【摘 要】伴隨著中學(xué)物理新課程改革的深入進(jìn)行,對科學(xué)方法教育也在逐步走向深入,本文就科學(xué)方法在物理教學(xué)中的重要性及怎樣對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育進(jìn)行了探討和例證。
【關(guān)鍵詞】素質(zhì)教育;科學(xué)方法;物理能力培養(yǎng)
當(dāng)前,各地教育界都在討論關(guān)于從“應(yīng)試教育”向“素質(zhì)教育”轉(zhuǎn)軌的問題,這是一個重要的、嚴(yán)肅的熱門話題。那么在物理教學(xué)中如何進(jìn)行素質(zhì)教育呢?筆者認(rèn)為關(guān)鍵在于在教學(xué)中要有意識的強化科學(xué)思維能力的培養(yǎng)和科學(xué)研究方法的訓(xùn)練,有意識的把應(yīng)試教育轉(zhuǎn)化為素質(zhì)教育。
一、初中物理教學(xué)中滲透科學(xué)方法教育的重要性
物理學(xué)研究的是關(guān)于物質(zhì)的基本性質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)知識。物理的教學(xué)包括物理知識教學(xué)、物理能力培養(yǎng)和物理方法教育三部分,有很長一段時間我們重視了物理知識的教學(xué)和物理能力的培養(yǎng),某種程度上忽視了物理方法的教育。其實物理教學(xué)的三部分是不可分割的有機整體,在教學(xué)實踐中這三者不能獨立進(jìn)行。方法教育比之知識教學(xué)和能力培養(yǎng),在表現(xiàn)形式上往往較為含蓄,但它處于更高的層次,它是知識教學(xué)和能力培養(yǎng)的骨架和指南。知識教育和能力培養(yǎng)的效果在很大程度上決定于教師能否自覺地把物理學(xué)方法的教育滲透、貫穿于教學(xué)過程之中。
二、初中物理教學(xué)中科學(xué)方法教育的分類和統(tǒng)計
1.中學(xué)物理科學(xué)方法教育的類別
中學(xué)物理科學(xué)方法教育因素可歸納為三類:物理方法、思維方法、數(shù)學(xué)方法。每一類又包含若干具體的方法,如下圖所示。由此,物理方法教育、物理知識教學(xué)和物理能力培養(yǎng)互相聯(lián)系,構(gòu)成中學(xué)物理教學(xué)的全部。
2.初中物理教學(xué)中常見物理方法統(tǒng)計
三、初中物理教學(xué)中實施科學(xué)方法教育的教學(xué)建議
首先,不少初中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律時,往往只注重結(jié)論,忽視過程,記筆記也只記黑板上的條條杠杠。這樣所學(xué)到的必然是死的物理知識,不利于能力的提高和科學(xué)方法的掌握。為了解決這一問題,在教材中涉及到概念及引入規(guī)律教學(xué)時,我們可以模擬物理學(xué)家的探索過程實施教學(xué)。其大體順序是:提出問題、引起猜想、觀察實驗、分析推理、歸納總結(jié)。例如在壓強的教學(xué)中,首先讓學(xué)生明確壓強是表示壓力作用效果的物理量,并讓學(xué)生猜想壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)?猜想是否正確,需要實驗證實,進(jìn)一步讓學(xué)生考慮兩個因素對壓強的影響又該如何研究?再提出控制變量法,再經(jīng)過歸納總結(jié)得到壓強的定義。這樣模擬科學(xué)家的探索過程讓學(xué)生體會與學(xué)習(xí)物理學(xué)方法能達(dá)到很好的教學(xué)效果。
其次,對于有些物理概念的建立,我們還可以用歸納、概括、抽象的方法。比如要建立“力”的概念,教材(人教版初中物理第一冊)中先舉了幾個有力發(fā)生的例子,然后和學(xué)生一起歸納,通過抽象、概括,把“推、拉、提、壓”等現(xiàn)象的本質(zhì)歸結(jié)為物體之間的相互作用。從而引入“力”的概念。
再次,物理學(xué)的方法教育有隱性教育和顯性教育兩種。對于初中學(xué)生,考慮其接受能力,再加上課堂教學(xué)時間緊,所以在初中物理教學(xué)中方法應(yīng)當(dāng)以隱性為主,不必對所用到的科學(xué)方法的內(nèi)容進(jìn)行解釋(少數(shù)除外)。另外,有些方法的理論較難,學(xué)生不易接受,如果處理不當(dāng)會適得其反。這就要求我們在教學(xué)中長期堅持用正確的方法來研究問題、思考問題、解決問題,能潛移默化,使學(xué)生逐步掌握物理學(xué)方法。例如力學(xué)和電學(xué)綜合題的分析和解題方法,對學(xué)生來說,一直是個難點,學(xué)生不太可能一次掌握。我們可以在研究力學(xué)問題時,按選取合適的研究對象建立模型,然后分析研究對象的受力情況和運動過程,畫出受力示意圖,最后選擇合適的的規(guī)律列方程并運用數(shù)學(xué)知識解方程的思路進(jìn)行分析,長期言傳身教的結(jié)果是學(xué)生必然掌握了這種研究問題的方法;再如研究電學(xué)問題時,堅持按分析電路特點及變化過程,畫出各種情況的分析電路圖,然后根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點和電學(xué)規(guī)律建立方程(組)的正確方法進(jìn)行,這對于學(xué)生是個很好的示范作用,長期下來學(xué)生必然掌握了這些重要的方法。
第四,物理教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的實驗觀察能力,就需要幫助學(xué)生掌握實驗觀察的方法。學(xué)生觀察物理實驗不能像“看戲”一樣,僅僅覺得好玩就行了。而是應(yīng)該在教師的引導(dǎo)下從一次物理實驗的許多現(xiàn)象中有目的的觀察主要的現(xiàn)象,并分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因,逐步推理得到該實驗的結(jié)論。當(dāng)然要想得到一個具有普遍意義的結(jié)論,還需多做幾個實驗或多舉幾個例子歸納總結(jié),從而由特殊到一般得到實驗結(jié)論。那種只看表面現(xiàn)象,就死記結(jié)論,忽略過程分析的方法是不可能取得好的效果的。例如在《做功和內(nèi)能的改變》一節(jié)的壓縮空氣點火的演示實驗中,學(xué)生能夠觀察到棉花燃燒的實驗現(xiàn)象,燃燒需要氧氣和達(dá)到燃點這兩個條件是學(xué)生所知道的,那么是什么原因使厚玻璃筒內(nèi)的溫度達(dá)到棉花燃點的呢?通過分析推理,學(xué)生逐漸認(rèn)識到這是因為活塞壓縮空氣做功,使空氣的內(nèi)能增大,溫度升高所致。另外,再舉鉆木取火、彎折鐵絲、鍛打牙膏皮等大家熟悉的例子,就能歸納分析出對物體做功,物體的內(nèi)能增大,伴隨著機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能這一實驗結(jié)論。同樣,在演示物體對外做功,本身內(nèi)能減少的實驗時,學(xué)生很容易觀察到塞子跳起現(xiàn)象,但這不是本實驗的目的,我們的目的是希望學(xué)生能觀察到塞子跳起時瓶中出現(xiàn)水霧,為此,教師可以走到學(xué)生中去多演示幾次,引導(dǎo)學(xué)生觀察,并進(jìn)一步推理出瓶內(nèi)空氣推動塞子做功時,內(nèi)能減少,溫度降低,使瓶內(nèi)的水蒸氣液化成水霧。
第五,數(shù)學(xué)和物理聯(lián)系密切,許多數(shù)學(xué)方法在物理中有廣泛的應(yīng)用。在初中物理中用的比較多的數(shù)學(xué)方法有圖象法、比例法等。
1.圖象法是初中物理應(yīng)用最多的一種數(shù)學(xué)方法,在速度、熱現(xiàn)象、光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)中都有圖象教學(xué)的內(nèi)容。圖象有簡明直觀的特點,用它描述物理規(guī)律,容易被初中生接受。例如:在《熔化和凝固》一節(jié)教學(xué)中,在實驗的基礎(chǔ)上,得出了圖象,再通過分析與比較,學(xué)生很容易就掌握了晶體、非晶體熔化和凝固的特點。
2.比例法在初中物理中應(yīng)用也很多,所有用公式描述的物理概念與規(guī)律,都有比例法教學(xué)的內(nèi)容。比例法還往往和變量控制結(jié)合在一起進(jìn)行教學(xué)。值得注意的是有些物理量的定義公式中運用比例法時不能違背實際的物理含義。例如在密度、比熱、電阻等定義公式中就要注意這一點。這也是物理公式和數(shù)學(xué)公式相區(qū)別的一個地方。
總之,在物理教學(xué)中加強科學(xué)方法的教育,不僅能教給學(xué)生科學(xué)的研究方法和科學(xué)的思維方法,同時也會逐步養(yǎng)成學(xué)生科學(xué)的態(tài)度,樹立了科學(xué)的觀念,而且也訓(xùn)練了學(xué)生各種基礎(chǔ)能力,這對于培養(yǎng)和提高學(xué)生的素質(zhì),轉(zhuǎn)應(yīng)試教育為素質(zhì)教育,具有重要的現(xiàn)實的意義。
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(作者單位:江蘇省無錫市江南中學(xué))