初中物理教學中科學方法教育的探索

初中物理教學中科學方法教育的探索上海市崇明縣登瀛中學陳杰【內(nèi)容摘要】變“應試”教育為“素質”教育是現(xiàn)今教育界的熱門話題，而素質教育的核心是對學生進行綜合能力的培養(yǎng)。新《課程標準》明確指出要對學生進行科學方法的教育，要加強學生的學法指導，使學生真正成為學習的主人，變被動學習為主動地“會學”。本文筆者就初中物理教學中進行科學方法教育的意義談了自己的觀點，并且闡述了初中物理課堂教學中實施科學方法教育的具體做法特別是初中物理課本中常見的“觀察和實驗法”、“控制變量法”、“等效替代法”等科學方法分別加以舉例說明。最后談了在教學中實施科學方法教育的一些體會。筆者通過在初中物理教學中科學方法教育的探索和體會，旨在說明物理學科教學中重視方法滲透，加強能力培養(yǎng)的重要性和必要性?！娟P鍵詞】物理教學科學方法滲透思維一．問題的提出達爾文說：“最有價值的知識是關于方法的知識”。日本教育家田畸仁說：“一個沒有受過科學方法訓練的人，他的讀書方法是有問題的。”當前世界各國，特別是發(fā)達國家十分重視科學方法的教育，普遍強調(diào)要讓學生懂得“研究方法”，要掌握“獲得知識的程序和手段”，要學會進行“科學思維”。德國的一個物理教學大綱中有這樣一句話：“與生物學和化學相比，物理的結構較有層次，從而使物理學家的獨特思維方式更顯出眾?！边@意味著在物理教學中進行科學方法教育具有“得天獨厚”的條件和“義不容辭”的責任。所以，物理教學為適應“應試教育”向“素質教育”轉變，必須從單純的“學科教育”轉向“科學的教育”，即不但應該讓學生掌握必要的科學知識，還要為他們的素質發(fā)展奠定必須的科學方法、科學能力、科學品質的基礎。二．物理教學中進行科學方法教育的意義長期以來，由于傳統(tǒng)的“應試教育”的影響，在物理教學中往往重理論而輕實驗，重結論而輕過程，重習題操練而輕方法教育，導致了“物理不見物”，“物理不思理”，“物理不講理”的局面。隨著教材的不斷改革，研究方法有了它一定的地位?？上У氖窃诮虒W過程中忽視研究方法的教學十分普遍，沒有把科學方法的教育作為教學目標，多數(shù)學生總圍繞部分教師一成不變的教法在轉，沒有自己的獨特見解，不僅沒有學會科學的思維方法，其創(chuàng)造性思維也受到了限制。我國九年制義務教育物理學科課程標準明確指出要對學生進行科學方法的教育。素質教育要加強學生的學法指導，使學生真正成為學習的主人，變被動學習為主動地“會學”。單純的知識傳授將使學生無法適應社會的進步，更談不上促進社會的發(fā)展。所以，教師應注意把科學方法的教育作為重要的教學目標之一，讓學生在獲取知識的實踐中掌握科學的研究方法。學生走出校門后，所學知識可能會忘掉，或者說大部分人工作中并不直接用到所學的物理知識，但他們能運用科學的方法去分析、解決問題，會用科學的方法來支配工作和生活，這對他們一生的發(fā)展都是有益的，從這個意義上講，讓學生掌握科學的方法比單純教給學生某方面的知識更為重要。三．初中物理課堂教學中科學方法教育的實施物理學是一門以實驗為基礎的學科，“觀察和實驗法”是物理學中最基本的研究方法，許多概念和規(guī)律都是利用這種方法建立起來的。如：“壓強”這一概念的建立，讓學生用兩個手指輕輕按住圖釘?shù)膬啥?，就能觀察和體驗在壓力的大小一定時，由于受力面積大小的不同，壓力的作用效果不相同，物理學中，為了表示壓力的作用效果從而引入了壓強。再如：在研究光的反射時，利用如圖裝置進行實驗，當入射光為AO時，反射光為OB；當入射光為CO時，反射光為OD；當入射光為EO時，反射光為OF。由此實驗觀察得出結論一：反射光線和入射光線分別位于法線的兩側；反射角等于入射角。若把此裝置中的小門向后轉動一角度，則在小門上不能看到反射光，由此可進一步得出結論二：反射光線、入射光線和法線在同一平面上。整個實驗過程中，學生運用“觀察和實驗法”，綜合結論一和結論二可以方便地總結出光的反射定律。觀察和實驗既是研究物理的基本方法，也是學生學好物理的基本途徑。初中學生的思維在很大程度上仍屬于經(jīng)驗型，經(jīng)驗的獲得需以具體直觀的感性認識為支柱，觀察、實驗可以為學生理解物理知識提供事實依據(jù)，使學生對物理現(xiàn)象獲得鮮明生動、印象深刻的感性認識，也是培養(yǎng)學生各種能力的重要途徑，同時對培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，引起學習興趣都有不可替代的作用。自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象往往是錯綜復雜的，被研究的對象往往不是孤立的，要想精確地把握研究對象的各種特征，弄清事物的原因和規(guī)律，單靠自然條件下整體觀察研究對象是遠遠不夠的，還必須對研究對象施加人為影響，造成特定的便于觀察的條件，這便是一種科學方法――“控制變量法”。如：在進行“決定電阻大小的因素”教學時，可告知學生采用了“控制變量法”。當研究“歐姆定律”時，要研究電流與電壓、電阻的關系，學生很自然地想到先控制一個變量（電阻）、研究電流與電壓的關系，再控制另一個變量（電壓）、研究電流與電阻的關系，最后很方便地導出了歐姆定律。另外，在建立“速度”、“壓強”等概念或進行“影響液體蒸發(fā)快慢的因素”、“影響滑動摩擦力大小的因素”“力的作用效果跟哪些因素有關”等等內(nèi)容的教學中，教師都可滲透控制變量的科學方法。教學中使學生學會用“控制變量法”研究物理問題，可提高其在研究物理問題的過程中從實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)中歸納總結物理規(guī)律的能力。“等效替代法”（或“等量替換法”）是一種行之有效的科學思維方法。無論從歷史到現(xiàn)代，還是從科學實驗到理論探索，等效替換法都發(fā)揮著重要的作用譬如：“曹沖稱象”的故事，每個學生都非常熟悉?！安軟_稱象”的辦法是將象牽上船后，在船側水面處劃上記號。然后牽走大象，往船上裝石頭，直到記號與水面相平為止。稱出石頭有多重，就知道象有多重了。在“物體的浮與沉”這一節(jié)教學后，讓學生充分討論“曹沖稱象”的啟示，從而歸納出：曹沖的聰明在于采用了“等效替代法”（以及“化整為零法”）。在“力的合成”、“阿基米徳原理表達式：Ｆ浮＝Ｇ排”、“串、并聯(lián)電路中等效電阻”等的實驗教學中都應注意這種科學方法。在物理教學中注意“等效替代法”的應用，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力，提高解決實際問題的能力是大有益處的。例如題：一只瓶子的質量是0.2千克，裝滿水時總質量是0.7千克，把水倒掉，在瓶內(nèi)裝滿另一種液體時總質量是0.6千克，求這種液體的密度。懂得了“等效替代法”，學生就不難理解液體的體積跟瓶子的容積、水的體積是相等的。在物理教學過程中，有時各種科學方法是交叉在一起的，這時教師要充分利用教材中科學方法教育的因素，將各種方法有機地結合在一起進行教育。使學生從不同的方面、不同的角度來思考和認識問題，這樣可激活學生思維,開闊學生的思維空間，培養(yǎng)思維的靈活性。不但提高學生的思維品質，而且培養(yǎng)學生的綜合能力。如：“牛頓第一定律”的教學就綜合了多種科學方法。讓小球Ａ從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下：采用了“控制變量法”；平面越光滑，小球Ａ運動的距離越長，如沒有摩擦，水平面絕對光滑，小球Ａ在水平面上沒受到任何阻力，它將永遠沿著直線勻速運動下去：采用了“推理法”；水平面絕對光滑：屬于“理想化法”。這個實驗叫“理想實驗”。AF=0ν≠0A除了上面提到的一些科學方法外，還有類比、演繹、歸納、比較、概括等等，都可以適當?shù)刎灤┯谌粘＝虒W中，逐步進行訓練，使學生在學習物理知識的同時，也學會了科學的研究方法，能活躍思維，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。四．在教學中實施科學方法教育的幾點體會科學方法教育的內(nèi)容與學生的實際接受能力相結合初中學生的觀察能力和動手能力已初步形成，但是他們的抽象思維能力尚未充分發(fā)展，因此初中階段側重于觀察和實驗方法的教育；對于抽象的思維方法要在教師的指導下接受分析、比較、概括等方法的訓練。重視挖掘隱性教育與顯性教育相結合初中物理科學方法大多是隱性的，對于同一種方法，如：“控制變量法”教學內(nèi)容中多次用到，教師要根據(jù)學生的認知規(guī)律和接受能力循序漸進，隱性教育和顯性教育相結合，在科學方法教育中要不斷總結，逐步由隱性向顯性過渡。科學知識的傳授與科學方法的引導相結合注重科學方法教育的目的，是為了更好地使學生獲得知識，科學方法的學習比物理知識的學習要難，它不是一次教學就能讓學生理解和掌握的。教師在教學過程中把物理知識和科學方法的教育有機地結合起來，應在進行知識傳授的過程中重視獲得知識的過程。科學方法的教育重在長期地“潛移默化”和“逐步滲透”，才能達到預期的目標。柳斌同志說：“素質教育的主要環(huán)節(jié)在課堂里面，課堂教學的主體是學生，關鍵是教師，教師是課堂教學的設計者，是學生學習的指導者和幫助者?！痹谶M行科學方法教育時，教師要根據(jù)學生的實際情況，因材施教，在制定教學目標和方案時，尊重學生的認知規(guī)律，使科學方法的教育真正落到實處。五．結束語古人云：“授人以魚，供一飯之需，教人以漁，則終身受用無窮”實施素質教育，教師應使教學逐步從“應試意識”向“發(fā)展意識”轉變，應重視培養(yǎng)學生的自我發(fā)展能力，立足讓學生掌握獲得知識的方法，讓學生主動地參與知識獲取過程，提高對來自外部信息的處理加工能力，使學生真正地學會學習，使認知能力、學習能力、發(fā)現(xiàn)能力、創(chuàng)造能力成為學生終身受用的寶貴財富。在物理學發(fā)展的長河中，物理學的科學方法已經(jīng)發(fā)揮了并將繼續(xù)發(fā)揮巨大的推動作用。科學方法比知識本身更富有創(chuàng)造價值，學會科學方法有時比學習知識收獲