初中物理教学中科学方法教育初探.docx

初中物理教学中科学方法教育初探 现行全日制中学物理教学大纲(修订本)，在物理教学的目的中指出：“在教学中要注意培养学生学习物理的兴趣；要重视科学态度和科学方法的教育；”这是过去大纲中所没有的内容。从提高整个中华民族素质的角度来看，在中学物理教学中注意这些问题是很必要的。 科学的方法是在前人的经验教训的基础上形成的。如果我们把我们所教授的物理知识比喻成金子的话，那么获取这些理论的科学方法便是点金术了。在如今知识剧增的年代，科学技术飞速发展，只教给学生一些物理知识已经不够，他们需要的是科学的方法即点金术。从长远的观点看这种教育是更重要的。 但是，本人所接触到的很多的物理教师都认为，初中物理教学主要是要是要注意培养学生学习物理的兴趣，至于科学方法的教育应该是高中及以后的物理教学中的事情。本人认为这种看法是错误的。的确，在全日制中学物理教学大纲(修订本)中要求“整个初中物理教学中，都要注意对学生进行抽象思维的训练，培养分析解决问题的能力，进行科学态度和科学方法的教育。”而对初中物理教学的要求是：“要以观察、实验为基础，使学生掌握力学、热学、电学、光学的初步知识以及它们在实际中的应用，要培养学习物理的兴趣和良好的学习习惯。”但本人理解，该要求中的“以观察、实验为基础”和“培训良好的学习习惯”，就包括寓科普方法的教育于整个初中物理教学之中，使学生从初中物理起始课开始，就开始接触、熟悉并掌握基本的科学方法。 科学的方法是多种多样的，在初中物理教学中就已经接触到的有观察法、实验法、数学法（包括公式法、图表法和图象法）、理想化模型法、假想法等。根据多年的初中物理教学经验，本人认为从初中物理起始课开始，便重视物理教学中科学方法的教育，寓科学方法的教育于整个初中物理教学之中，使学生掌握最基本的物理方法：观察法、实验法、数学公式法，并了解其他的物理方法如理想化模型法、假想法、数学图表法、图象法等，不仅能提高学生学习物理的兴趣，亦能使学生及早“入门”，及早迈进物理这一学科的科学的殿堂。 下面是本人对这一问题的初步探索，敬望斧正。 一、 观察法 所谓观察，是人们有计划地对自然现象在自然发生的条件下进行考察的一种方法，观察是研究物理问题最基本、最重要的方法，是获取知识的源泉。 现行初中物理教材第一册“序言”中，不仅对学生讲到了“观察法”和“实验法”在物理研究中的重要地位，还提到了伟大的物理学家伽利略从不忽视那些看起来平常的细微现象，仔细观察了从来没人注意过的大教堂里吊灯的晃动情况，发现了悬挂着的物体在摆动中的等时性。那么在这里，应该仔细给学生介绍伽利略观察的过程，使学生在接触到物理知识之前便有一个深刻的印象观察非常重要。在随后的物理学历方法的介绍中，应重点强调观察方法的重要，要求学生在以后的物理学习过程中，不仅要仔细观察老师演示的各种物理现象，还要细心观察日常生活中的各个物理现象。 在整个初中物理教学过程中，我时刻注意提醒学生运用观察的方法去学习物理。 初中物理第一册“误差”这一节中，“误差的产生跟测量工具有关系”这一点学生们往往不容易接受，我便尝试着让学生们把两把不同的直尺放在一起观察，并提醒他们注意观察尺子的刻度是否一致。这时他们便会发现不同的尺子刻度并不完全一致，甚至有的同学发现有两把尺子在处竟然相差了。这样做不仅使学生们自己总结出了“误差的产生跟测量工具有关系”这一结论，还使学生深刻地认识到：自己一直信奉为“标准”的尺子，原来并不准确，不看不行，不观察不知道。 在学习了“惯性”之后，让学生们回家后观察日常生活中惯性的应用，并在班内开展以组为单位的竞赛活动，看哪组观察到的现象多。 在学习了“摩擦”之后，我便领着学生蹲在自行车前观察：自行车上哪些地方要利用摩擦？哪些地方要减小摩擦？是用什么方法来增大和减小摩擦的？在学生了“压力和压强”之后，便让学生观察压强在生产和生活中的应用。 在学习“比热”的前两个星期，我便布置学生每天晚上收听中央台天气预报，记录沿海地区和内陆地区的温差情况，把所观察到的情况记录下来，这样，在学习完“比热”之后，他们自己便能解释“为什么沿海地区气温变化比内陆地区气温变化显著”了。 在学习完热学之后，我利用班会时间开展了“点将台”活动，每个同学都可以说出自己在日常生活中观察到的热现象，然后点名请某同学解释。同学们提出“为什么不锈钢锅比铝锅容易糊底？”“为了使水杯中的热水凉得快一些，通常要将水在两个杯中来回折倒，为什么？”等问题。这时从同学们提出的问题中可以看出，通过在初中物理教学过程中科学方法的教育，使学生们认识到了物理并不枯燥，物理就在生活中，他们已经习惯于在日常生活中不断观察，不断思考了，同时也提高了他们学习物理的兴趣。 二、 实验法 许多情况下，仅靠对自然现象的观察是不够的还需要在人工控制的条件下对现象进行研究，这就是实验。 实验是学习和研究物理的一种重要的科学方法，现行的初中物理教材始终将“观察法”和“实验法”贯彻在整个初中物理教学之中。教材中除了安排了一些演示实验、学生实验外，还有一些小实验和实用题。这就要求我们寓科学方法的教育于整个初中物理教学之中，使学生熟悉并掌握“实验”这一科学方法，使他们认识到物理学是一门实验的科学，这样，学生们就不会在物理问题面前感到束手无策了。 为了让学生感觉到物理学是一门实验的科学，除了教材中要求的演示实验应想尽办法做，学生实验在条件许可的情况下应该让每个同学都有自己动手的机会之外，对于书上的小实验和实验题，以及其他一些可以通过实验来解决的问题,应该鼓励学生自己动手解决问题。 在初二物理起始课第一章第二节“长度测量的一些特殊方法”中，讲到测量圆锥体的高时，我先不限制工具，让同学们自己想出各种各样的测量方法来。这时有的同学便提出了要用一个桶，这是我予料之中的，已经准备好了，便让这个同学到前面来，给他一个桶，这时全班同学都看着他，只见他把圆锥体放在桶中，再慢慢向桶中倒水，至水刚好没过尖端时停止倒水，然后拿起直尺，竖直放进桶中看水面到达的位置读数。这时有的同学站起来说：“读数时视线应与刻度尺垂直，这样读数不行。”前面的同学想了一会儿，把刻度尺从水中拿出来，看着干湿交界处读数。考虑了一会儿，有的同学又提出：“不行，把直尺放进水中时水面又升高了，这样测量结果不准确。”讨论了一会儿，有同学站起来解决这个问题了：“这好办，先放好尺子后再倒水，使水刚好没过锥体的尖端就可以了。”这时又有人发问了：“刻度尺的零刻度线如果不在尺子的边缘怎么办？”同学们便又开始讨论起零刻度的修正方法来了。最后在同学们的实验基础上我加以总结：“这样的方法是用一个易于测量的等量去测量一个不易于测量的等量，这就是等量替换法。但我们手中常备的只有直尺和三角板，如何用直尺和三角板来实现等量替换呢？”这样过渡，不仅使学生易于接受直尺三角板的等量替换法，也给了他们一个深刻的印象动手解决物理问题。 在讲“力的图示”时，我便在教室门的反面及近门轴处再各安装一个门把手，然后让同学们自己去实验，去体会力的作用效果的不同，自己总结出力的三要素来。为了使学生更好地掌握“实验法”，我不仅在平时的教学中注意实验法的教育，还开辟了“实验习题课”，即专门出一些可以通过实验来解决的问题，上一节习题课，让学生们通过自己动手实验来解决这些问题。如学习完热学之后我出了这样一些题目留作课后思考题，这些题目都是通常错误率比较高的。 、在天平的两个盘内各放一只玻璃杯，若两只玻璃杯容积完全相同，调整天平使之平衡，再向一只杯中倒满冷水，另一只杯中倒满热水，则会发生什么现象？ 、金属圆环被加热后，内径将如何变化？ 、如图所示，用热毛巾包住玻璃杯时，细玻璃管中的液柱将如何变化？ 、如图所示，封闭的四方形玻璃管中装满水，当用酒精灯对某一顶点加热时，管内水形成对流，方向如图所示，那么被加热的是哪个顶点？ 、水和酒精混合后，体积如何变化？这种现象说明了什么问题？第二天上“实验习题课”，我把准备好的需要用到的仪器带到课堂上去。首先让同学们各自说出自己的思考结果和理由，然后找同学到前面去自己动手实验，观察现象，最后展开讨论。这样做不仅解决了问题，加深了印象，还能使学生们更深刻地认识到：物理学是一门实验的科学，物理问题应该通过实验去解决，这样，他们就不再感到物理学抽象、难学了，而掌握了解决物理问题的基本方法实验。 三、 数学公式法 杰出的物理学家劳厄曾经这样说过：“数学是物理学家的思想工具”。许国梁教授在中学物理教学法中指出：在物理学的研究和学习中不论是观察实验，还是理论探讨，不论是从感性认识上升到理性认识，还是运用物理理论指导实践，数学方法的运用都是极为重要的环节。 数学方法作为一种研究物理学的重要工具，它的重要意义主要有以下三个方面： 第一，数学方法提供了对物理学问题进行数量分析和计算的方法，促进了物理学的迅速发展。 第二，数学方法提供了物理概念与物理规律简洁精确的表达方式，简化和加速了思维的过程。 在物理学中，各种物理概念以及概念之间的关系，常常以数学符号形式(包括图形、图线和图表等)和数学公式来表示。 第三，数学方法提供了推理工具和抽象手段，有助于把握事物的本质及其内在联系。 在整个初中物理教学过程中，出现了大量的物理公式，那么在第一个物理公式“”出现时，就应该明确告诉学生数学公式法是研究物理学的常用的科学方法之一。当一个物理量与另外一个物理量有关系时，就应该从数学的角度去考虑它们之间是否有定量关系，能否用简洁的公式来表明。这样的介绍，不仅向学生突出强调了物理公式的物理本质，还可以纠正和防止学生中一种相当普遍的倾向-那就是把物理当成数学来学习，“会套公式会计算，糊里糊涂求答案”。在以后教学中再不断地强调数学公式的重要，使学生们逐步熟悉并掌握数学公式法。 四、 其它方法 除了上面提到的观察法、实验法、数学公式法之外，初中物理教学过程中还涉及到了以下几种科学方法： 、理想化模型法例如在研究物质密度时，认为同一种物质的密度不变，而实际上物质的密度随着温度的改变而改变。在这个时侯，如果向学生说明这个问题告诉他们这是研究物理问题的一种科学方法，就会避免以后学习“对流”，出现密度变化时学生出现不必要的疑惑了。、假想法在初中物理课本第一册介绍“牛顿第一运动定律”之前，介绍了伽利略的研究工作。这时应告诉学生伽利略就是在可靠的事实基础上，运用假想法（在没有摩擦的情况下）这种科学方法，得出了正确的结论。、数学图表法、图象法初中物理中定量研究的物理实验中，都要列出表格记录实验数据。在研究“萘的熔解”时，还要求用图象法表示出萘的熔解和凝固过程。这时应向学生介绍数学图象法、图表法可以直观地表示物理量的变化情况或物理规律，使学生在学习过程中自觉地应用这些方法。 总