關(guān)于初中物理教學(xué)科學(xué)方法教育的一些思考

1、關(guān)于初中物理教學(xué)科學(xué)方法教育的一些思考在當(dāng)前的課程改革中，一些教師存在一種錯(cuò)誤的思想，認(rèn)為新課程標(biāo)準(zhǔn)改革就是要找到一種學(xué)習(xí)物理比較輕松的方法來(lái)，記得兩千多年前古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里德在回答另一學(xué)者托勒玫的問題時(shí)說(shuō)“不存在任何通向幾何學(xué)的不費(fèi)力的方法”，我們今天也有理由這樣說(shuō)“不存在任何通向物的不費(fèi)力氣的方法”。方法的目的在于學(xué)生分析和解決問題的能力。實(shí)施物理科學(xué)方法教育，既要保證能有效開展，又不能因此而增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，所以科學(xué)方法教育必須與物理知識(shí)教學(xué)有機(jī)結(jié)合。知識(shí)是方法的載體，脫離了知識(shí)教學(xué)方法教育就成了空中樓閣。開展科學(xué)方法教育要符合學(xué)生的認(rèn)知，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的年齡特征、知識(shí)水平和思維發(fā)展循序

2、漸進(jìn)地進(jìn)行。還要注意激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和積極情感，產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。當(dāng)然，實(shí)施物理科學(xué)方法教育不能脫離教師的自覺性，教材中的方法教育因素大多是隱含的，如果教師不自覺地挖掘教材中的方法教育因素，沒有對(duì)物理科學(xué)方法比較系統(tǒng)的理解，科學(xué)方法教育就很難順利開展。一、物理科學(xué)方法教育的兩種基本方式一般地說(shuō)，科學(xué)方法教育有“隱性”和“顯性”兩種方式。隱性方式是“用反映科學(xué)認(rèn)識(shí)基本過(guò)程的科學(xué)方法的一般程式去組織對(duì)科學(xué)知識(shí)的概念、規(guī)律、原理的教學(xué)過(guò)程，使學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程模擬科學(xué)探究過(guò)程。但教學(xué)過(guò)程中并不明確地去揭示所采用的科學(xué)方法一般程式的原理、各階段具體方法的名稱和有關(guān)知識(shí)?！憋@性方式是在“進(jìn)行科學(xué)方法教育時(shí)

3、，明確指出這種科學(xué)方法的名稱，傳授有關(guān)該方法的知識(shí)，揭示方法的形式，操作過(guò)程，說(shuō)明原理。教師公開宣稱進(jìn)行科學(xué)方法的教育，學(xué)生處于有意識(shí)地接受科學(xué)方法知識(shí)的狀態(tài)”。隱性方式重在使學(xué)生感受科學(xué)方法，受到科學(xué)方法的啟蒙和熏陶，初步體會(huì)到科學(xué)研究的方法和策略。這種方式適合于學(xué)生對(duì)這種方法的感性認(rèn)識(shí)不足時(shí)，或者這種方法對(duì)所研究的問題并不占主要地位時(shí)使用。顯性方式重在解決問題中模仿應(yīng)用科學(xué)方法，對(duì)科學(xué)方法進(jìn)行操作訓(xùn)練，使學(xué)生有意識(shí)地掌握科學(xué)研究的方法和策略。這種方式適合于在學(xué)生對(duì)這種科學(xué)方法的感性認(rèn)識(shí)較豐富的前提下，有目的有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的解決科學(xué)問題的能力時(shí)使用。物理科學(xué)方法教育作為一門隱性課程，隱性教

4、育是非常重要的。尤其在初中教育階段，科學(xué)方法教育通常不作顯性處理?！皩?duì)能力弱者提供一個(gè)策略比他們自生一個(gè)策略好”，“學(xué)科內(nèi)容只有在經(jīng)過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握經(jīng)過(guò)整理的系統(tǒng)知識(shí)時(shí)，才能培養(yǎng)起進(jìn)行思維活動(dòng)的能力”，所以教師在教學(xué)過(guò)程中，必須對(duì)典型的物理科學(xué)方法在恰當(dāng)時(shí)機(jī)加以顯化，才能更好地達(dá)到教育之目的。所以物理科學(xué)方法教育需要隱性教育與顯性教育相結(jié)合，在不同的階段對(duì)不同的內(nèi)容各有側(cè)重?？茖W(xué)方法的學(xué)習(xí)，在強(qiáng)調(diào)師生教學(xué)自覺性的同時(shí)，就象著名科學(xué)家楊振寧教授所說(shuō)：“學(xué)習(xí)有兩種辦法。一個(gè)辦法是按部就班的；一個(gè)辦法是滲透性的?！薄昂芏鄸|西是在不知不覺中，經(jīng)過(guò)一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的接觸，就自己也不知道什么時(shí)候已經(jīng)懂了。

5、”隱性教育是顯性教育的基礎(chǔ)，顯性教育是隱性教育的飛躍，在物理科學(xué)方法教育中，二者的緊密結(jié)合是科學(xué)方法教育的基本模式。二、初中物理教學(xué)中所包含的科學(xué)方法物理體系自身包含著豐富的科學(xué)方法，它既表現(xiàn)在知識(shí)的結(jié)構(gòu)上，也表現(xiàn)在這些知識(shí)結(jié)構(gòu)的建立過(guò)程中；總的說(shuō)來(lái)，這些科學(xué)方法大致可以分為五類，那就是：物理方法、數(shù)學(xué)方法、邏輯方法、非邏輯方法和方法。由于科學(xué)方法和方法教育的層次性，在初中階段物理的方法主要有，觀察方法、實(shí)驗(yàn)方法（含控制變量法）、等效方法、理想化方法等，其中理想化方法包括理想實(shí)驗(yàn)法和理想模型法。理想實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)的理論研究中有重要的作用。伽里略論證慣性定律所設(shè)想的實(shí)驗(yàn)在無(wú)磨擦情況下，從斜槽滾下的

6、小球?qū)⒁院愣ǖ乃俣仍跓o(wú)限長(zhǎng)的水平面上永遠(yuǎn)不停地運(yùn)動(dòng)下去，就是物理學(xué)史上著名的理想實(shí)驗(yàn)。再如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內(nèi)，當(dāng)罩內(nèi)空氣被抽走時(shí)，鐘聲變小，由此推理出：真空不能傳聲。顯然上述實(shí)驗(yàn)是人們?cè)谒季S中進(jìn)行的理想過(guò)程，與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相比，理想實(shí)驗(yàn)?zāi)芨蟪潭鹊赝怀鰧?shí)驗(yàn)中的主要因素，忽略次要因素，得出更本質(zhì)的結(jié)論。理想模型可分為對(duì)象模型、條件模型和過(guò)程模型三類。如視為點(diǎn)光源較小發(fā)光體，表示光的直線傳播的光線，描述磁場(chǎng)的磁感線，描述力的圖示、示意圖等都屬于對(duì)象模型。再如光滑表面、輕桿、輕繩、均勻介質(zhì)都屬于條件模型。電學(xué)實(shí)驗(yàn)中把電壓表變成內(nèi)阻是無(wú)窮大的理想電壓表，電流表變成內(nèi)阻等于0的理想電流表等也屬于條

7、件模型。例如：在空氣中自由下落的物體，空氣阻力的作用與重力相比較忽略不計(jì)時(shí)，可抽象為自由落體運(yùn)動(dòng)，另外勻速直線運(yùn)動(dòng)也屬于過(guò)程模型。數(shù)學(xué)方法主要有：比例方法、方程方法和圖象方法等。例如，密度、電阻等物理量的探究實(shí)驗(yàn)用的都是比例的方法，圖象的方法。通過(guò)形象的圖象、清晰的比例關(guān)系給學(xué)生以深刻的印象，使學(xué)生能容易任知其物理概念和規(guī)律。邏輯方法主要有：比較、分類、類比、概括、歸納與演繹、分析與綜合等，如在認(rèn)識(shí)電流、電壓的概念、研究電源的作用和影響電阻大小的因素等概念或規(guī)律時(shí)，與水流水壓模擬實(shí)驗(yàn)、抽水機(jī)的作用和水渠對(duì)水流的影響等物理現(xiàn)象進(jìn)行類比，會(huì)使學(xué)生理解和掌握這些抽象的物理概念或規(guī)律產(chǎn)生其他方法無(wú)法替

8、代的作用。又如：我們?cè)谡J(rèn)識(shí)和研究“分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)”理論時(shí)，由于分子是微觀的，不能直接用肉眼看到，因此，我們可以通過(guò)能直接觀察或感覺到的擴(kuò)散現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)和理解它；電流看不見、摸不著，我們可以通過(guò)各種電流的效應(yīng)來(lái)判斷它在存在；磁場(chǎng)看不見摸不著，我們可以通過(guò)小磁針指向或偏轉(zhuǎn)以及與其它一些磁場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)判斷它的存在；同理，在研究物體是否帶電，我們也不能直接看到物體是否帶電，但我們可以通過(guò)觀察驗(yàn)電器上錫箔片的開合來(lái)判斷物體是否帶電；在研究空氣的存在和大氣壓強(qiáng)時(shí)，我們可以通過(guò)感覺空氣的流動(dòng)及現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)大氣壓強(qiáng)的各種應(yīng)用來(lái)證明空氣和大氣壓強(qiáng)的存在。哲學(xué)方法主要有：絕對(duì)相對(duì)、量變質(zhì)變、原因結(jié)果等等

9、。界發(fā)生的各種現(xiàn)象，往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。決定某一個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律，必須設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來(lái)，使它保持不變，然后來(lái)比較、研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系，這種研究問題的科學(xué)方法就是控制變量法。很多物理實(shí)驗(yàn)都用到了這種方法。如通過(guò)導(dǎo)體的電流I受導(dǎo)體的電阻R和它兩端電壓U的影響，在研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí)，需要保持電壓U不變；在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí)，需要保持電阻R不變。當(dāng)然初中物理教學(xué)中也還要培養(yǎng)如理念、直覺、想象等非邏輯方法，這是創(chuàng)新能力的重要體現(xiàn)。三、初中物理科學(xué)方法培養(yǎng)的主要方式1、在學(xué)生親自體驗(yàn)中培養(yǎng)科學(xué)方法。物理學(xué)是

10、一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理教學(xué)的特點(diǎn)就是實(shí)驗(yàn)多，極有利于學(xué)生親身體驗(yàn)。過(guò)去初中“九義”人教社教材規(guī)定了17個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，新課標(biāo)人教社教材把學(xué)生探究的實(shí)驗(yàn)增加到36個(gè)，許多過(guò)去的演示實(shí)驗(yàn)改成學(xué)生實(shí)驗(yàn)，還增加了學(xué)生的社會(huì)調(diào)查和實(shí)踐13個(gè)，新教材的這些變化都是要加強(qiáng)學(xué)生的自身體驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)可以很好的感受知識(shí)體系內(nèi)的科學(xué)方法。例如水沸騰實(shí)驗(yàn)，學(xué)生沒有實(shí)驗(yàn)前總認(rèn)為只在100攝氏度時(shí)，水才“內(nèi)部與表面”同時(shí)“劇烈”的汽化，親身做了實(shí)驗(yàn)后才發(fā)現(xiàn)實(shí)際沒到100攝氏度時(shí)，水“內(nèi)部與表面”就開始汽化，只是“劇烈”的程度不同罷了。通過(guò)自身體驗(yàn)使學(xué)生真實(shí)的看到“量變與質(zhì)變”的關(guān)系，感受相對(duì)與絕對(duì)的區(qū)別。2、在民主和諧的

11、氛圍中培養(yǎng)科學(xué)方法。新課程中一個(gè)重要的理念是，教學(xué)體現(xiàn)師生平等，課堂教學(xué)中廢除“一言堂”，開展探究性學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式，這些學(xué)習(xí)方式的一個(gè)共同特點(diǎn)，就是創(chuàng)設(shè)一個(gè)民主和諧的學(xué)習(xí)氛圍，在這種氛圍中，學(xué)生自我知識(shí)構(gòu)建的動(dòng)力得到釋放，大腦皮層容易達(dá)到最活躍程度，對(duì)物理知識(shí)學(xué)習(xí)理解能夠從多個(gè)方面進(jìn)行，他們不再滿足物理一些概念和規(guī)律的結(jié)論，而對(duì)為何要引出這些概念，為何這樣引出而不那樣引出，那樣引出會(huì)得到什么結(jié)論等新問題產(chǎn)生了強(qiáng)烈的興趣和求知欲。物理學(xué)體系中內(nèi)含的科學(xué)方法就會(huì)在學(xué)生自己的問題中，在學(xué)生激烈的心智活動(dòng)中伴隨著大腦中知識(shí)結(jié)構(gòu)的生成，慢慢構(gòu)建出科學(xué)方法的結(jié)構(gòu)。3、在相互交流討論中培養(yǎng)科學(xué)

12、方法。師生相互交流、生生相互交流，是新課改最提倡的。學(xué)生交流解決問題的方法，既可為其它學(xué)生提出了解決問題的思路，常常還使交流學(xué)生自己又產(chǎn)生完全不同前的創(chuàng)新思路。相互啟發(fā)、共同提高，在課堂教學(xué)實(shí)踐中這樣的實(shí)例不勝枚舉。1 4、在解題訓(xùn)練中培養(yǎng)方法。在練習(xí)題和題中編制一些目的在于深化或測(cè)試科學(xué)方法的試題，讓學(xué)生把科學(xué)方法由“內(nèi)隱”轉(zhuǎn)變成“外顯”，幫助學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的認(rèn)識(shí)由膚淺、模糊、看成孤立個(gè)體，逐步轉(zhuǎn)變成深刻、清晰、看成方法體系。例如這樣一道習(xí)題：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，在幾個(gè)恒力作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果撤掉一個(gè)大小為2N、方向豎直向上的恒力后，其他力仍保持恒定不變，物體將如何運(yùn)動(dòng)？解這道題需

13、要采用等效方法，用大小2N、方向豎直向上的已知力來(lái)等效其他力的方向豎直向下的合力。初中方法的習(xí)題目前正成為各課程改革實(shí)驗(yàn)區(qū)中考試題中的亮點(diǎn)。四、初中物理科學(xué)方法教育基本原則1、與物理知識(shí)教學(xué)緊密聯(lián)系的原則。物整體是由物理學(xué)科知識(shí)和物理學(xué)的方法論組成的，物理學(xué)的方法論是伴隨物理學(xué)的而建立的，而物理學(xué)的知識(shí)和體系則是體現(xiàn)和學(xué)習(xí)物理學(xué)思想和方法論的最好載體。在教學(xué)過(guò)程中注重傳授概念、產(chǎn)生的背景、產(chǎn)生的過(guò)程以及在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中應(yīng)用的實(shí)例，例如，通過(guò)物理學(xué)史的小故事讓學(xué)生明白為什么要提出某個(gè)概念，這個(gè)概念是怎樣提出的，這個(gè)概念提出后對(duì)物理學(xué)的發(fā)展起到什么作用，讓學(xué)生感受科學(xué)方法和物理知識(shí)的產(chǎn)生與應(yīng)用緊密

14、相聯(lián)，知識(shí)與方法是血肉相聯(lián)的整體。2、與初中生年齡特征相適應(yīng)原則。1215歲的青少年，“主要思維特點(diǎn)是在頭腦中可以把事物的形式和內(nèi)容分開，可以離開具體事物，根據(jù)假設(shè)事件進(jìn)行邏輯推演，能運(yùn)用形式運(yùn)算來(lái)解決諸如組合、包含、排除、概率及因素分析等邏輯課題?！边@個(gè)時(shí)候初中生已開始以抽象邏輯思維為主要形式，但水平仍很低。因此初中階段的科學(xué)方法教育方式主要是潛移默化，是隱性的方法教育，并不需要從方法論高度把各種科學(xué)思維方法傳授給學(xué)生。3、各種方法教育有機(jī)結(jié)合的原則。在物理教學(xué)中，各種科學(xué)方法交叉在一起，不可能在一種科學(xué)方法的教育完成后再進(jìn)行另一種科學(xué)方法教育。因此教師要善于應(yīng)用教材中的科學(xué)方法因素，在一堂

15、物理課中撮合多種科學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。有時(shí)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)可以滲透幾種科學(xué)方法教育的因素，這時(shí)就要有所選擇以適應(yīng)自己所教初中生的實(shí)際。例如“牛頓第一定律”一節(jié)，可以用實(shí)驗(yàn)加理想化模型來(lái)講授，提出一塊“完全沒有摩擦的平面”，重點(diǎn)滲透“理想化方法”；也可以用歸納反證的方法來(lái)講授，收集多個(gè)沒受力仍在運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象和受到力而沒有運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，從而得出“力不是運(yùn)動(dòng)的原因”，重點(diǎn)滲透“歸納方法”。4、長(zhǎng)期性原則?？茖W(xué)方法是科學(xué)能力的外化，提高能力比掌握知識(shí)要難，初中物理教材中的科學(xué)方法因素許多都是隱含的，科學(xué)方法的教育在初中段也基本要求是隱性的，我們并不為講“控制變量法”或“等效替換法”而專門講這些方法，只是在講相關(guān)概念

16、、規(guī)律時(shí)用這些方法，所以學(xué)生只有在長(zhǎng)期的熏陶下，才能潛移默化地，自覺不自覺地學(xué)到一些科學(xué)方法。同一科學(xué)方法在不同知識(shí)的學(xué)習(xí)中多次出現(xiàn)、多次應(yīng)用，學(xué)生才能領(lǐng)會(huì)、掌握。例如講“密度”一節(jié)時(shí)用到控制變量方法，講“壓強(qiáng)”一節(jié)時(shí)用到控制變量方法，在講歐姆定律時(shí)還要用到控制變量方法，等等。5、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為本的原則。認(rèn)知理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)的過(guò)程是學(xué)習(xí)者自己建構(gòu)的過(guò)程，學(xué)習(xí)者的能力培養(yǎng)、科學(xué)素質(zhì)提高，有賴于學(xué)生的自主性和學(xué)習(xí)所處的情境，有賴于學(xué)習(xí)內(nèi)容的社會(huì)需求性。因此在對(duì)學(xué)生進(jìn)行方法教育時(shí)要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極因素，開展探究性學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式，進(jìn)行師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，讓學(xué)生在掌握科學(xué)方法的過(guò)程中，知識(shí)體系、情感、態(tài)度、價(jià)值觀得到同步發(fā)展。以上是關(guān)于初中物理科學(xué)方法教育的一些思考。在指導(dǎo)學(xué)生研究物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律時(shí)，潛移默化地滲透科學(xué)研究方法，長(zhǎng)此以往不但加深對(duì)物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解，而且培養(yǎng)學(xué)生了科學(xué)思維習(xí)慣，提高了科學(xué)素養(yǎng)。對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展終身受益。愛因思坦給自己的公式是：A（成功）=X（艱苦勞動(dòng)）+Y（正確的方法）+Z（少說(shuō)空