劉勁松
(蘇州工業園區斜塘學校,江蘇 蘇州 215021)
授人魚不如授人以漁
—— 方法教育在物理教學中的重要性和具體做法的思考
劉勁松
(蘇州工業園區斜塘學校,江蘇 蘇州 215021)
物理科學方法教育是中學物理教學中重要的組成部分,是推行素質教育、培養學生能力重要的途徑.本文根據物理學的學科特點、教育學的規律、素質教育的要求,分析在初中物理教學中滲透科學方法教育的必要性.
方法教育;物理教學
(1)知識和方法是緊密聯系的孿生體.
以實驗為基礎的物理學在發展過程中積累了豐富的知識、經驗及研究方法,成為利用數學工具揭示運動規律的科學.基于學科特點,其研究方法豐富多彩,飽含哲學思想,也應用于相近學科,并影響人類的思想觀點和方法.知識和方法密不可分割可從許多物理大家運用正確的研究方法而作出重大貢獻得到佐證.300多年前伽利略發現的自由落體定律在物理知識中占比越來越小,其所開創的“科學實驗 —— 數學演繹”的“理想化實驗法”,從現有實驗現象推理得出超越實驗條件時的情景,價值遠超自由落體規律本身.方法在物理學習中重要性可見一斑.
(2)教育學的目的需要科學方法教育.
美國教育家布魯納指出:“教和學從根本上講都是為了掌握學科內容的結構.”在教學中同時注重知識和方法的教育,有利于學生掌握學科知識的同時,從整體上建立認知結構.有利于將教材知識轉化為學生認知結構從而進一步促成知識的遷移.如學習密度、壓強、功率等概念時,不用比值定義法則很難建立概念,原有知識很難得到遷移,知識不具有條理性,更談不上融會貫通和建立認知結構了.如下的中考題就是考查學生是否掌握了這種科學方法:已知我國已研制成的碳納米管的強度(可理解為“單位面積能承受的最大拉力”)是鋼的100倍.而碳納米管的密度僅為鋼的1/6,假設有兩根足夠長的細繩,一根由上述碳納米管制成一限由鋼制成.將它們分別在地面附近豎直懸掛起來,設它們能承受自身重力而不斷裂時的最大長度分別為l納米與l鋼,則l納米/l鋼)=____.
本題中的“強度”的概念初中生是沒有學過的,但根據題目中的定義“單位面積能承受的最大拉力”與學過的“壓強(單位面積上受到的壓力)”的定義進行類比,從而發現“強度”、“壓強”都是比值定義法建立的物理概念,得出“強度=承受的最大拉力/面積”.
物理教學中掌握知識的目的是建立認知結構,教學目標不僅要用掌握知識,更重要的是理解科學方法.
(3)素質教育的要求需要加強科學方法教育.
聯合國教科文組織提出了21世紀的公民教育應該是素質教育.初中物理教學大綱也明確指出:“在教學中重視注意培養學生學習物理的興趣,要重視科學態度和科學方法的教育.”
科學方法教育是培養思維素質的重要手段和提高學科素質的核心.初中生正處于學習物理的初始階段,思維正處于發展階段,也是樹立方法論的關鍵時期.將方法教育納入教學軌道有利于全面提高學生素質,為其后續發展夯實根基.方法的教學和訓練是培養能力和科學素養的基本途徑,能力離不開知識,更依附于方法,強化方法教育是能力培養的需要.
初中物理的主要內容是經典物理學的基礎知識和相應的基本研究方法.例如:實驗、觀察、理想化、比較、類比、假說、模型、轉換等.根據初中生思維特點,參照蘇科版初中物理教材內容和教學大綱,結合自己16年來一線教學的感受,就概念和規律教學中如何滲透方法教育淺述幾點想法.
(1)在觀察中滲透科學方法
觀察是事物認識的開始,也是最基本最直接的科學方法,通過觀察發現問題分析問題從而解決問題.如:觀察光的折射,動能與速度、質量的關系等.培養觀察物理現象的興趣,引導學生養成“觀察→思考→分析”的習慣.根據初中生的思維特點,在實驗中適時的提醒要觀察的內容和方法,引導學生理解觀察的主要因素,便于得出表象背后的原因和本質,有利于培養學生樂于觀察習慣,提高善于觀察的能力.
(2)在實驗教學中滲透科學方法
物理是以實驗為基礎的學科,蘇科版教材中既有驗證性實驗,也有探究性實驗.以實驗為載體來培養學生的觀察、設計、分析、操作等能力及養成實事求是的科學態度.比如牛頓第一定律的演示實驗具有方法教育的重要價值.先觀察初速度相同的小車在三種粗糙程度不同表面的滑行距離,得出摩擦力越小,運動狀態改變越慢,運動距離越大.利用伽利略的理想化推理:表面絕對光滑(沒有阻力),物體勻速運動下去.讓學生在邊實驗邊思考的過程中理解“實驗+推理”的“理想化實驗法”.
(3)重視數學方法在物理中的應用及注意點

從函數圖像來認識物理量之間的變化規律也是數學方法在物理中的重要應用.如燈泡的電流與電壓關系的曲線(伏安曲線圖),不僅反映了燈泡上通過的電流隨燈泡兩端電壓的增大而增大,還可以通過其斜率的變化獲知燈泡的電阻也在發生變化,進一步從而理解燈絲電阻隨溫度的變化而變化.
物理教學中一個知識點常常同時隱含了很多方法,而且各個方法之間也不是孤立存在的,這些科學方法往往是有機地連接在一起的,物理概念的建立和物理規律的得出是依靠觀察、實驗、科學推理相互結合而形成的.教學中不能只是為了傳授知識而單純地講解知識本身,更重要的是培養學生觀察和實驗的能力、思維能力、運用數學的能力,概括起來說是一種探究能力.
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[責任編輯:閆久毅]
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2017-07-01
劉勁松(1979.02-),江蘇東臺,本科,中學高級,從事初中物理教學研究.