物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中科學(xué)方法教育分析
時(shí)間:2022-04-29 11:11:46
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在實(shí)際課堂中一直存在重知識輕科學(xué)方法教育的情況,這樣的現(xiàn)狀使很多學(xué)生學(xué)到的是支離破碎而不是有序系統(tǒng)的知識鏈.在2011版物理課程標(biāo)準(zhǔn)中,將“過程與方法”作為課程目標(biāo)明確寫入課程標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)的過程,義務(wù)教育階段物理教學(xué)的目的就是培養(yǎng)全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),讓學(xué)生獲得知識的同時(shí),經(jīng)歷探究過程.《課標(biāo)》強(qiáng)調(diào)既要學(xué)習(xí)科學(xué)知識,更要掌握一定的科學(xué)思維方法.只有掌握一定的科學(xué)思維方法,才能有力促進(jìn)學(xué)生的能力提高和落實(shí)素質(zhì)教育的目的.
1初中物理課堂科學(xué)方法教育的現(xiàn)狀
隨著課程改革的深入,三維目標(biāo)的理念已經(jīng)深入廣大教師心中,大部分教師在課堂教學(xué)中能夠重視“過程與方法”目標(biāo)的實(shí)施,注重在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探究活動,進(jìn)行分析歸納總結(jié).但是現(xiàn)實(shí)上還存在諸多問題影響“過程與方法”目標(biāo)的落實(shí).初中物理《標(biāo)準(zhǔn)》中對科學(xué)方法沒有明確的要求,教師在實(shí)際教學(xué)中不好把握過程與方法目標(biāo)落實(shí)的程度.《課標(biāo)》在過程與方法目標(biāo)中的表述,主要是對于過程的具體要求,對于科學(xué)方法,只在第五條中提到“要學(xué)習(xí)物理學(xué)家在科學(xué)探索中的研究方法,并能在解決問題中嘗試應(yīng)用科學(xué)研究方法,”但是在初中階段具體要學(xué)習(xí)哪些方法?在問題解決中要會用哪些方法?學(xué)生應(yīng)該達(dá)到什么層次?課標(biāo)沒有具體要求.這在一定程度上造成了很多老師對科學(xué)方法教育的“度”理解認(rèn)識有偏差,教學(xué)過程中無從下手.還有很多老師在實(shí)際教學(xué)中把方法與能力相互混淆,把方法等同于觀察、記憶、分析、歸納等能力目標(biāo),這些教師并不明確在初中課堂上學(xué)生到底應(yīng)該學(xué)到哪些科學(xué)方法,在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如何制定科學(xué)方法的目標(biāo).這些現(xiàn)象直接導(dǎo)致了科學(xué)方法教育落實(shí)不到位,膚淺漂浮的情況.
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)落實(shí)科學(xué)方法教育的重要性
科學(xué)方法是人們在認(rèn)識和改造客觀世界的實(shí)踐活動中總結(jié)出來的正確的思維、行為方式,是人們改造和認(rèn)識自然的有力工具.科學(xué)方法是科學(xué)素養(yǎng)的主要組成部分,同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的途徑,它是將知識和能力聯(lián)系起來的紐帶.對于剛接觸物理的初中學(xué)生,雖然對世界充滿了好奇,但是還沒有接觸了解研究問題的基本方法和手段,那么就無法將大量的物理知識在頭腦中編織成一個(gè)層次清晰、邏輯嚴(yán)密的網(wǎng)絡(luò),也就無法完善自己的知識系統(tǒng),當(dāng)面對陌生的問題時(shí)也就無從下手尋找事物變化發(fā)展的根源.因此,初中階段在注重物理知識教學(xué)的同時(shí),必須加強(qiáng)物理科學(xué)方法教育,教師要有目的、有意識、有步驟地在課堂滲透和學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本研究方法,使學(xué)生受到物理科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練,避免那種在課堂教學(xué)中只重知識,忽視方法,只是孤立地解釋現(xiàn)象的狀況存在.經(jīng)過合理實(shí)時(shí)的訓(xùn)練,讓學(xué)生逐步掌握最基本的科學(xué)方法,達(dá)到促進(jìn)知識學(xué)習(xí),培養(yǎng)能力和提高科學(xué)素養(yǎng)的目的.當(dāng)然初中學(xué)生剛開始接觸物理,分析、思維等能力還處于開發(fā)提高階段,我們也不能過度拔高科學(xué)方法教育的要求和作用.
3初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常用的科學(xué)方法
研究物理的科學(xué)方法有許多,在初中課本中用到的有控制變量法、觀察法、實(shí)驗(yàn)法、比較法、類比法、等效法、轉(zhuǎn)換法、模型法、科學(xué)推理法等.其中觀察法是最基本、古老、最直接的科學(xué)方法,在初中教學(xué)中,觀察法的教學(xué)始終貫穿于物理課堂各個(gè)內(nèi)容的教學(xué),教師應(yīng)對學(xué)生的觀察隨時(shí)進(jìn)行有針對性的指導(dǎo),促進(jìn)學(xué)生觀察能力的培養(yǎng).由于學(xué)生自身的知識、能力限制,在初中教材中唯一明確提到名稱的方法就是控制變量法,其它科學(xué)方法都是滲透于實(shí)際教學(xué)內(nèi)容中,并沒有把名稱明確提出.控制變量的思想是在課本中明確提到的,廣大師生能夠張口就來,在《課標(biāo)》中具體要求是“嘗試考慮影響問題的主要因素,有控制變量的意識”.所謂控制變量就是在研究和解決問題的過程中,對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制,使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化,最終解決所研究的問題.可以說任何物理實(shí)驗(yàn),都要按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗头椒刂颇承l件來研究.如導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻都有關(guān)系,初中物理實(shí)驗(yàn)難以同時(shí)研究電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系,而是在分別控制導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓不變的情況下,研究導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系,分別得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.通過學(xué)生親自實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在動腦與動手,理論與實(shí)踐的結(jié)合點(diǎn)上找到這“兩個(gè)關(guān)系”,最終歸納得出歐姆定律.初中物理教材中,還有很多實(shí)驗(yàn)均應(yīng)用了控制變量這種科學(xué)方法.探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān);探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān);探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān);探究浮力的大小與哪些因素有關(guān);探究影響物體動能和重力勢能大小的因素;探究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān);探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;探究電流做功與哪些因素有關(guān)等.利用控制變量法研究物理問題,注重知識的形成過程,有利于扭轉(zhuǎn)重結(jié)論、輕過程的傾向,有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí).實(shí)際在研究某些物理知識或物理規(guī)律,往往要同時(shí)用到幾種科學(xué)方法.如在研究影響電阻大小的因素時(shí),我們同時(shí)用到了觀察法(需要觀察電流表的示數(shù)的大小)、轉(zhuǎn)換法(通過研究電流的大小來判斷電阻的大小、實(shí)驗(yàn)中把電阻的大小轉(zhuǎn)換成電流的大小)、歸納法(分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)象,將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān)的信息歸納總結(jié)在一起)和控制變量法(在研究一個(gè)量與另外一個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)控制了第三或第四個(gè)量保持不變)等方法.
4結(jié)合具體內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)方法的滲透
教學(xué)中既不能脫離知識去講方法,也不能只講知識不講方法.離開知識講方法就會使方法顯得過于理性化,抽象而不具體,學(xué)生難以琢磨.知識是方法的載體,脫離了知識,科學(xué)方法教育就成了空中樓閣水中花.因此,教師在教學(xué)中應(yīng)充分利用和挖掘教材中科學(xué)方法的教育因素,抓住知識與方法的結(jié)合點(diǎn),以具體的教學(xué)內(nèi)容為依據(jù),采用不同的教學(xué)方法和手段,適時(shí)點(diǎn)撥,讓學(xué)生在獲取知識的同時(shí)在不知不覺中學(xué)習(xí)不同的科學(xué)方法.通過概念、規(guī)律的形成,培養(yǎng)學(xué)生抽象和概括、分析和歸納、綜合和推理等思維能力.將科學(xué)方法教育貫穿于物理教學(xué)過程之中,既能使學(xué)生了解知識的來源,知道知識形成的過程,加深對知識的理解,同時(shí)也能學(xué)到科學(xué)方法,為學(xué)生能力的提高打下基礎(chǔ).在教學(xué)《平面鏡成像》時(shí),為了使學(xué)生理解平面鏡成像的特點(diǎn),老師們在課堂上采用實(shí)驗(yàn)法,將點(diǎn)燃的蠟燭A放在豎立的玻璃前,讓學(xué)生通過玻璃觀察點(diǎn)燃的蠟燭的像,比較物、像的大小;然后再將另一只等大的蠟燭B放于玻璃后,移動蠟燭B使它與點(diǎn)燃蠟燭A的像的位置重合,比較物與像的大小;通過標(biāo)出玻璃以及玻璃前后蠟燭的位置,測出蠟燭和它的像到玻璃的距離,找出物像連線與玻璃面夾角關(guān)系.改變蠟燭到玻璃間的距離多做幾次實(shí)驗(yàn),從而總結(jié)出平面鏡成像的特點(diǎn).這種通過實(shí)驗(yàn)方法來探索物理規(guī)律的做法,既使學(xué)生理解了平面鏡成像特點(diǎn)的知識,同時(shí)也學(xué)到了由實(shí)驗(yàn)研究問題的科學(xué)方法,培養(yǎng)了學(xué)生觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ谖锢碇R的教學(xué)中,注意發(fā)揮教學(xué)內(nèi)容中科學(xué)方法教育因素的作用,做到方法教育和知識教學(xué)有機(jī)結(jié)合,是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力,提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑.
5進(jìn)行科學(xué)方法教育應(yīng)該潛移默化、循序漸進(jìn)
初中物理知識中涉及到較多的科學(xué)方法教育內(nèi)容,物理知識有它的層次性,科學(xué)方法也有它的層次性.限于初中學(xué)生的知識水平和理解能力有限(這也是課標(biāo)中沒有明確提出科學(xué)方法教育的原因),我們不能把物理學(xué)知識形成過程中所涉及的各種方法都納入課堂教學(xué)內(nèi)容之中,而應(yīng)該根據(jù)課程的教學(xué)課時(shí)、學(xué)生理解能力的高低、學(xué)生能力發(fā)展以及教學(xué)內(nèi)容的需要,合理地選取方法教育的內(nèi)容.使方法教育的內(nèi)容與知識教學(xué)有機(jī)地結(jié)合,潛移默化,循序漸進(jìn),使學(xué)生在方法的學(xué)習(xí)中學(xué)有所悟有所得.如在《牛頓第一定律》的教學(xué)中,從定律建立所涉及到的方法來看,應(yīng)介紹伽利略理想實(shí)驗(yàn)的方法.但限于學(xué)生抽象思維能力水平,還是應(yīng)根據(jù)教材的思路,進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生建立感性認(rèn)識.在此基礎(chǔ)上,讓學(xué)生運(yùn)用邏輯推理方法,發(fā)揮想象力,把接觸面理想化,忽略摩擦等次要因素,通過比較不同摩擦對小車運(yùn)動距離的影響,大膽猜測在沒有阻力的情況下,小車將永不停歇地沿直線運(yùn)動下去,推理得出在理想狀態(tài)下小車的運(yùn)動狀態(tài),實(shí)現(xiàn)從感性到理性的過渡,讓學(xué)生水到渠成地理解牛頓第一定律.進(jìn)行科學(xué)方法教育是一個(gè)長期的過程,也是學(xué)科賦予教師的一項(xiàng)重任,因此在初中物理教學(xué)過程中,作為一名物理教師要充分利用各種素材,為在學(xué)科教學(xué)中通過滲透科學(xué)方法教育來提高全民族的科學(xué)素養(yǎng)做出貢獻(xiàn).要注意挖掘教學(xué)內(nèi)容中科學(xué)方法的教育因素,并根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的心理水平合理選擇教學(xué)手段和教學(xué)方法,做到方法教育與知識教學(xué)有機(jī)的結(jié)合,讓學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué),努力成長為具有開拓、創(chuàng)新精神的科學(xué)人才.為提高全民族的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)揮重要作用.
作者:劉志軍 單位:靈武市教研室