初中物理教學滲透科學方法教育的研究

吳 杰

（福建省連江縣鳳城中學，福建福州 350500）

引 言

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律，因此成為其他各自然科學學科的研究基礎[1]。通過了解物理學家勵志事例，學習他們的探索精神，了解科學發展的過程，關注飛速發展的科學技術對社會的巨大作用，學生能樹立正確的科學觀。由此可見，科學研究的過程和方法是十分重要的。

一、初中課程中的物理科學研究方法

（一）猜想、實驗、交流、討論，感受控制變量法

控制變量法是指運用一定的工具，在特定的觀察條件下，只讓一個變量發生變化，而其他變量保持不變，從而得出這個變量與我們所研究對象的關系。

控制變量法是初中實驗探究教學中最常用的科學方法，在許多實驗中都有應用。例如，在歐姆定律“探究電流與電壓的關系”教學中，第一，教師引導學生討論如何探究電流與電壓的關系；第二，確定研究對象是電流以后，采用控制變量法，先控制一個物理量——電阻不變，研究電流與電壓的關系，從而得出歐姆定律。再如，在研究“滑動摩擦力大小與哪些因素有關”“液體的壓強大小與哪些因素有關”“浮力的大小與哪些因素有關”等過程中，都會應用控制變量法。教師在進行控制變量法的教學時，可以根據學生的心理特點，先易后難，循序漸進，逐步滲透，使學生樹立信心，讓他們感受到實驗成功的喜悅。

（二）化抽象為具體，應用建立理想模型法

在初中物理的學習過程中，很多物理量是看不見、摸不著的，如光線、磁感線等，導致學生不容易理解這些概念。然而，對于生活中的各種機械和工具，我們都可以將它們簡化成杠桿；許多物體受到重力的作用點統一放在重心上等。物理中有的現象較為復雜，教師要抓住問題現象的核心，把問題理想化或簡化后再進行分析，這就是常用的建立理想模型法。

例如，在研究“光”時，我們能感受到卻不能真切地體會到光，但在實際教學過程中，教師可以讓學生觀察樹林中束束陽光的圖片或視頻，然后將束束陽光通過動畫轉變為帶箭頭的直線，建立光線模型。為了方便研究，教師應將抽象的事物具體化，將復雜的事物簡單化，讓這些現象更直觀明了地呈現在初中學生面前，逐步將建立理想模型這種科學方法滲透到物理教學中。

（三）舉一反三學習物理概念，感受類比法

類比法是指在新事物同已知事物間具有類似的方面做比較。初中物理知識中很多內容是相類似的，解決這些問題的方法和手段也有相似之處。類比法對學生學習物理起到了很大的作用。例如，在教學“電壓”的概念時，由于電壓不易被理解，教師可以將能看得見的水流與之相類比，由于有水壓，水管中形成水流。同樣，電路兩端有電壓，所以電路中就能形成電流，將電壓這個抽象的概念類比為水壓，學生會更容易理解。再如，在教學“功率”的概念時，將之與速度相類比，讓學生用學過的知識去理解功率的概念，這樣就更容易理解物理概念。

（四）尋找物理現象的相同效果，感受等效替代法

等效替代法是指在保證某種效果(特性和關系)相同的前提下，將實際的、陌生的、復雜的物理問題和物理過程用等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程代替來研究和處理的一種科學方法。例如，在研究物體在水中受到浮力的作用時，教師可以讓學生用手向上托物體，使兩次彈簧測力計的示數相同，手的托力與水的浮力會產生相同的效果，從而幫助學生更好地理解水的托力作用。

（五）通過實驗觀察現象，認識轉換法

轉換法是指將一些不容易看見或看不見的現象轉換成容易看到的現象，將不容易測量的物理量轉換為容易測量的東西，將較為復雜的物理問題轉換成較簡單、更方便理解的問題的一種科學方法[2]。

例如，在探究動能大小與什么因素有關時，教師可以設置實驗，讓小球從斜面頂端滾下，雖然對小球的動能的大小我們無法直觀地判斷，但可以通過比較它推動木塊移動的距離來判斷。再如，摩擦力的大小無法直接測量，在教學過程中，教師可以用彈簧測力計勻速拉物體，因為拉力與摩擦力是一對平衡力，所以能巧妙求得摩擦力的大小。通過轉換法，將直觀的現象呈現給學生，符合初中學生的觀察能力，所以轉換法不僅可以培養學生形成轉換的思維，也能提高學生的實驗設計能力。

（六）畫函數圖像，體驗比值定義法

利用函數圖像解決物理問題，已成為當前學習物理的重要方法。初中階段主要是應用數學中最簡單的正比例函數圖像來分析物理過程、得出物理規律、解決物理問題。正比例圖像形象、直觀，而且動態變化過程很清晰，常常能把復雜的物理問題簡單化，使解決物理問題過程清晰有效、簡單明了。例如，在探究重力與質量的定量關系、物質的密度、路程與時間的關系時，都可以運用比值定義法，將它們畫成函數進行研究，視覺明了，過程清晰，便于分析和總結。

二、培養學生科學方法的有效策略

（一）創設物理情境，重視交流與合作，發揮初中學生的主動性

在物理教學過程中，教師可以通過一些學生不易注意到的現象來創設探究情境，這樣，學生在好奇心的驅動下就會更加有探究的欲望。同時，教師還應適當引導，讓學生選擇合適的科學方法，讓他們充分探究、交流和討論，從而發揮學生的主體作用。現在的課堂由于受課時、教師本身對課堂的預見性、教師駕馭課堂能力的限制，實驗探究過程中的一些交流與討論的環節往往被忽略，而實際上語言溝通、傾聽、相互補充、相互啟發，是科學探究的關鍵，可以使學生探究精神最大限度地發揮出來，是最不應該被忽視的。所以，在課堂上給學生營造一種互相啟發、互相討論、互相合作的課堂氣氛是非常有必要的。

（二）重視教學中的反思，促進內化

教育心理學認為，教學過程中的反思，是促進知識和方法遷移的有效途徑。在教學過程中，教師不僅要自覺地反思，還要引導學生進行反思。學生在探究過程中要反思各個環節存在的問題，如實驗設計方案是否需要改進、科學方法的應用是否恰當，只有對這些存在的問題進行適當的修正，精益求精，學生才能真正掌握物理規律并靈活應用。

（三）多渠道、多空間地開展物理科學方法的教育

在當今教育模式下，探究的場所，應該從教室擴展到更多的地方，讓其他與物理教學相關的教育活動也成為實施物理科學方法教育的資源。例如，完全開放物理實驗室，讓學生親自動手，積極探索物理規律；將課堂上所學知識，應用到實際中，適當完成一些小制作等。在活動的過程中，時時滲透科學方法的應用。

結 語

綜上所述，在初中物理教學過程中，教師應重視培養學生應用科學方法的能力，重視物理教學中啟發學生提出問題，并應用科學方法解決問題的過程；要注意運用一些物理模型和科學方法來開發學生的想象力，激發學生的創造力，使學生養成用科學的方法去發現問題和解決問題的習慣，從而提高學生的科學素養。