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初中物理科学方法精品(七篇)

时间:2023-07-04 15:56:42

初中物理科学方法

初中物理科学方法篇(1)

中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2017)05-0176-01

物理是一门自然科学,是提升学生科学研究能力和探索能力的重要学科。随着初中物理新课标的不断推进和实施,初中物理教学面对从应试教育向素质教育转变的重要阶段,新课标也要求初中物理的教学过程要从传统的单纯的学科教育转向渗透科学的物理教学。不仅要求学生要掌握专业的物理基础知识,同时还要让学生具备有一定科学价值的物理知识素养。很多学校在初中物理教学过程逐渐采用了探究教学方法,这种教学方法让学生从过去的被动学习转型成为现在的主动学习,在学习物理知识的同时不断地提高自己的探究能力和实践能力。初中物理探究教学法要逐渐渗透科学方法的教育,因为在传统的教学过程中,只是一味地注重传授知识,而忽略了在其中渗透科学方法的教育,注重物理教学的答案而忽视了过程。应试教育的评价标准就是看学生是否得出了正确的答案。而实际上,在初中物理的探究教学中要不断地渗透科学方法的教育,让学生在明白物理概念和知识的同时,对其科学方法有一定的了解,这对于物理教学和全面培养学生都是非常必要的。

1.初中物理探究教学中渗透科学方法的过程

初中物理的相关教材是根据新课标的要求和标准编写的,而贯穿初中物理学科的是相关的物理知识体系和框架,教材主要就是把相关的知识点和逻辑内容加以联系,而针对物理知识内部的科学知识和方法表达的相对来说比较隐蔽。虽然教材表达的不多,但是相关的科学方法仍然是贯穿物理知识的重点内容,但是考虑到初中阶段学生的接受能力,关于物理科学方法的相关内容在平时的教学过程中教师并没有做明确的要求,只是让学生在学习过程中逐渐地掌握和领悟。

2.初中物理探究教学法中渗透科学方法的策略

2.1 利用物理基础知识渗透科学方法。初中物理的探究教学就是通过学生自主探究完成教学过程,也是新课标所提倡的新型教学模式,通过探究教学可以充分调动学生的积极性和主动性,改变传统教师一味地填鸭式教学。因为是探究教学,所以教学的重点是探究为主,探究是让学生自己发现问题、提出问题,最终解决问题,所以在探究教学环节中要想对涉及到相关的科学方法进行渗透就要利用物理基础知识学习的过程。科学方法是研究物理问题的重要依据,也是让学生理解物理知识的重要途径,通过一定的科学方法让学生对抽象的物理概念和知识进行正确的理解。

2.2 利用建立物理实验来渗透科学方法。在很多物理知识的教学过程中,教师为了让学生直观清晰地理解物理知识,往往会利用相关的物理模型和物理实验来进行辅助教学。尤其是在进行探究教学的时候,物理实验也是很重要的工具,学生通过自己观察物理实验过程来理解相关的物理知识,在探究教学法中,师生之间还可以就物理实验的过程和结果展开相关的讨论和沟通。所以教师也可以通过物理实验来渗透相关的科学方法。例:在初中物理课本中,关于探究真空是否可以传声进行相关的思考。首先可以把一个电铃放在完全密封的塑料罩内,然后接通电路,这个时候可以清楚地听到铃声。然后用抽气机把塑料罩内的空气逐渐抽走,那么听到的铃声就会越来越弱。这个现象就可以说明,当空气越稀薄,声音的传播能力就越弱。但是实验是无法完全达到真空状态的,实验所模拟的状态是比较理想的情况,即便如此,也可以通过铃声的变化来说明真空是不能传播声音的。

初中物理科学方法篇(2)

关键词:初中物理;科学方法;教育理论

中图分类号:G622 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)10-378-01

物理规律反映了自然界的现象、过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律,反映了物质运动变化的各个因素之间的本质联系,揭示了事物本质属性之间的内在联系。学习物理是对己有的物理规律的一个有组织的学习过程,它虽不像物理史上建立物理规律那样曲折漫长,但也是极其复杂的,需要在一定的背景知识指导下,对感性认识进行思维加工。

一、学习初中物理常用的科学方法

1、实验归纳法。初中物理建立规律最常用的方法是实验归纳法,即在对物理现象和过程经过大量的观察和实验的基础上,对取得的大量资料进行分析、综合、概括和归纳,从中找出有关物理量之间的内在联系,得出结论或建立假说,再通过观察和实验进一步验证。这样就可以建立与发现物理规律。如牛顿第三定律、焦耳定律等等。

2、演绎推理法。演绎推理法就是从己知的规律或理论出发,对某些特定的物理现象、过程进行演绎推理,从而得出在一定范围内的新结论,最后通过实验验证形成规律。采用这种方法发现的规律,一般叫做定理或原理。如能量的转化和守恒等。

3、假说方法。假说方法就是科学研究中的一种假定性的科学解释,它是理论发展过程中的一种形式和研究方法。当研究过程中遇到一种新的事实,运用现有的理论无法解释时,人们常常提出仅仅有限数量的事实和观察实验为基础提出新的解释,就是假说,假说被证明是对的就发展成为理论,假说方法是一种重要的研究方法,如分子动理论假说等等。

4、等效方法。等效方法是根据等效原理发展起来的一种科学的思维方法,在保证某些特定方法效果相同的前提下,用理想的、熟悉的、简单的事物代替实际的、陌生的、复杂的事物进行研究,使研究变得简单。换句话说,是在保证物理效果相同的前提下,绕过解决复杂问题所遇到的障碍,对问题或问题的部分要素进行变换,通过变换,把相对不熟悉的、比较复杂的、现有知识难解决的问题,转化成较熟悉的、更为简单的用己有知识便于解决的问题的研究方法。

5、控制变量法。控制变量法就是在决定事物规律的多个因素中,先控制一些因素不变,只改变其中的一个因素,进行观察实验,如此多次进行,然后再综合出多个因素之间的关系的方法。也叫单因子实验法。如欧姆定律,焦耳定律等。

6、在初中阶段物理中出现较多的其他几种科学方法:直接定义法、实验归纳法、比值定义法。在初中物理教材中出现最多的科学方法是直接定义法,像压力、摩擦、大气压强都是直接定义的。可见,在初中阶段物理概念和物理规律大多数都是直接定义的,初中生刚刚接触物理,大量的物理概念都是刚刚接触,这些物理概念是人们在生产生活中漫慢积累的,规定的名词,慢慢的流传下来,被大家所接受的。符合学生的年龄及认知思维特点。再就是实验归纳法,像光的反射定律、平面镜成像、杠杆的平衡条件等等都运用了实验归纳的科学方法。在初中阶段实验归纳法比较多,这也符合初中阶段的学生的思维水平以及物理学的特点,物理学是以实验为基础的学科,几乎每一个知识点都是从观察、实验开始。在实验的基础上归纳出物理规律、物理概念是每个学生在初中阶段要学会的基本技能,以及在此基础上培养的基本能力。初中生学习物理的兴趣主要是直接兴趣,因此,他们对实验大多数呈现较强烈的直接兴趣,初中生还具有强烈的操作欲望,尽管他们的操作动作还很不协调,所以在初中阶段大量的实验归纳法的运用是符合初中学生的心理认知特点的。比值定义法也是出现频度比较多的科学方法,初中阶段的重要的概念有很多用到了比值定义法。比如说密度、速度、压强等等。可见比值定义法是一个非常重要的需要学生掌握的方法。比值定义法前面己经做了详细的阐述。

二、按照科学方法的逻辑来进行教学设计

我们目前的教学,往往是从传授知识的角度来设计教学的程序。这样做虽然也能使学生从中学到一些科学方法,但学生对科学方法的理解往往是表面的、肤浅的并且是零星的、不连续的,收效甚微。由于科学方法并不直接由学科的知识内容来表达,而是有它自己独特的表达方式,它往往隐藏在知识的背后,支配着知识的获取和应用。所以使得科学方法既不易学习,又不易掌握。如果按照科学方法所展示的路子去组织教材,安排教学进程,即把方法教育作为教学活动的核心,则情况就大不一样。这样来进行教学,把科学方法体现在知识的认知过程中,按照学生的认知模式进行教学,使学生清楚地了解到教学的过程,进而引导学生去经历这一过程,从而使学生真正领略到科学方法和物理知识的内涵,并得到能力的提高。

初中物理科学方法篇(3)

【关键词】重视 物理 科学方法 教育

记得有一位名人说过,人世间最重要的知识是关于方法的知识。在多年的初中物理教学中,我也深有体会:作为物理教师,既要重视传授物理知识的讲析,更要有意识、有目的的进行科学方法教育和指导。这样,不仅有利于促进学生的智能,而且有利于培养学生科学的态度和探索物理的精神。

一、教给学生阅读物理教材的方法

物理教材是学生学习的基本依据。在教学中,指导学生掌握阅读物理教材的方法,是培养学生自学能力的有效途径。首先,要掌握基本概念和定律,特别要准确理解概念、定律中的重点字句。因为这些字句或揭露了事物的本质;或指出了事物变化的范围和条件;或反映两个事物的区别与联系。教学时,必须指导学生把这些重点字句“抠”出来搞清楚、弄明白。如功率的概念中把“时间”限制为“完成这些功所用的时间”,而不能简单说成“功率等于功跟时间的比值”。其次,要指导学生识图、读图、画图。物理学上的图形很多,如速度图线、振动图线、波动图线、交流电图线、气体状态变化图线、电力线、磁感线、电路图、受力图等,是用来描述量与量之间关系或变化规律的,是最简单的物理语言。学会识图、读图、画图是一种基本功,决不能忽视。通过对图形的理解,可以提高空间想象力,增强物理综合能力。

二、在传授物理知识时渗透学科方法教育

科学方法教育应渗透在物理知识教学之中,只有根植于物理知识沃土之中的科学方法教育,才会结出丰硕的智慧之果。初中物理教材中,处处蕴涵着科学方法。物理概念、物理规律的建立常常运用观察和实验、比较和分类、分析和综合、数学和推理、理想化等科学方法。如在概念教学中,将电势能和重力势能类比,学生很容易接受;在洛仑兹力教学中,由安培力演绎出洛仑兹力。在牛顿第二定律、玻—玛定律、楞次定律等规律的教学中,常采用观察和实验、数学推理的方法来研究。如“电磁感应”的教学就是对学生进行科学方法训练的好例子,可将教学过程组织为较完整地体现科学研究一般方法的过程,使学生受到科学方法的训练。

三、坚持知识与史实相结合,让学生体会科学方法

物理教学过程固然不同于科学研究过程,但在教学时结合重要的物理史料,用模拟科学认识过程的方法进行物理教学,有利于培养创造型人才。模拟科学认识过程的方法,就是让学生遵循前人科学发现和发明的思路来学习,学会科学研究的方法。具体地讲,就是要求教者把学生带到物理知识形成的特定科学背景之下,重温科学家们在什么问题上、什么环节中、什么情况下、用什么方法和思路作出了科学发明和发现,从而把这些关键的步骤联系起来。如在“自由落体”教学中,教者可结合伽利略进行的斜面实验,介绍伽利略的研究方法是:观察——假设猜想——数学推理——实验验证——合理外推。突出伽利略对自由落体运动的研究,开创了研究自然规律的科学方法,这就是“抽象思维,数学推导,科学实验”相结合的方法,对科学研究起到了重大的启蒙作用,极大地推动了物理学发展,是人类物理思想上最伟大的成就之一。然后引导学生重做伽利略的斜面实验,加深对方法的理解。

四、坚持知识与实验相结合,让学生理解科学方法

物理学的所有规律都是通过实验建立起来的。观察与实验是物理学研究的基本方法,也是学生学好物理知识的基本方法。在教学中,应注重培养学生的实验技能和方法。例如“用温度计测温度”的教学中,可以对学生进行下述方法论的教育:(1)平衡原理:温度计与被测物体达到热平衡,温度计的液柱不再变化时的示数即是被测液体温度;(2)转化原理:把被测液体的温度转化为温度计内液柱的高低,是看不见向看得见的转化;(3)放大原理:温度计内径做得应当小些,以便观察的现象明显,能表现出温度微小的差别;(4)使用所有有刻度的仪器仪表都需首先观察刻度盘刻度和每小格的读数。

五、精心设计习题,让学生掌握科学方法

在物理教学中,解题是一个重要环节,是运用所学知识解决实际问题的初步实践,它对于深入理解基本内容,培养分析问题和解决问题的能力,以及从中汲取广博的实际知识等具有不可替代的作用。

在习题教学中进行科学方法教育,主要是进行思维方法的训练,提高思维能力和分析解决问题的能力。因此,教师要站在科学方法论的高度,认真研究题型、分析归类、精选典型例题和习题,对学生进行逻辑思维与非逻辑思维、集中思维与发散思维、正向思维与逆向思维、局部思维与整体思维、类比思维与联想思维等专项训练。在教学中有些习题明显要运用科学方法来求解,教师要点明这种科学方法,让学生学会这种方法的应用。

初中物理科学方法篇(4)

一、渗透科学方法的过程

初中物理教材的编写主要是依据新课标的要求来进行编写,教材将与物理有关的知识点以及逻辑内容进行有机结合,而对于物理的科学知识表达较为隐蔽。初中物理教材中的大部分知识都是经过了处理的知识点,长此以往也就使得学生对初中物理知识的科学方法不够了解,物理老师也是将知识过滤然后才渗透给学生,就算是学习与物理知识有关的科学方法,也是非常简单的。在今后的物理教学中,任课教师要将科学方法渗透给学生,用一种灵活的学习方法让他们主动学习物理。

在探究教学中,第一,要让学生切实感受到科学方法的作用,仅仅让他们对这种方法有一个大概了解,而不是要求他们对与科学方法相关的每一个名称进行死记硬背。第二,要让他们对科学方法的研究过程进行了解。第三,教师要对学生进行科学方法的指导,让他们能够将其应用到物理问题当中。这三个过程在渗透科学方法教育中非常重要,因此,在今后的物理教学当中,任课教师要利用这三个过程进行科学方法的渗透。

二、渗透科学方法的方法

1.利用物理基础知识

探究教学是让学生进行自主研究从而达到完成教学的目的,是新课标实行后的新型教学方式,顾名思义以探究为主,教师将探究作为教学的重点,让学生主动发现问题,提出与物理有关的知识问题,最终去解决这些问题。在研究物理问题时,科学方法极其重要,是学生了解和掌握物理知识的关键途径,采用相关的科学方法可以使得学生能够对一些较为抽象的物理知识有正确的了解。在初中物理知识体系中,控制变量法是一个较为常用的科学方法,可以对相关的物理量进行改变,进而研究它们之间的

关系。

例如,学习摩擦力知识时,让学生围绕自己实际生活进行讨论,讨论摩擦力在现实生活中是否存在,如轮胎对地面是否会造成摩擦现象,是否会产生摩擦力,相互挤压的物体是否也存在着摩擦力等等。在对这些问题进行研究时,提出以下问题:

(1)物体之间所生成的摩擦力和什么有关?

(2)物体表面的粗糙程度是否会影响摩擦力的强弱?

为了让学生对这些问题进行探究,我们将两个木块在同一个面上进行运动,这个运动是匀速的而非变速,首先增加小木块的压力,探究摩擦力是否发生了一定的变化,接下来将小木块表面的粗糙度进行改变,确定是否摩擦力会受到物体表面的粗糙程度的影响,通过控制变量来达到得出正确结论的目的。

2.采用物理实验的方法

在物理教学时,特别是在探究教学时物理实验非常关键,学生可以在物理实验中对相关的知识进行理解。在进行探究教学时,教师还可以与学生进行讨论,就物理实验的过程以及结果来展开交流。

例如:在初中物理知识体系中,对真空是否能够传声进行

研究。

首先将电铃置放在一个完全密封的袋子中,接下来接通电路,我们能够很清楚地听到电铃发出声音。然后我们将袋子中的空气抽走,那么我们所听到的电铃声就会逐渐减弱。通过这个实验我们知道,声音的传播与空气的稀薄有关。然而我们知道实验室难以达到真空状态,所以我们所模拟的实验是状态较为理想的情况,但依旧可以通过这个实验来说明在真空中是不能进行声音传播的。

因此,任课教师通过物理实验的方法,将这种科学方法渗透到学生当中,这样能够有利于培养他们的科学思想,并且有助于他们创造能力的提升。

3.采用物理现象进行渗透

初中物理科学方法篇(5)

【关键词】初中物理;科学方法

一、控制变量法

控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法。

在初中物理中,探究影响滑动摩擦力大小的因素;决定压力作用效果的因素;影响液体压强的大小的因素;影响动能大小的因素;影响重力势能大小的因素;影响蒸发快慢的因素;影响导体电阻大小的因素;电流跟电压电阻的关系;影响电功、电热大小的因素;影响电磁铁磁性强弱的因素;影响磁场对通电导体力的大小的因素等等实验,运用了控制变量法。?

二、等效替代法

等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当,不仅能顺利得出结论,而且容易被学生接受和理解。

例如,在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板替代了平面镜,因两者在成像特征上有共同之处,容易使学生接受,而玻璃板又是透明的,能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛,便于研究像的特点,揭示出规律。我们在学习中,在亲历实验过程的基础上,要进行方法的总结,在以后遇到有关的实验设计时,就会自觉地加以运用。比如在学习伏安法测电阻之后,要求设计一个实验,在上述实验中缺少电压表或电流表,其它器材不变,另有一个已知阻值的定值电阻供选用,要求测出未知电阻,应该怎么办?学生就可以用等效替代的思想进行设计了。

三、转换法

有的物理量不便于直接测量,有的物理现象不便于直接观察,通过转换为容易测量到与之相等或与之相关联的物理现象,从而获得结论的方法。譬如,在研究电热与电阻关系的实验中,电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较,而我们通过转换为让煤油吸热,观察煤油温度变化情况,从而推导出哪个电阻放热多。教学时不妨设计一问:为什么研究电热与电阻大小的关系时,还用到似乎与实验无关的煤油呢?引发学生的思考和讨论,在小结出该实验中煤油的作用的基础上,进而再问:该实验能否不用煤油而改用其它方式来观察电阻通电后的发热情况?这样促使学生思维得以发散,转换的思维方法得到训练,设计实验的能力也随着提高了。

四、类比法

类比法是一种推理方法。为了把要表达的物理问题说清楚明白,往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物,通过借助于一个比较熟悉的对象的某些特征,去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征。如:用水波类比声波;用水路来类比电路;在研究电压的作用时,借助于看得见而学生比较熟悉的“水压形成水流”的实验作类比,来揭示电压是形成电流的原因。又比如在研究通电螺线管的磁场的实验中,为准确记忆通电螺线管的北极与电流方向的关系,以紧握的右拳头类比为螺线管,四指为线圈并指向电流的方向,则大拇指所指的一端为北极。这样形象直观很容易被学生理解记忆牢固。当然,这里还可以用其他方式来类比,充分发挥学生的主观能动性,还可以找到更符合学生实际的类比方法。

五、图象法

图象是一个数学概念,用来表示一个量随另一个量的变化关系,很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况,因此图象在物理中有着广泛的应用。在实验中,运用图象来处理实验数据,探究内在的物理规律,具有独特之处。如:在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中,就是运用图象法来处理数据的。它形象直观地表示了物质温度的变化情况,学生在亲历实验自主得出数据的基础上,通过描点、连线绘出图象就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体的沸腾特点了。

在其他的实验中,教师也可以有意识地引导学生采用图象来处理数据。例如在探究串联电路中电流规律实验中,把各点作为横轴、电流为纵轴,作出的图象为水平直线,很直观表示出串联电路中各点电流相等的规律。这样学生非常容易理解和记忆。在探究电阻上的电流跟电压的关系、同种物质的质量与体积的关系、重力大小跟质量的关系等实验中都运用到图象法。这样把数形结合、图形与文字结合起来处理数据、描述物理规律,能很好地促进学生处理数据能力和分析问题能力的提高。

六、比值定义法

初中物理科学方法篇(6)

1.比较法

“比较”是人们常用的思维方法,是找出事物之间的差异点和共同点的思维方法,通过事物间相同特征或相异特征的比较,提示事物的本质和区别。人们认识事物往往是从区别事物的本质特征开始的。而要区别就要有比较,有比较才有鉴别。事物之间在现象上和本质上都存在着同一性和差异性。现象上的同一和差异一般来说是容易识别的,而本质上的同一和差异就不那么容易识别。物理学中有许多物理思维和物理规律具有可比性,运用比较法可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解,尤其在复习课上运用,能使知识融会贯通,开拓学生的思维,并培养学生的知识迁移能力。在物理教学中,既要求学生找出差异性极大的物理现象或物理概念之间本质上的共同点,又要求学生找出表面上极为相似的物理现象和物理概念之间本质上的差异。

比较法教学对于学生的概念学习有所帮助,比较实验可以加强直观教学,有助于学生建立概念,理解规律,突破难点。例如,为了证明大气压的存在,可用一只底部开有小圆孔的塑料杯子,用右手手指按住小圆孔,在杯口向上时将塑料杯里盛满水,用纸片把杯口盖严,左手按住纸片把杯子倒过来使杯口向下,放开左手后,纸片不会掉下来,杯子里的水也不会流出来。这时,有学生认为“纸片是被水粘住了”,然后老师拿掉按住小圆孔的右手指,结果纸片掉下来了,水也流出来了。这样通过手指按住小圆孔和不按住小圆孔两次实验的比较,使学生观察到两次实验中纸片都与水接触,所不同的是后一次实验是杯底与大气相通。从而解除了“纸片是被粘住了”的误解。提高了“大气压存在”这个结论的可信度。

2.假设法

物理解题中的假设,从内容要素看有参量假设、现象假设和过程假设等,从运用策略看有极端假设、反面假设和等效假设等,利用假设,我们可以方便地对问题进行分析、推理、判断,恰当地运用假设,可以起到化拙为巧、化难为易的效果。

假设法的运用,不仅为快捷解题提供了便利,更为培养创新能力开辟了途径。但是,要正确恰当地运用假设法,必须深刻把握其“设而不假”的关键要领,即假设的内涵与问题本身并不矛盾。否则,就会造成“失之毫厘,谬以千里”的后果。

3.控制变量法

“控制变量法”是物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的,因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共同起作用的。譬如说某段导体中通过电流的大小不仅和其两端电压有关,还和这段导体的长度、横截面积的大小及材料种类等因素有关。所以要想精确地把握研究对象的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的,还必须对研究对象施加人为的影响,造成特定的便于观察的条件,这就是“控制变量”的方法。例如为了研究某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系,可将另外两个因素人为地控制起来,使它们保持不变,以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系。

初中物理科学方法篇(7)

【关键词】物理教育;科学方法教育

在当前的课程改革中,一些教师存在一种错误的思想,认为新课程标准改革就是要找到一种学习物理比较轻松的方法来,记得两千多年前古希腊数学家欧几里德在回答另一学者托勒玫的问题时说“不存在任何通向几何学的不费力气的方法”,因此也有理由这样说“不存在任何通向物理学的不费力气的方法”。科学方法教育的目的在于发展学生分析和解决问题的能力,实施物理科学方法教育必须与物理知识教学有机结合。知识是方法的载体,脱离了知识科学方法教育就成了空中楼阁,开展科学方法教育要符合学生的认知规律,应根据学生的年龄特征、知识水平和思维发展循序渐进地进行。以下就教育上谈谈自己的看法。

1.初中物理科学方法教育的两种方式

一般地说,科学方法教育有“隐性”和“显性”两种方式。隐性方式是“用科学探究的一般程式去组织对科学知识的概念、规律、原理的教学过程,使学生的认识过程模拟科学探究过程,但教学过程中并不明确地去揭示所采用的科学方法原理。”显性方式是在“进行科学方法教育时,明确指出科学方法的名称,传授有关该方法的知识,揭示方法的形式、操作过程,说明原理。隐性方式重在使学生感受科学方法,受到科学方法的启蒙和熏陶,初步体会到科学研究的方法和策略。这种方式适合于学生对感性认识不足时,或者对所研究的问题并不占主要地位时使用。显性方式重在解决问题中模仿应用科学方法,对科学方法进行操作训练,使学生有意识地掌握科学研究的方法和策略。这种方式适合于学生对感性认识较丰富的前提下,有目的、有意识地培养学生解决科学问题的能力时使用。尤其在初中教育阶段,隐性方式教育是非常重要的。学科内容只有在经过系统学习,使学生掌握经过整理的系统知识时,才能培养起进行思维活动的能力。所以教师在教学过程中,必须对典型的物理科学方法在恰当时机加以显化,才能更好地达到教育之目的。

2.初中物理科学方法教育的原则

2.1与物理知识教学紧密联系的原则;物理学整体是由物理知识和物理学的方法论组成的,物理学的方法论是伴随物理学的发展而建立的,在教学过程中注重传授概念、规律产生的背景、产生的过程以及在科学技术发展中应用的实例。例如,通过物理学史的小故事让学生明白为什么要提出某个概念,这个概念是怎样提出的,这个概念提出后对物理学的发展起到什么作用,让学生感受科学方法和物理知识的产生与应用紧密相联,知识与方法是血肉相联的整体。

2.2与初中生年龄特征相适应原则;初中生主要思维特点是在头脑中可以把事物的形式和内容分开,可以离开具体事物,根据假设事件进行逻辑推演,但水平仍很低,因此初中阶段的科学方法教育方式主要是潜移默化,并不需要把各种科学思维方法传授给学生。

2.3长期性原则;科学方法教育是科学能力的外化,提高能力比掌握知识要难。初中物理教材中的科学方法许多都是隐含的,科学方法教育在初中段也基本要求是隐性的,我们并不为讲“控制变量法”或“等效替换法”而专门讲这些方法,只是在讲相关概念、规律时用这些方法,所以学生只有在长期的熏陶下,才能潜移默化地,自觉不自觉地学到一些科学方法。例如讲“密度”一节时用到控制变量方法,讲“压强”一节时用到控制变量方法,在讲欧姆定律时还要用到控制变量方法,等等。

2.4促进学生发展为本的原则;现代认知理论认为,学习的过程是学习者自己建构的过程,学习者的能力培养、科学素质提高,有赖于学生的自主性和学习所处的情境。因此在对学生进行方法教育时要充分调动学生学习的积极因素,开展探究性学习、合作学习等多种学习方式,进行师生互动、生生互动,让学生在掌握科学方法的过程中,知识体系、情感、态度、价值观得到同步发展。

3.初中物理所包含的科学方法

物理体系自身包含着丰富的科学方法,总的说来,这些科学方法大致可以分为四类,那就是:物理方法、数学方法、逻辑方法、非逻辑方法。

在初中阶段物理方法主要有,观察方法、实验方法(含控制变量法)、等效方法、理想化方法等,其中理想化方法包括理想实验法和理想模型法。伽里略论证惯性定律所设想的实验──在无磨擦情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,就是物理学史上著名的理想实验。再如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声。显然上述实验是人们在思维中进行的理想过程,与实际实验相比,理想实验能更大程度地突出实验中的主要因素,得出更本质的结论。理想模型可分为对象模型、条件模型和过程模型三类。如表示光的直线传播的光线,描述磁场的磁感线,描述力的示意图等都属于对象模型;再如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质都属于条件模型。电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表,电流表变成内阻等于0的理想电流表等也属于条件模型;在空气中自由下落的物体,空气阻力的作用与重力相比较忽略不计时,可抽象为自由落体运动,另外匀速直线运动也属于过程模型。

数学方法主要有:比例方法、方程方法和图象方法等。例如,密度、电阻等物理量的探究实验用的都是比例的方法,图象的方法。通过形象的图象、清晰的比例关系给学生以深刻的印象,使学生能容易任知其物理概念和规律。

逻辑方法主要有:比较、分类、类比、概括、归纳与演绎、分析与综合等。如在认识电流、电压的概念和影响电阻大小的因素等概念时,与水流水压模拟实验、抽水机的作用和水渠对水流的影响等物理现象进行类比,会使学生理解和掌握这些抽象的物理概念或规律产生其他方法无法替代的作用。又如:我们在认识和研究“分子在永不停息地做无规则运动”理论时,由于分子是微观的,不能直接用肉眼看到,因此,我们可以通过能直接观察或感觉到的扩散现象去认识和理解它;电流看不见、摸不着,我们可以通过各种电流的效应来判断它在存在;磁场看不见摸不着,我们可以通过小磁针指向或偏转以及与其它一些磁场的效应来判断它的存在;在研究空气的存在和大气压强时,我们可以通过感觉空气的流动及现实生活中对大气压强的各种应用来证明空气和大气压强的存在。

4.初中物理科学方法培养的主要方式

4.1在学生亲自体验中培养科学方法;物理学是一门实验科学,极有利于学生亲身体验。许多过去的演示实验改成学生实验,还增加了学生的社会调查和实践,新教材的这些变化都是要加强学生的自身体验,学生通过体验可以很好的感受知识体系内的科学方法。例如水沸腾实验,学生没有实验前总认为只在100摄氏度时,水才“内部与表面”同时“剧烈”的汽化,亲身做了实验后才发现实际没到100摄氏度时,水“内部与表面”就开始汽化,只是“剧烈”的程度不同罢了。通过自身体验使学生真实的看到“量变与质变”的关系,感受相对与绝对的区别。

4.2在民主和谐的氛围中培养科学方法教育;新课程中一个重要的理念是体现师生平等,开展探究性学习、合作学习等多种学习方式。这些学习方式就是创设一个民主和谐的学习氛围,在这种氛围中学生自我知识构建的动力得到释放,对物理知识学习、理解能够从多个方面进行,他们不再满足物理一些概念和规律的结论,而对为何要引出这些概念,为何这样引出而不那样引出,那样引出会得到什么结论等新问题产生了强烈的兴趣和求知欲。物理学体系中内含的科学方法就会在学生自己的问题中,慢慢构建出科学方法的结构。

4.3在相互交流讨论中培养科学方法教育;师生相互交流、生生相互交流,是新课改最提倡的。学生交流解决问题的方法,既可为其它学生提出了解决问题的思路,常常还使交流学生自己又产生完全不同前面的创新思路。相互启发、共同提高,在课堂教学实践中这样的实例不胜枚举。

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