在新課程標(biāo)準(zhǔn)下,教師要從傳統(tǒng)的角色中走出來,不僅需要從教育教學(xué)的規(guī)律出發(fā)給自己的工作和作用定位,而且需要了解社會(huì)對(duì)教師職業(yè)的新期待,進(jìn)而形成新的教育教學(xué)行為。新課程標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定初中三年的教學(xué)內(nèi)容,至于怎么教,采用怎樣的方法教可以由教師自己選擇。我們要把培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、探究能力、創(chuàng)新能力和合作學(xué)習(xí)的能力放在首位。在新課程教學(xué)理念中,課堂是學(xué)生自主活動(dòng)的“車間”,要讓學(xué)生在活動(dòng)中感知、在活動(dòng)中理解、在活動(dòng)中提升。每節(jié)課都要有物理活動(dòng),活動(dòng)要為探究某個(gè)問題而設(shè)計(jì),不能只為了活動(dòng)而活動(dòng)。當(dāng)然,你所采取的方法要更有利地促進(jìn)學(xué)生全面、持續(xù)、和諧地發(fā)展,使學(xué)生獲得對(duì)物理知識(shí)理解的同時(shí),在思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等多方面得到進(jìn)步和發(fā)展。傳統(tǒng)教學(xué)讓人感覺是在“教教材”,而新課程是讓教師“用教材去教物理”。
初中物理中常用的科學(xué)方法有:控制變量法、建立模型法、替代法、分類法、轉(zhuǎn)換法、類比法等。
一、控制變量法
就是某一物理問題受多個(gè)因素的影響時(shí),通過控制其中某幾個(gè)因素不變,只讓其中一個(gè)因素改變,看它對(duì)物理問題的影響,從而轉(zhuǎn)化為多個(gè)單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。
例如:我們常見的弦樂器可以發(fā)出不同音調(diào),那么弦樂器發(fā)音的音調(diào)與哪些因素有關(guān)呢?弦樂器的音調(diào)高低可能與弦的粗細(xì)、長(zhǎng)短、弦的材料及弦的松緊等因素有關(guān)。我們先控制弦的長(zhǎng)短、材料和松緊相同,讓弦的粗細(xì)不同,比較粗細(xì)對(duì)音調(diào)的影響,然后使弦的粗細(xì)、材料和松緊相同,研究弦的長(zhǎng)短對(duì)音調(diào)的影響,以此類推,逐步進(jìn)行研究,最后進(jìn)行分析從而得出正確的結(jié)論。
初中物理中利用控制變量法進(jìn)行研究的問題很多。如:研究影響力的作用效果的因素;研究滑動(dòng)摩檫力與哪些因素有關(guān);研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)的影響因素;研究影響液體蒸發(fā)快慢的因素;研究物體吸熱與哪些因素有關(guān);研究影響電阻大小的因素;研究電流與電壓、電阻的關(guān)系;研究影響電流熱效應(yīng)的因素;探究影響電流做功的因素;研究動(dòng)能(勢(shì)能)大小的影響因素;探究物體質(zhì)量與體積的關(guān)系;探究壓力作用效果等。
二、建立模型法
實(shí)際中生活中的事物是錯(cuò)綜復(fù)雜的,在用物理的規(guī)律對(duì)實(shí)際中的事物進(jìn)行研究時(shí),我們需要對(duì)它們進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化,忽略次要因素,以突出主要矛盾,以便于解決問題.用這種理想化的方法對(duì)實(shí)際中的事物進(jìn)行簡(jiǎn)化,便可得到一系列的物理模型.這種方法可以幫助人們透過現(xiàn)象,從本質(zhì)認(rèn)識(shí)和處理問題。
例如:生活中簡(jiǎn)單機(jī)械有很多,它們的形狀、用途、結(jié)構(gòu)各異,要分別研究它們那是難于實(shí)現(xiàn)也是不可能的,初中物理中的杠桿就是簡(jiǎn)單機(jī)械的模型。有了這個(gè)模型,再去研究簡(jiǎn)單機(jī)械,就簡(jiǎn)單多了。
在初中物理中,通過建立模型,簡(jiǎn)化研究難度的內(nèi)容有很多,如:研究肉眼觀察不到的原子結(jié)構(gòu)時(shí),建立原子核式結(jié)構(gòu)模型;研究電路時(shí),將實(shí)物電路簡(jiǎn)化為電路圖;用力的示意圖表示物體作用力;用水泵和水輪機(jī)使水管中水不停流動(dòng),其中水泵就是電池的模型,水壓就是電壓的模型;滑動(dòng)變阻器就是生活中各種變阻器的模型,實(shí)驗(yàn)室常用的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是實(shí)際中電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的模型等。
三、轉(zhuǎn)換法
物理中有一些看不見、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí),或用易測(cè)量的物理量來間接測(cè)量,這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。
如:拋在高空中的物體最后總要落地可證明重力存在;馬得堡半球?qū)嶒?yàn)可證明大氣壓的存在;影的形成、小孔成像可以說明光在同一種透明物質(zhì)中是沿直線傳播的;奧斯特實(shí)驗(yàn)可證明電流周圍存在著磁場(chǎng);用細(xì)鐵屑可以很清楚地顯示磁場(chǎng)的分布情況;指南針指南北可證明地磁場(chǎng)的存在;擴(kuò)散現(xiàn)象可證明分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng);鉛塊實(shí)驗(yàn)可證明分子間引力的存在;運(yùn)動(dòng)或被舉高的物體能對(duì)別的物體做功可證明它具有能,用鐵球撞擊木塊,根據(jù)木塊移動(dòng)的距離可以知道鐵球動(dòng)能的大小,利用電磁鐵吸引大頭針的多少而知道電磁鐵的磁性強(qiáng)弱等。
四、科學(xué)推理法
科學(xué)推理法就是用已知的物理知識(shí)或物理現(xiàn)象,對(duì)某些未知的事物作出科學(xué)的推理,從而幫助我們?nèi)フJ(rèn)識(shí)未知世界??茖W(xué)合理的推理是人類創(chuàng)造發(fā)明的源泉。
如:在研究物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與力的關(guān)系時(shí),伽利略通過實(shí)驗(yàn)推理得出:運(yùn)動(dòng)著的物體,如果不受外力作用,它的速度將保持不變,并且一直運(yùn)動(dòng)下去;將半瓶酒精和半瓶水混合后,液體的體積小于一瓶,得出分子間有間隙的結(jié)論;將一滴紅墨水滴在水里,整杯水會(huì)變紅,并且水的溫度越高,變紅的時(shí)間越短,可以得出分子是在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)越快的科學(xué)結(jié)論;依據(jù)大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的降低而減小的特性,可以推理得到溫度降到一定程度時(shí),導(dǎo)體的電阻為0,可以制成超導(dǎo)體;放在真空罩中的電鈴?fù)姾蟀l(fā)出聲音,但慢慢抽去空氣,聲音逐漸變小,可以推理得出聲音不能在真空中傳播的結(jié)論等。
五、類比法
實(shí)際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理。它是根據(jù)兩個(gè)(或兩類)對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維方法。物理中的類比方法可以幫助理解較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和較難的物理知識(shí)。
如原子結(jié)構(gòu)的模型中,原子核可以類比于太陽,核外電子類比于行星,它們?cè)诳臻g結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式上都是相似的、利用水流類比電流、利用水壓類比電壓、照相機(jī)類比人的眼睛、電能使電燈發(fā)光,同時(shí)產(chǎn)生內(nèi)能散失在空氣中,但這些內(nèi)能無法自動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能類比能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性、利用水波類比電磁波、利用永久磁體的磁場(chǎng)分布情況類比通電螺線管周圍的磁場(chǎng)分布等。
六、比較法
許多物理現(xiàn)象和物理規(guī)律具有相似之處,但又有本質(zhì)的區(qū)別,我們要認(rèn)識(shí)它們有一定的難度,但我們?nèi)绻ㄟ^深入觀察、思考和分析,找出研究對(duì)象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),就能很好的區(qū)別它們,這也是認(rèn)識(shí)事物的一種基本方法。
如:磁體與帶電體、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)、相同功率的白熾燈和電烙鐵的發(fā)熱情況、電壓表和電流表的接線和讀數(shù)方法、定滑輪和動(dòng)滑輪、功和功率以及機(jī)械效率、相互作用力和平衡力、壓力和重力、各種摩擦力、壓力和壓強(qiáng)、固體和液體氣體的壓強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)和靜止、光的發(fā)射和折射、噪聲和樂音的區(qū)別和聯(lián)系等等。
綜上所述,科學(xué)方法在初中物理中使用較為廣泛,是我們當(dāng)前學(xué)習(xí)和今后繼續(xù)學(xué)習(xí)的重要利器,對(duì)科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和考查體現(xiàn)著一種新的教學(xué)理念,它有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,科學(xué)方法是今后中考命題的熱點(diǎn)。