引入“光線”。

其中，采用了相同研究方法的是

A.①和②?B.②和③?C.②和④?D.③和④

分析：本題從電學(xué)、磁學(xué)、運(yùn)動(dòng)和力、光學(xué)幾個(gè)模塊中各列舉了一個(gè)運(yùn)用到物理科學(xué)研究方法，這也是平時(shí)物理教師在教學(xué)中常常講到的知識和方法，有助于掌握物理知識，需要我們同學(xué)進(jìn)行分類匯總形成專題知識，其中①用到的是類比法，②和④用到的是理想模型法，③用到的是控制變量法，所以本題選C。這類題只要認(rèn)真上課，復(fù)習(xí)時(shí)要?dú)w類，可以將用到相同科學(xué)研究方法的知識點(diǎn)歸為同一類，方便復(fù)習(xí)。

二、從物理實(shí)驗(yàn)出發(fā)考查科學(xué)研究方法

例2?牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過推理而抽象概括出來的。如圖所示的實(shí)驗(yàn)中也應(yīng)用了這種研究方法的是

近年來，隨著科學(xué)素養(yǎng)教育理念的不斷深入，物理實(shí)驗(yàn)日益受到重視，許多選擇題或填空題都以實(shí)驗(yàn)為背景進(jìn)行考查，比如本題就是一例。牛頓第一定律結(jié)論的得出用到了實(shí)驗(yàn)推理法，本題中A選項(xiàng)使用真空罩研究聲音能否在真空中傳播也是用到這種方法，因?yàn)檎婵照謨?nèi)的空氣不能被完全抽出，我們只能通過越來 越稀薄的空氣同時(shí)聽到越來越小的聲音進(jìn)行推斷真空不能傳聲，B選項(xiàng)用到控制變量法，C選項(xiàng)用到模型法，D選項(xiàng)用到等效替代法，故本題選A。通過實(shí)驗(yàn)背景下考查科學(xué)研究方法，可以將不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來，同時(shí)也讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)家們其實(shí)研究實(shí)驗(yàn)用到的也是我們平時(shí)經(jīng)常說到的方法，科學(xué)方法就在我們的日常學(xué)習(xí)中，并不遙遠(yuǎn)，也提醒廣大師生們不是只有實(shí)驗(yàn)題才會(huì)考查科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，小題一樣可以考查，以后試題將會(huì)有比較靈活的改變，最大的不變就是變化。教師在平時(shí)的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)中要貫穿和強(qiáng)調(diào)每個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及到的科學(xué)研究方法。

三、從自制實(shí)驗(yàn)角度看科學(xué)研究方法

某物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置當(dāng)用力擠壓裝滿水的玻璃瓶時(shí)，會(huì)看到細(xì)玻璃管內(nèi)的水面明顯上升，這是利用細(xì)玻璃管內(nèi)水面的變化來放大玻璃瓶的微小形變下列做法中也用到了類似方法的是

A.將發(fā)聲的青叉靠近乒乓球，乒乓球被彈開說明音叉在振動(dòng)

B.在研究電阻的串聯(lián)時(shí)，為了研究方便，常用一個(gè)電阻來替代多個(gè)電阻

C.在探究電阻中的電流跟其兩端電壓的關(guān)系時(shí)，保持電阻不變來研究電流和電壓的關(guān)系

D.用磁感線來描述磁體周圍的磁場

在國家鼓勵(lì)創(chuàng)新教育的大背景下，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中所鼓勵(lì)的，而自制教具較容易出創(chuàng)新，近年來自制教具也是一個(gè)熱門考法。本題中自制實(shí)驗(yàn)裝置用到的是轉(zhuǎn)換法，A選項(xiàng)也是用到轉(zhuǎn)換法，B選項(xiàng)用到的是等效替代法，C選項(xiàng)用到的是控制變量法，D選項(xiàng)用到的是模型法，故本題選A。通過試題我們得到一個(gè)啟示：教師得重視并鼓勵(lì)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)裝置，這是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新教育有機(jī)結(jié)合，通過自制實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的動(dòng)手熱情，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)中理論與實(shí)踐相結(jié)合，避免培養(yǎng)“高分低能”的學(xué)生，同時(shí)也倒逼教師提高實(shí)驗(yàn)演示和制作能力。

總結(jié)

綜上所述，科學(xué)研究方法在物理教學(xué)和解決問題中，應(yīng)用非常廣泛，要求教師在平時(shí)的教學(xué)中要滲透科學(xué)研究方法的思想，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究方法的實(shí)用價(jià)值，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)研究方法解決實(shí)際問題，不斷提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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惠州市鐵路學(xué)校?邱偉東