劉玉賀
教師在初中物理教學過程中,既應研究怎樣“教好”,也應有意識地幫助學生了解相應的研究方法、明確其邏輯關(guān)系、認識其重要作用、熟悉其一般途徑。這一點,也體現(xiàn)了三維教學目標中的“能力目標”,培養(yǎng)了學生利用物理知識分析、解決物理問題的能力。根據(jù)相關(guān)教育研究,初中物理教學中常用的具體教學方法有如下幾種:物理實驗法、觀察比較法、復雜問題簡單法、比值法、類比法、控制變量法、建立理想模型法、理論推理法、等效代替法、發(fā)現(xiàn)法、掌握學習法等等。教學過程中,教師不一定非要將這些方法的名稱與相關(guān)術(shù)語告知學生,但引導學生掌握一些常用方法并理解其基本含義,對于學生未來的物理學習,無疑將起到重要的作用。
一、在知識的傳授過程中,滲透方法教育
八年級物理教材(滬科版)在《獻給同學們》之序言中,介紹教材的主要特點時即說:“注重將科學研究的各主要環(huán)節(jié)滲透于不同章節(jié),讓大家在科學研究的過程中,不僅學習物理知識與技能,還將體驗探究的過程,學習探究的方法,養(yǎng)成科學精神與科學態(tài)度?!边@一表述,至少有兩點含義:第一,學生的物理學習首先是知識與技能的學習;第二,學習過程中,還要學習探究方法,并在這一過程中養(yǎng)成科學精神與科學態(tài)度。將學生對物理知識與方法的學習放在一起表述,充分說明了二者的緊密關(guān)聯(lián)。換言之,脫離了物理知識的物理研究方法,猶如空中樓閣,失去其存在基礎;而沒有物理研究方法指導的物理知識,則猶如散磚爛瓦,毫無意義。所以,物理研究方法要以物理知識為基礎,物理知識要以物理研究方法為紐帶。因而,教師在教學過程中,引導、幫助學生掌握知識的同時,也要善于挖掘教材,尋求知識與方法的最佳結(jié)合點,一邊幫助學生學習知識,一邊滲透方法教育。
滲透物理研究方法教育,應體現(xiàn)在具體的認知過程中,符合學生的認知規(guī)律。只有把認知過程的點點面面全面、充分而合理地展示、呈現(xiàn),學生才能夠科學地把握到科學問題的提出及其提出角度,注意到其解決方法的科學性,進而對這一研究方法進行學習。因此,教師在教學物理概念和規(guī)律時,要認真研究其形成過程,以認知規(guī)律為指導,合理進行教學設計并開展教學。以“密度”概念的引入為例,給學生一些體積相同但材料不同的小正方體,通過測量,使學生悟出一個物質(zhì)的特殊性質(zhì),即“體積相同時,不同的物質(zhì)的質(zhì)量不同;質(zhì)量相同時,不同物質(zhì)的體積不同”。進而通過引導,使學生明白有必要引入新的知識——以單位體積的質(zhì)量——來表達物質(zhì)的新的特性,由此,密度概念產(chǎn)生。這個過程中,物質(zhì)的密度是不可以為人的感官所感知到的,但可以通過直接或間接測量,進而通過計算得知。教師要引導學生認識到,這是一種量的轉(zhuǎn)化,且是等效轉(zhuǎn)化,并未改變事物的效果。教師不必明確向?qū)W生說明這種研究方法就是等效代替法,但事實上卻滲透了關(guān)于這種方法的教育。
二、在講解物理學史中,滲透方法教育
物理學史是人類對自然界中各種物理現(xiàn)象的認識史,既記載了大量的研究成果,也記載了科學家進行物理研究的方法。雖然對于初學物理的學生來說,教師沒有必要也沒有大量的時間來講述物理學史,但結(jié)合教材內(nèi)容,抓住典型事例,將科學家在創(chuàng)造性勞動中所采用的相關(guān)研究方法告訴學生還是有必要的。畢竟,方法論的重要性連科學家自己也不否認,巴甫洛夫就說過“方法遠比成果價值更大”一類的話。而今天,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一個有效途徑,就是結(jié)合重要物理史料用模擬科學認識過程開展物理教學的方法。
八年級物理教材(滬科版)第七章第一節(jié)在教學“科學探究:牛頓第一定律”時,即采用了這一研究方法。教材以學生錯誤的物理前概念導入,隨之即提出了古希臘哲學家亞里士多德的觀點與學生的物理前概念相呼應,似乎一切均是自然正確。緊隨其后,教材又出示了意大利物理學家伽利略對亞里士多德觀點的質(zhì)疑及其理想實驗推演過程,實際也是對學生的錯誤的前概念的質(zhì)疑,從而將學生置身于一對矛盾之中,引發(fā)學生探究的興趣。教材引入這段物理學史中的公案,并非僅僅是為開展后面的新課程做學習導入,也包含有讓學生認識到伽利略之所以敢于質(zhì)疑、批判亞里士多德的學說,是因為他此前已進行過長期的實驗研究,進而培養(yǎng)學生的“科學精神與科學態(tài)度”。教材并無明確、簡略的文字談及伽利略的研究方法,對此,教師可以適時穿插必要的說明,“觀察——假設猜想——實驗驗證——合理外推”在物理學史上的重要性,對于學生加深對物理學習與研究方法的理解也是一種熏陶。
三、在物理實驗教學中,滲透方法教育
物理是一門以實驗為基礎的學科,實驗是科學探究過程的一個縮影。所以,通過物理實驗滲透科學方法教育也是物理方法教育的一個重要途徑。具體到物理實驗教學,教師首先應幫助學生正確認識實驗儀器(包括構(gòu)造、原理、使用、注意事項等),其次是對學生進行實驗方法指導。這種方法指導可以結(jié)合教學內(nèi)容在不同層次上進行。例如,以用溫度計測量溫度,教師可以適當進行如下方法論教育:1.平衡原理,即溫度計與被測物體達到熱平衡時,溫度計指示數(shù)字停止變化即為被測物體穩(wěn)度;2.轉(zhuǎn)化原理,被測物體溫度變化轉(zhuǎn)化為溫度計內(nèi)液柱變化;3.放大原理,溫度計內(nèi)徑很小,便于觀察其變化。
也可以是某一常用研究方法的指導。例如,建立理想化模型的方法,即突出起主要作用的性質(zhì)或條件,忽略其他,以使問題得到簡單、優(yōu)化處理。具體如研究光的傳播時,直接把光看成是有方向的直線,而忽略其顏色、強弱等次要因素;研究原子結(jié)構(gòu)時,直接將其看成是球形模型,忽略電荷電性與數(shù)量,等等。
總之,如葉圣陶先生所言,教師教學物理研究方法的最終目的也是為了“不教”,“嘗謂教師教各種學科,其最終目的在達到不復需教,而學生能自為研索,自求解決。”蘇霍姆林斯基也說:“教會學生能借助已有的知識獲取新的知識,這是最高的教學技巧?!彼?,在物理學科教學過程中,教師滲透研究方法的教育,以“讓學生學會學習”為目的,是非常重要的。
【責編 金 東】