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初中物理实验教学论文

时间:2015-2-14栏目:物理论文

  试论初中物理实验教学中渗透科学方法的策略
  
  林辉庆
  
  (福建省三明市梅列区洋溪中学)
  
  摘 要:课程改革越来越重视"过程与方法"的培养,初中物理实验教学正是体现这一维度目标的特色内容。科学方法的教育无论是从现在还是长远来看都是实现中华民族科学技术伟大复兴的关键,根据长期在实验教学中的摸索,对初中物理实验教学中如何渗透科学方法提出一些策略上的探讨,希望以此促进物理教师对科学方法教学的思考与研究。
  
  关键词:实验教学;科学方法;渗透;策略
  
  2011年,教育部在对初中物理课程标准进行修订时,提出了通过物理课程的实施注重提升学生的科学素养以及应对未来社会挑战能力的指导思想。物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础,而实验教学是塑造学生科学素养的重要过程。随着课程改革的不断深入,科学方法的教育越来越受到人们的重视,如何在实验中通过科学方法的渗透让学生建立起清晰的科学探究模型、丰富的解决问题方法、具备一定的科学素养是广大物理教师应该注重研究的方向和课题。
  
  一、实验教学中渗透科学方法存在的普遍性问题
  
  1.思想重视不足
  
  在现行的初中升学选拔的机制下,物理教学的评价仍然以纸笔测验来反应,这一方式是以"知识与技能"这一维度目标的考查占大部分。这样一来物理教师为了保证教学成绩,不得不围绕历年纸笔测验的经验来指导课堂教学,而对繁琐又耗时的分组实验多采用演示、视频实验、课件实验来搪塞,有的甚至以讲授来代替实验,在思想上不重视实验教学,更谈不上在实验教学中对学生科学方法的传授和培养。
  
  2.科学思路不明
  
  物理学史的发展,除了积累了丰富的物理理论知识外,还在科学探索中形成了有效的科学方法,这些方法为世界科技的进步和未来科技的发展奠定了宝贵的实践基础。而目前却有相当部分物理教师在实验教学中未能掌握正确的科学方法,实验时出现实验目的不明确、实验方案不合理、科学方法不明显等问题。
  
  3.方法渗透不准
  
  物理实验中可以渗透使用的科学方法很多,比如,控制变量法、物理模型法、等效替代法、理想实验法、归纳分析、对比法、转换法、放大法、平衡法、积累法等。在实验教学中,有些实验的方法比较明确单一,有些实验中却包含着多种方法的综合运用,有些注重在设计方案环节突出科学方法,有些是在操作过程或是数据分析中运用了科学方法,而教师在实践中往往会过多地突出某一方法的运用,或者一些方法在实验的不同阶段中相互混淆把握
  
  不准。
  
  二、实验教学中渗透科学方法应遵循的原则
  
  "实验不仅是学习和研究物理学的重要方法,还是运用物理学解决其他问题的重要手段。"科学方法不是教出来的,而要遵循一定的原则让学生在实验活动中体验、感悟和内化。
  
  1.渐进性原则
  
  学生刚开始接触物理实验时应以建立兴趣为主,在实验的设计中以渗透单一的科学方法为宜,把重点放在仪器的使用和物理现象的观察上,尝试让学生进行简单的归纳与分析。随着实验活动的不断深入,学生思维水平的提高,学生积累了一定的实践经验,这时应逐步提高对实验的过程性管理和要求,让学生从实验中学会运用科学方法的思维,使学生对科学方法的认识从感性渐进到理性、从经验渐进到理论的层级上来。
  
  2.整体性原则
  
  物理实验绝不是单个科学方法的体现,多数初中物理实验综合应用了各种科学方法,"不同的科学方法共同作用、相互支撑,这就要求教师权衡一个知识点突出了哪种方法,有选择地突出一些科学方法的同时兼顾其他。"因此不管是教师的演示实验还是学生的分组实验,我们都应该从这整体上考虑,把握教材所关注的重点方法进行渗透。
  
  3.教与学统一的原则
  
  科学方法绝不是"教"出来的,皮亚杰的建构主义理论强调的是学生对知识的主动探索、主动发现和主动建构,而不是把知识从教师头脑中传送到学生的笔记本上,学生科学素养的提高主要在于他在实验中获得知识和能力的方式。"教"是一种直接而比较系统的方式,但它容易导致学生机械地记忆而不能正确理解和运用;学生主动实验的过程就是"学"方法的过程,在实验探究中主动发现问题、主动学习科学方法、主动思考解决问题的办法更容易把所体验和学习到的科学方法转化为终身的素养,所以,(www.fwsir.com)应该把"教"实验与"学"实验统一起来,取长补短。
  
  三、实验教学中渗透科学方法的教学策略
  
  1.利用问题设计渗透科学方法
  
  初中生的思维正处在一个从直观感性思维渐进到抽象理性思维的初级阶段,这就要求物理教师要善于利用引导式的讲授方法来开启学生的智慧,切忌使用填鸭式的灌输,特别是科学方法的传授。笔者所在地区的教研部门这几年以科学探究中的问题设计开展了丰富的研究,达成了利用问题设计来渗透科学方法是行之有效的策略之一。学生在问题引领下很容易发现实验中所需要解决的问题以及如何解决这些问题,而在解决问题过程中自然形成了要用科学方法的意识,此时教师再将应用到的科学方法进行归纳,让学生在解决问题的过程中将这些方法内化为科学方法。
  
  例如,在进行《牛顿第一定律》实验时进行了这样的问题设计:
  
  演示:用手推动小车在桌面上运动一段距离后停下来。
  
  师问:"小车为什么会停下来?"
  
  生答:"受到桌面对它的摩擦阻力。"
  
  师问:"如何让小车在桌面上运动得更远呢?"
  
  生答:"用更大的力推小车""用更轻的小车""减小桌面的摩擦力"等。
  
  老师引导学生分析得出影响小车运动距离的因素有:小车的初速度、小车的质量和小车受到的摩擦力等。
  
  师追问:"我们要怎样证明小车运动距离与受摩擦阻力的关系呢?"
  
  生讨论后回答:"改变桌面的粗糙程度""要用同一辆小车"、"要用相同的力推小车"…
  
  通过这三个问题,引导学生意识到:小车运动距离受多个因素的影响,而为了探究运动距离与受摩擦阻力的关系必须控制其他的因素保持不变,进而就要解决如何控制小车质量和初始运动速度等这些变量的问题,在解决这些问题过程中教师引出控制变量的概念,渗透控制变量这一科学方法。
  
  2.利用演示实验渗透科学方法
  
  演示实验除了具有引出物理现象、证明物理规律或作为课题导入部分的功能外,笔者认为,有些实验有必要由老师先进行演示,并在演示过程中直接引出科学方法,让学生在老师的示范下理解这些科学方法的运用。比如,在探究影响电流做功的因素这个实验中,学生已经熟练掌握了控制变量的方法,但这个实验的难点之一却是如何应用转换法让学生直观地比较电流做功的多少,为此教师可进行不同电热丝给等质量的两杯煤油加热的演示实验,让学生观察两支温度计的示数来比较电流做功的多少,而在演示过程中通过对温度计作用的分析引出转换法,让学生明白有些实验的现象不容易观察,需要借助一定的材料或现象把它转换成明显能观察到的现象也是物理研究常用的科学方法。
  
  3.利用数据分析渗透科学方法
  
  实验后要对数据进行处理得出结论,而对实验数据的处理也要渗透适合的科学方法,比如,算术平均法、比值归纳法、图像分析法等。对实验要分析的数据可以是预期的数据也可以是实验得到的数据,我们可以利用记录数据的表格设计巧妙地渗透科学
  
  方法。
  
  例如,为了探究滑动摩擦力与压力大小关系,我们可以事先设计这样一张空表(如下),表中空白部分的"接触面"和"压力"两列是这个实验中预期的数据,在实验前可以填写。当我们把这样的空表展示给学生并要求学生讨论思考后填写前两列可能的数据或内容时,学生会推测:"老师究竟要我在这两列中填写什么呢?"在这样的好奇心的驱动下学生自然会思考实验的过程,而表格中的"接触面"一列就已经体现了控制变量的科学思想。
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  综上所述,虽然初中物理教材中针对科学方法的表达相对比较隐蔽,但却又贯穿着整个初中物理的学习过程;虽然教材中没有明确的科学方法的定义,但教师在教学过程中还是有责任将科学方法的教育渗透到每个实验中,让学生通过实验不仅掌握了物理知识、探索了物理规律,更重要的是培养了他们科学思维的习惯和方法,为下一阶段的学习奠定终身受用的基础。
  
  参考文献:
  
  [1]李焕珍。中学物理实验教学中进行科学方法教育的探索[D].山东师范大学,2008.
  
  [2]黄琳雅,黎明,陈清梅。论物理教学中科学方法显化教育的教学原则[J].中国现代教育装备,2012(02)。
  
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