初中物理教学渗透科学方法教育的研究

吴 杰

（福建省连江县凤城中学，福建福州 350500）

引 言

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础[1]。通过了解物理学家励志事例，学习他们的探索精神，了解科学发展的过程，关注飞速发展的科学技术对社会的巨大作用，学生能树立正确的科学观。由此可见，科学研究的过程和方法是十分重要的。

一、初中课程中的物理科学研究方法

（一）猜想、实验、交流、讨论，感受控制变量法

控制变量法是指运用一定的工具，在特定的观察条件下，只让一个变量发生变化，而其他变量保持不变，从而得出这个变量与我们所研究对象的关系。

控制变量法是初中实验探究教学中最常用的科学方法，在许多实验中都有应用。例如，在欧姆定律“探究电流与电压的关系”教学中，第一，教师引导学生讨论如何探究电流与电压的关系；第二，确定研究对象是电流以后，采用控制变量法，先控制一个物理量——电阻不变，研究电流与电压的关系，从而得出欧姆定律。再如，在研究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”“液体的压强大小与哪些因素有关”“浮力的大小与哪些因素有关”等过程中，都会应用控制变量法。教师在进行控制变量法的教学时，可以根据学生的心理特点，先易后难，循序渐进，逐步渗透，使学生树立信心，让他们感受到实验成功的喜悦。

（二）化抽象为具体，应用建立理想模型法

在初中物理的学习过程中，很多物理量是看不见、摸不着的，如光线、磁感线等，导致学生不容易理解这些概念。然而，对于生活中的各种机械和工具，我们都可以将它们简化成杠杆；许多物体受到重力的作用点统一放在重心上等。物理中有的现象较为复杂，教师要抓住问题现象的核心，把问题理想化或简化后再进行分析，这就是常用的建立理想模型法。

例如，在研究“光”时，我们能感受到却不能真切地体会到光，但在实际教学过程中，教师可以让学生观察树林中束束阳光的图片或视频，然后将束束阳光通过动画转变为带箭头的直线，建立光线模型。为了方便研究，教师应将抽象的事物具体化，将复杂的事物简单化，让这些现象更直观明了地呈现在初中学生面前，逐步将建立理想模型这种科学方法渗透到物理教学中。

（三）举一反三学习物理概念，感受类比法

类比法是指在新事物同已知事物间具有类似的方面做比较。初中物理知识中很多内容是相类似的，解决这些问题的方法和手段也有相似之处。类比法对学生学习物理起到了很大的作用。例如，在教学“电压”的概念时，由于电压不易被理解，教师可以将能看得见的水流与之相类比，由于有水压，水管中形成水流。同样，电路两端有电压，所以电路中就能形成电流，将电压这个抽象的概念类比为水压，学生会更容易理解。再如，在教学“功率”的概念时，将之与速度相类比，让学生用学过的知识去理解功率的概念，这样就更容易理解物理概念。

（四）寻找物理现象的相同效果，感受等效替代法

等效替代法是指在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的一种科学方法。例如，在研究物体在水中受到浮力的作用时，教师可以让学生用手向上托物体，使两次弹簧测力计的示数相同，手的托力与水的浮力会产生相同的效果，从而帮助学生更好地理解水的托力作用。

（五）通过实验观察现象，认识转换法

转换法是指将一些不容易看见或看不见的现象转换成容易看到的现象，将不容易测量的物理量转换为容易测量的东西，将较为复杂的物理问题转换成较简单、更方便理解的问题的一种科学方法[2]。

例如，在探究动能大小与什么因素有关时，教师可以设置实验，让小球从斜面顶端滚下，虽然对小球的动能的大小我们无法直观地判断，但可以通过比较它推动木块移动的距离来判断。再如，摩擦力的大小无法直接测量，在教学过程中，教师可以用弹簧测力计匀速拉物体，因为拉力与摩擦力是一对平衡力，所以能巧妙求得摩擦力的大小。通过转换法，将直观的现象呈现给学生，符合初中学生的观察能力，所以转换法不仅可以培养学生形成转换的思维，也能提高学生的实验设计能力。

（六）画函数图像，体验比值定义法

利用函数图像解决物理问题，已成为当前学习物理的重要方法。初中阶段主要是应用数学中最简单的正比例函数图像来分析物理过程、得出物理规律、解决物理问题。正比例图像形象、直观，而且动态变化过程很清晰，常常能把复杂的物理问题简单化，使解决物理问题过程清晰有效、简单明了。例如，在探究重力与质量的定量关系、物质的密度、路程与时间的关系时，都可以运用比值定义法，将它们画成函数进行研究，视觉明了，过程清晰，便于分析和总结。

二、培养学生科学方法的有效策略

（一）创设物理情境，重视交流与合作，发挥初中学生的主动性

在物理教学过程中，教师可以通过一些学生不易注意到的现象来创设探究情境，这样，学生在好奇心的驱动下就会更加有探究的欲望。同时，教师还应适当引导，让学生选择合适的科学方法，让他们充分探究、交流和讨论，从而发挥学生的主体作用。现在的课堂由于受课时、教师本身对课堂的预见性、教师驾驭课堂能力的限制，实验探究过程中的一些交流与讨论的环节往往被忽略，而实际上语言沟通、倾听、相互补充、相互启发，是科学探究的关键，可以使学生探究精神最大限度地发挥出来，是最不应该被忽视的。所以，在课堂上给学生营造一种互相启发、互相讨论、互相合作的课堂气氛是非常有必要的。

（二）重视教学中的反思，促进内化

教育心理学认为，教学过程中的反思，是促进知识和方法迁移的有效途径。在教学过程中，教师不仅要自觉地反思，还要引导学生进行反思。学生在探究过程中要反思各个环节存在的问题，如实验设计方案是否需要改进、科学方法的应用是否恰当，只有对这些存在的问题进行适当的修正，精益求精，学生才能真正掌握物理规律并灵活应用。

（三）多渠道、多空间地开展物理科学方法的教育

在当今教育模式下，探究的场所，应该从教室扩展到更多的地方，让其他与物理教学相关的教育活动也成为实施物理科学方法教育的资源。例如，完全开放物理实验室，让学生亲自动手，积极探索物理规律；将课堂上所学知识，应用到实际中，适当完成一些小制作等。在活动的过程中，时时渗透科学方法的应用。

结 语

综上所述，在初中物理教学过程中，教师应重视培养学生应用科学方法的能力，重视物理教学中启发学生提出问题，并应用科学方法解决问题的过程；要注意运用一些物理模型和科学方法来开发学生的想象力，激发学生的创造力，使学生养成用科学的方法去发现问题和解决问题的习惯，从而提高学生的科学素养。