第一篇:談談初中物理教學中如何加強科學方法教育
談談初中物理教學中如何加強科學方法教育
在初中物理教學中,教師在完成傳授知識的同時,如果有意識、有目的的進行科學方法教育和指導,將會有利于促進學生智能的發展,培養學生科學的態度,以及探索物理奧秘的精神。我個人認為在初中物理教學中加強科學方法教育,可以從以下方面進行:
一、在傳授物理知識的同時滲透科學方法
在物理知識的教學中,處處蘊涵著科學方法。物理概念、物理規律的建立常常運用觀察和實驗、分析比較和分類、分析和綜合、數學和推理等科學方法。如在概念教學中,將電流和水流類比,學生很容易接受,同時教師也要提出類比與實際是有區別的;在電壓表教學中,將電流表和電壓表進行比較,學生記得更牢。在牛頓第一定律、歐姆定律、連通器原理等規律的教學中,常采用觀察和實驗、數學推理的方法來研究。
二、在加強物理實驗的同時體驗科學方法
觀察與實驗是物理學研究的基本方法,物理學的很多規律都是通過實驗才建立起來的,實驗也是學生學好物理知識的基本方法。在物理教學法中要重視培養學生的觀察實驗能力,教給學生觀察與實驗的方法。例如“用溫度計測溫度”的教學中,可以對學生進行下面的教育:(1)平衡原理:物體和溫度計溫度不相等,會出現熱量的轉換,當溫度計與被測物體達到熱平衡,溫度計的液柱不再變化時的示數即是被測液體溫度;(2)轉換原理:把被測液體的溫度轉換為溫度計內液柱的高低,是看不見向看得見的轉換,把不能直接測量的物理量轉換為可知可測的物理量;(3)放大原理:結合凸透鏡成像原理,解釋溫度計放大的原理,溫度計內徑做得應當小些,以便觀察的現象明顯,能表現出溫度微小的差別;(4)使用所有有刻度的儀器儀表都需首先觀察量程、零刻線和分度值,以便于使用。
三、在重視物理學史的同時體會科學方法
模擬科學認識過程的方法,就是讓學生遵循前人科學發現和發明的思路來學習,學會科學研究的方法。這就要求我們將物理學史溶于物理教學之中,將科學方法教育溶于物理學史教學之中。具體地講就是善于把學生推到若干年前,讓他們從當時的科學背景出發去重溫科學家們在什么問題上、什么環節中、什么情況下、用什么方法和思路作出了科學發明和發現,從而把這些關鍵的步驟聯系起來。如“電磁感應”的教學就是一個訓練的好例子,可將教學過程組織為較完整地體現科學研究一般方法的過程,使學生受到科學方法的訓練。這樣,在傳授知識的同時,使學生感受科學方法在建立概念、發現規律中的作用,激發學生自覺的學習和運用科學方法解決實際問題的積極性。
同時我們也要提醒學生,對前人的學習只是對他們的部分學習,要有批判的精神來學習,可以對他們的知識提出質疑,甚至可以設想實驗去推翻他們的知識,這樣才能讓知識不斷的更新換代。
四、在精心設計習題的同時訓練科學方法
習題是檢驗教師教學成效的好方法,也是教師來考察學生掌握程度的工具,只有設計好了習題,才會起到應有的作用。教師要站在科學方法論的高度,認真研究題型、分析歸類、精選典型例題和習題,對學生進行邏輯思維與非邏輯思維、集中思維與發散思維、正向思維與逆向思維、局部思維與整體思維、類比思維與聯想思維等專項訓練。在教學中有些習題明顯要運用科學方法來求解,教師要點明這種科學方法,讓學生學會這種方法的應用。如習題:請你展開想像的翅膀,想像假如生活中沒有了摩擦力,我們的生活有什么變化?沒有了重力,我們的生活是什么樣子?請分別寫出2個合理的場景。要解答此題,就要用到聯想思維的方法。
總之,在物理教學中有意識地加強科學方法教育,是實現學生增長知識、發展能力、提高素質的一個有效途徑。
第二篇:淺談初中物理教學中如何加強科學方法教育
淺談初中物理教學中如何加強科學方法教育
一、學習方法是最有價值的知識,尤其是科學方法。
古人云:“授人以魚,不如授之以漁”。“得一魚可飽一餐,得一漁則可飽食終生”。生活如此,知識的學習更是如此。如果把知識比作人類精神財富的寶庫,科學方法則是打開知識寶 庫的鑰匙。在有限的學校教育中.我們不可能將知識寶庫中的財富全交給學生,但可以把打開寶庫的鑰匙交給他們,由他們自己去獲取新的財富。義務教育《物理課程標準》指出,“物理課程應改變過分強調知識傳承的傾向,讓學生經歷科學探究過程,學習科學研究方法,培養學生的探索精神、實踐能力以及創新意識。”“通過科學探究,使學生經歷基本的科學探究過程,學習科學探究方法,發展初步的科學探究能力,形成尊重事實、探索真理的科學態度。”作為科學探究過程,無論是科學家探究物理世界還是學生學習物理知識,都必須運用科學方法與探究對象作用。在物理教學中,科學方法的學習與運用,對于學生知識的學習、能力的發展和情感-態度-價值觀的教育,有著不可替代的作用。
二、初中物理教學中如何加強科學方法教育
1、提高授課教師的科學方法素養。
物理教師必須樹立重視過程與方法,在物理教學中加強科學方法教育的意識;明確科學方法在物理學發展和物理知識學習中的地位和作用;熟悉科學方法體系及主要方法的內容與應用;特別是要求準確地理解教材知識體系中蘊含的科學方法,把握各種方法的運用及其邏輯關系。教師具有較高的科學方法素養,不僅能引導學生運用科學方法探究物理世界,還能有意識地對學生進行科學方法教育。
2、開展科學方法專題講座。采用“顯性”方式進行科學方法教育。初中物理教材中,按認識過程的特點,科學方法大體上可以分為:
科學認識的感性方法,其中包括觀察方法、實驗方法、模擬方法等; 科學方法的理性方法,其中包括假說方法、數學方法以及抽象與概括、分析與綜合、歸納與演繹、比較與類比等邏輯方法。
進行科學方法教育時,明確指出這種科學方法的名稱,傳授有關該方法的知識,揭示方法的形式,操作過程,說明原理。教師公開宣稱進行科學方法的教育,學生處于有意識地接受科學方法知識的狀態”。通過舉一反三,學生達到觸類旁通,進而掌握科學方法。
3、在物理教學中滲透科學方法。
采用“隱性”方式進行科學方法教育。在物理教學中,教師在完成傳授知識的同時,有意識、有目的的進行科學方法教育和指導。在傳授物理知識時,滲透科學方法;物理實驗過程中,體驗科學方法;精心設計習題,訓練科學方法。
總之,物理教學加強科學方法教育,不僅有助于學生學習,掌握知識,更重要的是能交給學生獲取知識、運用知識、創造知識的方法,從根本上提高分析問題、解決問題的能力,使其終身受益。反之,不談方法教育而侈談能力的培養,不論愿望多么良好,仍不免是一紙空談。
第三篇:關于初中物理教學科學方法教育的一些思考
關于初中物理教學科學方法教育的一些思考
在當前的課程改革中,一些教師存在一種錯誤的思想,認為新課程標準改革就是要找到一種學習物理比較輕松的方法來,記得兩千多年前古希臘數學家歐幾里德在回答另一學者托勒玫的問題時說“不存在任何通向幾何學的不費力的方法”,我們今天也有理由這樣說“不存在任何通向物理學的不費力氣的方法”。科學方法教育的目的在于發展學生分析和解決問題的能力。實施物理科學方法教育,既要保證能有效開展,又不能因此而增加學生的學習負擔,所以科學方法教育必須與物理知識教學有機結合。知識是方法的載體,脫離了知識教學方法教育就成了空中樓閣。開展科學方法教育要符合學生的認知規律,應根據學生的年齡特征、知識水平和思維發展循序漸進地進行。還要注意激發學生的主動性和積極情感,產生良好的學習動機。當然,實施物理科學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,沒有對物理科學方法比較系統的理解,科學方法教育就很難順利開展。
一、物理科學方法教育的兩種基本方式
一般地說,科學方法教育有“隱性”和“顯性”兩種方式。隱性方式是“用反映科學認識基本過程的科學方法的一般程式去組織對科學知識的概念、規律、原理的教學過程,使學生的認識過程模擬科學探究過程。但教學過程中并不明確地去揭示所采用的科學方法一般程式的原理、各階段具體方法的名稱和有關知識。”顯性方式是在“進行科學方法教育時,明確指出這種科學方法的名稱,傳授有關該方法的知識,揭示方法的形式,操作過程,說明原理。教師公開宣稱進行科學方法的教育,學生處于有意識地接受科學方法知識的狀態”。隱性方式重在使學生感受科學方法,受到科學方法的啟蒙和熏陶,初步體會到科學研究的方法和策略。這種方式適合于學生對這種方法的感性認識不足時,或者這種方法對所研究的問題并不占主要地位時使用。顯性方式重在解決問題中模仿應用科學方法,對科學方法進行操作訓練,使學生有意識地掌握科學研究的方法和策略。這種方式適合于在學生對這種科學方法的感性認識較豐富的前提下,有目的有意識地培養學生的解決科學問題的能力時使用。物理科學方法教育作為一門隱性課程,隱性教育是非常重要的。尤其在初中教育階段,科學方法教育通常不作顯性處理。“對能力弱者提供一個策略比他們自生一個策略好”,“學科內容只有在經過系統學習,使學生掌握經過整理的系統知識時,才能培養起進行思維活動的能力”,所以教師在教學過程中,必須對典型的物理科學方法在恰當時機加以顯化,才能更好地達到教育之目的。所以物理科學方法教育需要隱性教育與顯性教育相結合,在不同的階段對不同的內容各有側重。科學方法的學習,在強調師生教學自覺性的同時,就象著名科學家楊振寧教授所說:“學習有兩種辦法。一個辦法是按部就班的;一個辦法是滲透性的。”“很多東西是在不知不覺中,經過一個長時間的接觸,就自己也不知道什么時候已經懂了。”隱性教育是顯性教育的基礎,顯性教育是隱性教育的飛躍,在物理科學方法教育中,二者的緊密結合是科學方法教育的基本模式。
二、初中物理教學中所包含的科學方法
物理體系自身包含著豐富的科學方法,它既表現在知識的結構上,也表現在這些知識結構的建立過程中;總的說來,這些科學方法大致可以分為五類,那就是:物理方法、數學方法、邏輯方法、非邏輯方法和哲學方法。
由于科學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、實驗方法(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驗法和理想模型法。理想實驗在物理學的理論研究中有重要的作用。伽里略論證慣性定律所設想的實驗──在無磨擦情況下,從斜槽滾下的小球將以恒定的速度在無限長的水平面上永遠不停地運動下去,就是物理學史上著名的理想實驗。再如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時,鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。顯然上述實驗是人們在思維中進行的理想過程,與實際實驗相比,理想實驗能更大程度地突出實驗中的主要因素,忽略次要因素,得出更本質的結論。理想模型可分為對象模型、條件模型和過程模型三類。如視為點光源較小發光體,表示光的直線傳播的光線,描述磁場的磁感線,描述力的圖示、示意圖等都屬于對象模型。再如光滑表面、輕桿、輕繩、均勻介質都屬于條件模型。電學實驗中把電壓表變成內阻是無窮大的理想電壓表,電流表變成內阻等于0的理想電流表等也屬于條件模型。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時,可抽象為自由落體運動,另外勻速直線運動也屬于過程模型。
數學方法主要有: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驗用的都是比例的方法,圖象的方法。通過形象的圖象、清晰的比例關系給學生以深刻的印象,使學生能容易任知其物理概念和規律。
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,如在認識電流、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律時,與水流水壓模擬實驗、抽水機的作用和水渠對水流的影響等物理現象進行類比,會使學生理解和掌握這些抽象的物理概念或規律產生其他方法無法替代的作用。又如:我們在認識和研究“分子在永不停息地做無規則運動”理論時,由于分子是微觀的,不能直接用肉眼看到,因此,我們可以通過能直接觀察或感覺到的擴散現象去認識和理解它;電流看不見、摸不著,我們可以通過各種電流的效應來判斷它在存在;磁場看不見摸不著,我們可以通過小磁針指向或偏轉以及與其它一些磁場的效應來判斷它的存在;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,但我們可以通過觀察驗電器上錫箔片的開合來判斷物體是否帶電;在研究空氣的存在和大氣壓強時,我們可以通過感覺空氣的流動及現實生活中對大氣壓強的各種應用來證明空氣和大氣壓強的存在。
哲學方法主要有:絕對相對、量變質變、原因結果等等。自然界發生的各種現象,往往是錯綜復雜的。決定某一個現象的產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律,必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然后來比較、研究其他兩個變量之間的關系,這種研究問題的科學方法就是控制變量法。很多物理實驗都用到了這種方法。如通過導體的電流I受導體的電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變。當然初中物理教學中也還要培養如理念、直覺、想象等非邏輯方法,這是創新能力的重要體現。
三、初中物理科學方法培養的主要方式
1、在學生親自體驗中培養科學方法。物理學是一門實驗科學,物理教學的特點就是實驗多,極有利于學生親身體驗。過去初中“九義”人教社教材規定了17個學生必做實驗,新課標人教社教材把學生探究的實驗增加到36個,許多過去的演示實驗改成學生實驗,還增加了學生的社會調查和實踐13個,新教材的這些變化都是要加強學生的自身體驗,學生通過體驗可以很好的感受知識體系內的科學方法。例如水沸騰實驗,學生沒有實驗前總認為只在100攝氏度時,水才“內部與表面”同時“劇烈”的汽化,親身做了實驗后才發現實際沒到100攝氏度時,水“內部與表面”就開始汽化,只是“劇烈”的程度不同罷了。通過自身體驗使學生真實的看到“量變與質變”的關系,感受相對與絕對的區別。
2、在民主和諧的氛圍中培養科學方法。新課程中一個重要的理念是,教學體現師生平等,課堂教學中廢除“一言堂”,開展探究性學習、合作學習等多種學習方式,這些學習方式的一個共同特點,就是創設一個民主和諧的學習氛圍,在這種氛圍中,學生自我知識構建的動力得到釋放,大腦皮層容易達到最活躍程度,對物理知識學習理解能夠從多個方面進行,他們不再滿足物理一些概念和規律的結論,而對為何要引出這些概念,為何這樣引出而不那樣引出,那樣引出會得到什么結論等新問題產生了強烈的興趣和求知欲。物理學體系中內含的科學方法就會在學生自己的問題中,在學生激烈的心智活動中伴隨著大腦中知識結構的生成,慢慢構建出科學方法的結構。
3、在相互交流討論中培養科學方法。師生相互交流、生生相互交流,是新課改最提倡的。學生交流解決問題的方法,既可為其它學生提出了解決問題的思路,常常還使交流學生自己又產生完全不同前的創新思路。相互啟發、共同提高,在課堂教學實踐中這樣的實例不勝枚舉。
4、在解題訓練中培養科學方法。在練習題和考試題中編制一些目的在于深化或測試科學方法的試題,讓學生把科學方法由“內隱”轉變成“外顯”,幫助學生對科學方法的認識由膚淺、模糊、看成孤立個體,逐步轉變成深刻、清晰、看成方法體系。例如這樣一道習題:一個質量為2kg的物體,在幾個恒力作用下,處于靜止狀態。如果撤掉一個大小為2N、方向豎直向上的恒力后,其他力仍保持恒定不變,物體將如何運動?解這道題需要采用等效方法,用大小2N、方向豎直向上的已知力來等效其他力的方向豎直向下的合力。初中方法教育的習題目前正成為各課程改革實驗區中考試題中的亮點。
四、初中物理科學方法教育基本原則
1、與物理知識教學緊密聯系的原則。物理學整體是由物理學科知識和物理學的方法論組成的,物理學的方法論是伴隨物理學的發展而建立的,而物理學的知識和體系則是體現和學習物理學思想和方法論的最好載體。在教學過程中注重傳授概念、規律產生的背景、產生的過程以及在科學技術發展中應用的實例,例如,通過物理學史的小故事讓學生明白為什么要提出某個概念,這個概念是怎樣提出的,這個概念提出后對物理學的發展起到什么作用,讓學生感受科學方法和物理知識的產生與應用緊密相聯,知識與方法是血肉相聯的整體。
2、與初中生年齡特征相適應原則。12~15歲的青少年,“主要思維特點是在頭腦中可以把事物的形式和內容分開,可以離開具體事物,根據假設事件進行邏輯推演,能運用形式運算來解決諸如組合、包含、排除、概率及因素分析等邏輯課題。”這個時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思維方法傳授給學生。
3、各種方法教育有機結合的原則。在物理教學中,各種科學方法交叉在一起,不可能在一種科學方法的教育完成后再進行另一種科學方法教育。因此教師要善于應用教材中的科學方法因素,在一堂物理課中撮合多種科學方法進行教學。有時一個知識點可以滲透幾種科學方法教育的因素,這時就要有所選擇以適應自己所教初中生的實際。例如“牛頓第一定律”一節,可以用實驗加理想化模型來講授,提出一塊“完全沒有摩擦的平面”,重點滲透“理想化方法”;也可以用歸納反證的方法來講授,收集多個沒受力仍在運動的現象和受到力而沒有運動的現象,從而得出“力不是運動的原因”,重點滲透“歸納方法”。
4、長期性原則。科學方法是科學能力的外化,提高能力比掌握知識要難,初中物理教材中的科學方法因素許多都是隱含的,科學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,只是在講相關概念、規律時用這些方法,所以學生只有在長期的熏陶下,才能潛移默化地,自覺不自覺地學到一些科學方法。同一科學方法在不同知識的學習中多次出現、多次應用,學生才能領會、掌握。例如講“密度”一節時用到控制變量方法,講“壓強”一節時用到控制變量方法,在講歐姆定律時還要用到控制變量方法,等等。
5、促進學生發展為本的原則。現代認知理論認為,學習的過程是學習者自己建構的過程,學習者的能力培養、科學素質提高,有賴于學生的自主性和學習所處的情境,有賴于學習內容的社會需求性。因此在對學生進行方法教育時要充分調動學生學習的積極因素,開展探究性學習、合作學習等多種學習方式,進行師生互動、生生互動,讓學生在掌握科學方法的過程中,知識體系、情感、態度、價值觀得到同步發展。
以上是關于初中物理科學方法教育的一些思考。在指導學生研究物理現象、概念和規律時,潛移默化地滲透科學研究方法,長此以往不但加深對物理現象、概念或規律的認識和理解,而且培養學生了科學思維習慣,提高了科學素養。對學生今后的發展終身受益。愛因思坦給自己總結的公式是:A(成功)=X(艱苦勞動)+Y(正確的方法)+Z(少說空話),著名物理學家玻恩說“我榮獲1934年的諾貝爾獎金,與其說是因為我所發表的工作里包括了一個自然現象的發現,還不如說是因為那里面包括了一個關于自然現象的科學思想方法基礎的發現。
第四篇:高中物理教學中的科學方法教育
高中物理教學中的科學方法教育 高中物理教學中的科學方法教育 重慶市萬州中學 黃全安
在科技迅猛發展,知識日新月異,科技競爭日益激烈的今天,大多數教育人士已經普遍認識到,能力的高低在一定程度上,表現為掌握方法的多少和熟練程度。因此,物理教學中既應該讓學生掌握物理學的概念和規律,更應該讓學生重視科學的態度和科學的方法。
所謂科學方法,是研究自然科學和社會科學的一般規律性理論。在中學物理教學中,科學方法教育的內容有:一是物理學的研究方法的教育;二是物理學習方法的教育。在物理教學中,教師在完成傳授知識的同時,有意識、有目的的進行科學方法教育和指導,有利于促進學生智能的發展,培養科學的態度,使學生在學習中不僅掌握了物理知識本身,而且掌握了研究和學習物理的方法,以及探索物理的精神。
一.
指導閱讀課本,培養自學方法
在教學中充分利用教科書,指導學生讀書的方法,是培養學生自學能力的有效途徑。一方面通過讀書掌握物理的科學語言;二是通過反復讀書,使掌握的知識更加全面、系統、準確;三是通過讀書提高自學能力,在學習上變被動為主動,充分發揮學習的主動性和積極性。那么,怎樣正確指導讀書呢?
(1)基本概念、基本定律要著重讀,對其中的重點字母要深入體會、準確理解。因為這些字句或揭露了事物的本質;或指出了事物變化的范圍和條件;或反映兩個事物的區別與聯系。教學時,必須指導學生把這些重點字句“摳”出來搞清楚、弄明白。如功率的概念中把“時間”限制為“完成這些功所用的時間”,而不能簡單說成“功率等于功跟時間的比值”。又如楞次定律:“感應電流具有這樣的方向,就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化”,“阻礙”的含義不是“阻止”,它是指:原來磁場增強時,感應電流磁場與原磁場反向;原來磁場減弱時,感應電流磁場與原磁場同向。在教材中“這段”、“該點”、“某時”、“某刻”、“任意”、“總是”等字眼很多,切不可輕視。要養成“摳”字眼的習慣,正確理解概念和規律的物理意義、適用條件。
(2)指導學生識圖、讀圖、畫圖。物理學上的圖形很多,如速度圖線、振動圖線、波動圖線、交流電的圖線、氣體狀態變化圖線、電力線、磁感線、電路圖、受力圖等,是用來描述量與量之間關系或變化規律的,是最簡單的物理語言。學會識圖、讀圖、畫圖是一種基本功,決不能忽視。通過對圖形的理解,可以提高空間想象力,增強物理綜合能力。
二.
在物理知識的教學中滲透方法教育
科學方法教育既需要潛移默化的熏陶,也需要有目的的訓練。脫離物理知識對中學生大講科學方法,則猶如建設空中樓閣;埋頭講物理知識而不注意方法教育,則猶如給學生一堆磚瓦。因此,科學方法教育應滲透在物理知識教學之中,只有根植于物理知識沃土之中的科學方法教育,才會結出豐碩的智慧之果。在物理知識的教學中,處處蘊涵著科學方法。物理概念、物理規律的建立常常運用觀察和實驗、比較和分類、分析和綜合、數學和推理、理想化等科學方法。如在概念教學中,將電勢能和重力勢能類比,學生很容易接受;在洛侖茲力教學中,由安培力演繹出洛侖茲力。在牛頓第二定律、玻—瑪定律、楞次定律等規律的教學中,常采用觀察和實驗、數學推理的方法來研究。如“電磁感應”的教學就是對學生進行科學方法訓練的好例子,可將教學過程組織為較完整地體現科學研究一般方法的過程,使學生受到科學方法的訓練。具體做法如下表所示:
研究方法
三.重視物理學史,體會科學方法
物理教學改革的目的之一,是把科研人員應具有的素質和能力早一些對學生進
行培養和訓練,使教和學的思路去盡量接近科學家認識的思路。這就要求我們將物理教學和物理學史結合,當然教學過程不同于科學研究過程,但在必要時,結合重要的物理史料用模擬科學認識過程的方法進行物理教學,這也是物理教學實質性改革的途徑和方向,是實現上述教學目的,培養創造型人才的一個有效途徑。模擬科學認識過程的方法,就是讓學生遵循前人科學發現和發明的思路來學習,學會科學研究的方法。這就要求我們將物理學史溶于物理教學之中,將科學方法教育溶于物理學史教學之中。具體地講就是善于把學生推到若干年前,讓他們從當時的科學背景出發去重溫科學家們在什么問題上、什么環節中、什么情況下、用什么方法和思路作出了科學發明和發現,從而把這些關鍵的步驟聯系起來。
在“自由落體”教學中,首先應闡明:歷史上,伽利略首先通過落體佯謬的思想進行實驗,否定亞里斯多德的物體越重下落越快的結論;然后運用數學工具得出初速為零的勻加速直線運動S / t2 = 常量;進而用斜槽實驗驗證物體從光滑斜面下滑的運動是符合s / t2 = 常量的規律;最后將斜面實驗推廣,得出結論:落體運動是初速為零的勻加速運動。伽利略之所以敢于首先用一個理想實驗批判亞里斯多德的學說,是因為他此前已進行過長期的實驗研究,他曾多次觀察過從同一高度同時下落的輕重不同的物體(如兩個球體或兩塊石頭等)的下落情況。伽利略認為自然界“總是習慣于運用某種最簡單最容易的手段”這一哲學思考,使他大膽猜想自由落體運動是勻加速運動,他的關于落體的全部研究都是為了確證這一猜想而進行的。他的研究方法是觀察---假設猜想----數學推理------實驗驗證---合理外推。他對自由落體運動的研究,開創了研究自然規律的科學方法,這就是“抽象思維,數學推導,科學實驗”相結合的方法,對科學研究起到了重大的啟蒙作用,極大地推動了物理學發展,是人類物理思想上最偉大的成就之一。然后引導學生重做伽利略的斜面實驗,加深對方法的理解。
四.
加強物理實驗,體驗科學方法
觀察與實驗是物理學研究的基本方法,物理學的所有規律都是通過實驗建立起來的,也是學生學好物理知識的基本方法。在教學中,應培養學生六個方面的實驗技能:一是掌握基本儀器的構造、原理和使用,能正確使用儀器進行觀察、測量和讀數;二是掌握中學有關實驗的一般原理和實驗方法;三是會正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確的結論;四是了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析;五是會寫一般的實驗報告;六是養成良好的實驗習慣,包括愛護儀器、遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。例如“用溫度計測溫度”的教學中,可以對學生進行下述方法論的教育:(1)平衡原理:溫度計與被測物體達到熱平衡,溫度計的液柱不再變化時的示數即是被測液體溫度;(2)轉化原理:把被測液體的溫度轉化為溫度計內液柱的高低,是看不見向看得見的轉化;(3)放大原理:溫度計內徑做得應當小些,以便觀察的現象明顯,能表現出溫度微小的差別;(4)使用所有有刻度的儀器儀表都需首先觀察刻度盤刻度和每小格的讀數。
實踐表明:只要我們能從眾多的實驗中總結出共同的規律,引導學生觀察時注意目標明確,層次分明,就可讓學生掌握某種儀器的使用方法,而且使學生學會如何觀察,提高觀察能力。因此,在物理教學法中要重視培養學生的觀察實驗能力,教給學生觀察與實驗的方法。
五.巧妙設計習題,訓練科學方法
科學方法教育的目的在于發展學生分析和解決問題的能力。實踐也表明:教師生動精辟的講述,學生對于知識只能達到理解的水平,要達到運用的水平,就非要經過學生本人參與分折解決新問題的實踐不可。因此,教師要創設情景,強化習題教學和訓練,引導學生運用科學方法解決具體的物理問題,使學生實現知識向能力的轉化。
在習題教學中進行科學方法教育,主要是進行思維方法的訓練,提高思維能力和分析解決問題的能力。因此,教師要站在科學方法論的高度,認真研究題型、分析歸類、精選典型例題和習題,對學生進行邏輯思維與非邏輯思維、集中思維與發散思維、正向思維與逆向思維、局部思維與整體思維、類比思維與聯想思維等專項訓練。在教學中有些習題明顯要運用科學方法來求解,教師要點明這種科學方法,讓學生學會這種方法的應用。如習題:一半徑為R的光滑豎直圓軌道固定在水平地面上,并與水平地面相切,小球從軌道上距離桌面h(h《R)高處由靜止釋放,求小球經過多長時間到達軌道的底端。這個題要和單擺相類比,用單擺知識來求解時間。在教學中要點明此題用類比方法,讓學生在解題中體會到方法的重要性。又如習題:斜面A放在水平地面上,物塊B放在斜面上,有一水平力F作用在B上時,A、B保持靜止。A受到水平地面的靜摩擦力為f1,B受到A的靜摩擦力為f2,現使F逐漸增大,但仍使A、B處于靜止狀態,問f1、f2大小怎樣變化? 此題討論f1的大小變化時要用到整體思維的方法,討論f2的大小變化時要用到局部思維的方法。
科學方法教育的目的在于發展學生分析和解決問題的能力。實踐也表明:教師生動精辟的講述,學生對于知識只能達到理解的水平,要達到運用的水平,就非要經過學生本人參與分折解決新問題的實踐不可。因此,教師要創設情景,強化習題教學和訓練,引導學生運用科學方法解決具體的物理問題,使學生實現知識向能力的轉化。
在習題教學中進行科學方法教育,主要是進行思維方法的訓練,提高思維能力和分析解決問題的能力。因此,教師要站在科學方法論的高度,認真研究題型、分析歸類、精選典型例題和習題,對學生進行邏輯思維與非邏輯思維、集中思維與發散思維、正向思維與逆向思維、局部思維與整體思維、類比思維與聯想思維等專項訓練。在教學中有些習題明顯要運用科學方法來求解,教師要點明這種科學方法,讓學生學會這種方法的應用。
總之,在物理教學中有意識地加強科學方法教育,是實現學生增長知識、發展能力、提高素質的一個有效途徑。
第五篇:初中物理核心素養――科學方法的教育與實施
初中物理核心素養――科學方法的教育與實施
摘 要:課程改革中,科學方法是新課標中的核心目標,科學方法教育已勢在必行。如何對學生進行有效的科學方法教育?筆者認為科學方法教育應遵循適時性、漸進性、融合性等原則,應在不同類型的課中貫徹實施,使科學方法的教育滲透于物理教學。
關鍵詞:科學方法;教育原則;實施方法;注意點
一、問題的提出
自然科學在其長期的發展過程中,逐漸形成了一套基本的科學方法。什么是物理科學方法?物理科學方法就是研究物理現象、描述物理現象、實施物理實驗、總結物理規律、檢驗物理規律時所應用的各種手段與方法。常用的科學方法有:觀察法、實驗法、類比法、圖象法、控制變量法、轉換法、等效替代法、?w納法等多種方法。
許多基層初中物理教師,由于受傳統的“應試教育”的影響,在教學中往往重理論而輕實驗,重結論而輕過程,重習題操練而輕方法教育。教育部頒布的《義務教育物理課程標準》明確指出:義務教育階段物理課程培養目標定位為提高全體學生的科學素質,初中學生不僅應學習物理知識和技能,還應經歷一些科學探究過程、學習科學方法。
古人云:“授人以魚,不如授之以漁”。如果說知識的學習給學生提供的是“魚”,那么科學方法的學習就是給學生提供“漁”的過程,在初中物理教學中進行科學方法教育是深化新課程改革的迫切需要。本文就物理科學方法的教育實施進行一些初探。
二、課堂教學中開展物理科學方法教育的原則
1.漸進性原則
初中學生的觀察能力和動手能力逐步形成,但抽象思維能力還未充分發展,他們對方法也不太感興趣,因此初中階段應著重進行觀察、實驗方法的教育;對于科學思維方法,只能隱性滲透,即在教師的指導下接受分析、比較、概括等思維方法的訓練。
有的章節只隱含一些科學方法,在講授這些知識時,對科學方法就只需點到即止,起到畫龍點睛的作用即可。而有的物理知識和科學方法聯系較少,就不必硬要進行方法教育,特別是脫離教材而空談方法,那只會使學生感到茫然,結果是適得其反。
2.融合性原則
所謂融合性就是要把科學方法的教育和物理知識的學習、學生學習能力的培養結合起來,將三者有機融為一體,使科學方法的學習促進物理知識的掌握和學習能力的提高。在傳授物理知識的過程中滲透科學方法教育,有利于學生更好更全面地掌握相關的物理知識內容,同時也有利于學生能力的形成和培養。一堂物理課不但必須包含知識目標和能力目標,還應有科學方法教育目標,使三者有機地融為一體。
在物理教學教程中,各種科學方法交叉在一起,不可能在一種科學方法的教育完成以后再進行另一種科學方法的教育。因此,必須充分利用物理教材中的科學方法教育因素,把各種方法有機地結合在一起進行教育。
三、課堂教學中進行科學方法教育的實施方法
如何實施科學方法教育?可在教學過程中把學科知識和科學方法教育有機地結合起來,采用隱性和顯性的原則,根據教材內容選擇合適的方式展開。
利用物理學史滲透科學方法:初二物理進行“牛頓第一定律”教學時,介紹了亞里士多德的觀點,介紹了伽利略的理想實驗和理想實驗的思維方法。教師應在教學中盡量將這些認識的程序展示給學生,讓學生領略它的思維和方法,使學生對研究物理學的“實驗事實――提出假說――授受檢驗”這一基本方法有初步的了解,通過大量的個例分析,使學生逐步認識到:物理學的發展是觀察、實驗為基礎,提出假說,經過科學抽象,運用數學工具,概括總結出規律,形成理論,再經過實驗的檢驗,循環往復,使之不斷豐富、深入和完善。這不僅是物理學發展中用到的科學方法也是學習物理知識時必須掌握的方法。
四、初中物理科學方法教育的注意點
1.貫徹的長期性
科學方法學習比物理知識學習要難,它不是一次教學就能讓學生理解和掌握。特別是初中物理科學方法大多是隱性的,只有在長期的熏陶下學生才能潛移默化地、自覺或不自覺地學到一些科學方法。
2.不能離開物理知識的傳授
科學方法教育的目的,是為了更好地獲取知識,教學應突出獲得知識的過程而不是輕視知識的傳授。方法是獲得知識的橋梁,離開了物理知識傳授,方法教育是空泛的。物理教學加強科學方法教育,不僅有助于學生學習,掌握知識,更重要的是能交給學生獲取知識、運用知識、創造知識的方法,從根本上提高分析問題、解決問題的能力,使其終身受益。反之,不談方法教育而侈談能力的培養,不論愿望多么良好,仍不免是一紙空談。
3.學生發展才是根本
教學是教師和學生共同活動的過程,教師是教的主人,學生的學的主人,教師在制訂科學方法教學目標和方案時應根據學生的實際情況,因材施教,嚴格遵循感知、認識、理解這樣一條認知規律,使科學方法教育真正落實到實處。
總之,科學知識和科學方法是科學這駕馬車的兩只輪子,前人在認識自然的同時產生了許多有用的科學方法,而科學方法的應用和推廣也大大推進了我們對自然界的認識,掌握打開科學知識之門的鑰匙比對某些具體知識的占有更有意義。在課堂上進行科學方法的教育,學生對方法的重要性的認識明顯提高,激發他們對知識和科學的探求欲望,學生的學習能力和思維素質也有很大提高。現代社會在科學技術的影響下變化迅猛,現在學生學習的有的知識或許終身都用不到,甚至很快被遺忘,但科學方法則可以在廣泛的范圍內產生積極的遷移效應。學生能夠自覺地運用科學方法去分析問題、解決問題,這對今后解決其它領域內的問題有著啟迪作用和潛移默化的影響。
參考文獻
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