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初中物理科學(xué)方法模板(10篇)

時(shí)間:2023-07-21 16:49:15

導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇初中物理科學(xué)方法,它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

初中物理科學(xué)方法

篇1

就物理學(xué)科而言,其本身就蘊(yùn)涵著極其豐富的科學(xué)方法,大致可將這些方法歸納為以下四類(lèi):

1.物理方法

物理方法主要包括以下內(nèi)容:理想化、實(shí)驗(yàn)、等效、模型、放大以及觀察等。如薄透鏡、電磁波等,均是按照物理方法建立起來(lái)的理想模型,它們不但是物理知識(shí)構(gòu)筑的基礎(chǔ),同時(shí)也是一種處理物理問(wèn)題的實(shí)用方法。

2.數(shù)學(xué)方法

數(shù)學(xué)方法實(shí)質(zhì)上屬于一種工具,對(duì)于一些較為復(fù)雜的物理問(wèn)題有時(shí)可轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問(wèn)題,再通過(guò)比例法、圖像法、方程法等,可以簡(jiǎn)化物理問(wèn)題的求解過(guò)程。如電阻、密度等物理量的實(shí)驗(yàn)一般使用的都是比例法及圖像法。通過(guò)這兩種方法能夠使學(xué)生更容易掌握物理概念及規(guī)律。

3.邏輯方法

邏輯方法中包括以下內(nèi)容:推理、分類(lèi)、歸納、綜合、分析、類(lèi)比、概括、抽象等,例如,在尋求兩件物品的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)時(shí),運(yùn)用的就是比較法;焦耳定律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律,也都是按照綜合、分析、推理、歸納等,并以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)總結(jié)出來(lái)的。

4.哲學(xué)方法

哲學(xué)方法包括:絕對(duì)相對(duì)、量變質(zhì)變、控制變量法、一般特殊、部分整體、原因結(jié)果、統(tǒng)一對(duì)立等。如,在探究“浮力的影響因素”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中就運(yùn)用了控制變量法,在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)階段,應(yīng)結(jié)合實(shí)際生活中的物理現(xiàn)象對(duì)浮力的影響因素進(jìn)行有根據(jù)的猜想,再以每一個(gè)因素是否與浮力有關(guān)為主題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。在設(shè)計(jì)試驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)突出控制變量法的運(yùn)用,即對(duì)影響浮力的因素和條件施加人為控制,改變某個(gè)變量、保持其他變量不變,測(cè)量并計(jì)算出浮力的大小。

二、初中物理科學(xué)方法教育的意義

1.重視科學(xué)方法教育是當(dāng)前世界科學(xué)教育的趨勢(shì)

現(xiàn)今,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,科技的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,與此同時(shí),教育人士也逐漸認(rèn)識(shí)到,能力的高低主要取決于掌握方法的多少以及對(duì)方法運(yùn)用的熟練程度。因此,教師在進(jìn)行物理教學(xué)中,不僅應(yīng)該讓學(xué)生了解并掌握物理學(xué)的各種現(xiàn)象、概念及規(guī)律,同時(shí)還應(yīng)該讓學(xué)生對(duì)科學(xué)的態(tài)度及方法更加重視。

2.科學(xué)方法教育是新課改的目標(biāo)當(dāng)前

我國(guó)的新課程標(biāo)準(zhǔn)已將科學(xué)方法確定為普通初中物理教學(xué)內(nèi)容中的一部分,這一點(diǎn)較為充分地體現(xiàn)出課改對(duì)科學(xué)方法教育的重視程度。在《普通初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的總目標(biāo)中詳細(xì)闡明:應(yīng)發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法、養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣、能夠運(yùn)用物理知識(shí)及科學(xué)探究方法解決問(wèn)題。

3.科學(xué)方法是形成正確世界觀的基礎(chǔ)

就物理學(xué)而言,其是哲學(xué)及其他自然學(xué)科的基礎(chǔ),這一點(diǎn)決定了學(xué)好物理有利提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。因此,學(xué)生具備科學(xué)的學(xué)習(xí)方法及思維習(xí)慣,不僅能夠有利于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)其他學(xué)科的知識(shí),而且還有利于學(xué)生理解及應(yīng)用唯物論和辯證法,進(jìn)而促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)世界觀的建立。

4.科學(xué)方法教育有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力及科學(xué)素養(yǎng)

科學(xué)方法是遵循教育要面向世界、面向未來(lái)、面向現(xiàn)代化戰(zhàn)略思想的必然要求。從某種意義上講,科學(xué)方法是由各種科學(xué)知識(shí)衍生而來(lái)的,可以說(shuō)它是科學(xué)知識(shí)的延伸,也是對(duì)科學(xué)知識(shí)最好的論證。因此,科學(xué)方法既是學(xué)生掌握物理知識(shí)及訓(xùn)練基本技能的重要途徑,也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、思維及態(tài)度的主要依托。借助科學(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育不僅有利于提高學(xué)生各方面的學(xué)習(xí)能力,同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、初中物理科學(xué)方法教育應(yīng)遵循的原則

1.科學(xué)性原則

《物理課標(biāo)》為物理教學(xué)明確了科學(xué)方法教育目標(biāo),教師應(yīng)依據(jù)新課標(biāo)的要求,在熟悉教材知識(shí)體系的基礎(chǔ)上,認(rèn)真分析教材內(nèi)容,從中挖掘適應(yīng)于物理教學(xué)的科學(xué)方法教育因素。同時(shí)初中物理科學(xué)方法教育必須符合學(xué)生的年齡特點(diǎn)、心理特征以及接受能力,制定可行性強(qiáng)的物理科學(xué)方法教育策略,促使科學(xué)方法教育的內(nèi)容和目標(biāo)更為科學(xué)化。

2.物理科學(xué)方法與物理知識(shí)相結(jié)合的原則

物理科學(xué)知識(shí)及科學(xué)方法均屬于整個(gè)物理教育體系中的一個(gè)分支,而科學(xué)方法則是以知識(shí)為載體的,因此,在進(jìn)行物理科學(xué)方法教學(xué)時(shí),千萬(wàn)不能脫離物理知識(shí)教學(xué),應(yīng)將兩者有機(jī)的結(jié)合在一起。那種忽視物理知識(shí)而僅注重科學(xué)方法的教學(xué)方式,勢(shì)必會(huì)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣。

3.科學(xué)探究原則

學(xué)習(xí)將科學(xué)探究滲透在教學(xué)過(guò)程中,讓學(xué)生在科學(xué)探究時(shí),不僅學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能,體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程,還可以學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法,養(yǎng)成科學(xué)探究的能力,這是科學(xué)方法教學(xué)的一個(gè)途徑,所以,探究教學(xué)的開(kāi)展必須以運(yùn)用物理科學(xué)方法為前提條件,并結(jié)合物理知識(shí)、聯(lián)系生活實(shí)際,以學(xué)生為教學(xué)主體,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以此來(lái)提高教學(xué)效果。

4.隱性為主、顯性為輔的教育原則

物理科學(xué)方法的隱性教育是指在教學(xué)過(guò)程中潛移默化地發(fā)揮物理科學(xué)方法的向?qū)ё饔?,而不要?duì)具體方法進(jìn)行詳細(xì)介紹和闡釋?zhuān)瑢儆跐B透性教育。物理科學(xué)方法的顯性教育是指在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)學(xué)生接受的方式和程度提出科學(xué)方法的名稱(chēng),闡述科學(xué)方法的內(nèi)容、特征以及如何具體運(yùn)用這些方法解決物理問(wèn)題。在初中物理科學(xué)方法教育中應(yīng)實(shí)施隱性教育為主、顯性教育為輔的教育策略,以適應(yīng)初中生現(xiàn)有的思維能力、知識(shí)水平和接受能力。

5.以學(xué)生為主體的原則

新課改中明確指出應(yīng)以學(xué)生為主體進(jìn)行教學(xué)。而科學(xué)方法只有在實(shí)踐中才能得到充分體現(xiàn),因此,在教學(xué)的過(guò)程中,應(yīng)讓學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)的過(guò)程中,不要僅是一味的進(jìn)行理論知識(shí)的灌輸,使學(xué)生只能被動(dòng)地接受,這樣勢(shì)必?zé)o法調(diào)動(dòng)起學(xué)生的主觀能動(dòng)性,教學(xué)效果可想而知。

四、初中物理科學(xué)方法教育實(shí)施的策略

1.初中物理實(shí)驗(yàn)中實(shí)施科學(xué)方法教育

初中物理實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)在物理研究中的不同作用可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探索性實(shí)驗(yàn)、測(cè)量性實(shí)驗(yàn)等。將科學(xué)方法教育運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)親身實(shí)踐去領(lǐng)會(huì)物理知識(shí)和規(guī)律,逐步形成運(yùn)用科學(xué)方法探究新知識(shí)、研究新問(wèn)題的良好習(xí)慣。如在進(jìn)行定滑輪的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師可以從三個(gè)方面進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出定滑輪特點(diǎn),在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滲透了實(shí)驗(yàn)法、比較法、觀察法和理論分析法等科學(xué)方法。第一步,利用幽默的漫畫(huà)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,讓學(xué)生大膽假設(shè),并讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并得出結(jié)論;第二步,指導(dǎo)學(xué)生觀察教師的演示實(shí)驗(yàn),得出定滑輪是等臂杠桿的結(jié)論;第三步,指導(dǎo)學(xué)生用理論分析法,將定滑輪視為變形杠桿,得出使用定滑輪與不使用定滑輪提拉物體的用力大小是相等的,所以定滑輪不省力。

2.在物理學(xué)史教學(xué)中實(shí)施科學(xué)方法教育

在初中物理教學(xué)中穿插物理學(xué)史,不僅可以使學(xué)生深入了解科學(xué)家的思維方式和人格魅力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣,更可以啟發(fā)學(xué)生掌握科學(xué)研究方法。教師在物理課堂教學(xué)中,應(yīng)充分考慮歷史資料與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的相關(guān)性,以及歷史資料本身的吸引力和趣味性,選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)時(shí)機(jī)將科學(xué)方法教育滲透到物理學(xué)史介紹中,從而讓學(xué)生潛移默化接受和感知科學(xué)方法教育。如在《力和運(yùn)動(dòng)》這一章節(jié)教學(xué)中,教師可以講述伽利略是如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反駁亞里士多德認(rèn)為“物體越重,下落越快”的觀念的,從而使學(xué)生了解物理學(xué)家探尋真理的方法和態(tài)度,進(jìn)一步深化對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

篇2

1.引言

掌握物理中的知識(shí)已經(jīng)不是對(duì)學(xué)生的唯一要求,還要培養(yǎng)學(xué)生的有價(jià)值的物理學(xué)習(xí)素養(yǎng),現(xiàn)在有很多學(xué)校已經(jīng)成功改變了教學(xué)方式,使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng),不再單一地被動(dòng)接受講臺(tái)上老師教授的知識(shí),而是大家共同合作,一起探求科學(xué)的內(nèi)涵,彼此互助,更好地達(dá)到學(xué)習(xí)的效果。學(xué)生在新的物理教學(xué)中提高自己的學(xué)習(xí)素養(yǎng),擁有更好的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。在物理學(xué)中逐漸滲透科學(xué)的方法,不再單純地追求答案,而是對(duì)探究過(guò)程提高重視,讓學(xué)生掌握的不僅是物理知識(shí),更重要的是科學(xué)探究的方法,這對(duì)全面推進(jìn)素質(zhì)教育具有極大的促進(jìn)作用。

2.初中物理滲透科學(xué)方法的策略

2.1利用物理基礎(chǔ)知識(shí)

學(xué)生通過(guò)自主探究式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),是初中物理探究教學(xué)的主要內(nèi)容,它作為新課標(biāo)提倡的創(chuàng)新型教學(xué)模式,可以最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。那么在探究式學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)要聯(lián)系科學(xué)方法,就要通過(guò)利用物理基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)現(xiàn)。研究物理問(wèn)題急需科學(xué)的方法,這種方法是學(xué)生獲得知識(shí)的最佳途徑,通過(guò)這樣的科學(xué)方式,可讓學(xué)生更好地理解物理知識(shí)和概念??墒窃俸玫姆绞蕉急仨氂谢A(chǔ)知識(shí)的支撐,這就顯示出了物理基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的重要性,所有的后續(xù)內(nèi)容都必須有基礎(chǔ)知識(shí)的支持,否則就會(huì)難以開(kāi)展。

2.2利用物理實(shí)驗(yàn)

在物理教學(xué)中,大多數(shù)教師為了讓學(xué)生直觀地理解物理概念,都會(huì)在課堂上針對(duì)教學(xué)內(nèi)容,向?qū)W生展示各種物理模型,或者組織學(xué)生參加相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn),以對(duì)物理學(xué)習(xí)起到幫助作用。在探究式物理學(xué)科的教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)同樣是一種很好的輔助方法,學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手操作,處理自己實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù),并一起討論、分析、評(píng)價(jià),最終得出普遍性的規(guī)律,以此幫助學(xué)生更好地理解物理中抽象的概念和知識(shí)。同時(shí),老師與學(xué)生之間也可以有適當(dāng)?shù)臏贤ê徒涣?,所以,老師可以利用這種物理實(shí)驗(yàn)的方式向其滲透科學(xué)方法。下面通過(guò)一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明:物理中有一個(gè)很經(jīng)典的實(shí)驗(yàn),就是證明空氣是可以傳聲的。讓同學(xué)們將完好的一個(gè)電鈴放在一個(gè)密封性很好的容器里,通電之后,外面的人可以非常清晰地聽(tīng)見(jiàn)電鈴發(fā)出的聲音,但是這并不能證明什么,因?yàn)檫€缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn),不能排除其他因素的影響。至于對(duì)照實(shí)驗(yàn),要找出關(guān)鍵的點(diǎn),那就是保持其他因素不變,只是將密封容器內(nèi)的空氣抽出,使其變?yōu)檎婵諣顟B(tài),這時(shí)再接通電源,外界的同學(xué)就無(wú)法聽(tīng)見(jiàn)電鈴的聲音了,可能有的時(shí)候并不能保證容器達(dá)到完全真空,但是隨著內(nèi)部空氣的逐漸減少,電鈴的聲音也跟著變小,經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)仍然得到相同的結(jié)果,那么這樣的結(jié)果就是可信的。這樣經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的對(duì)照和反復(fù)確認(rèn),就可以得出空氣是可以傳聲的,它是聲音的傳輸介質(zhì)。

2.3利用物理現(xiàn)象

物理學(xué)科不僅是一項(xiàng)理解性很強(qiáng)的學(xué)科,還是一個(gè)對(duì)操作能力和實(shí)踐能力都有很高要求的科目,對(duì)它的學(xué)習(xí)方法要保證靈活多樣,這樣才會(huì)使物理學(xué)習(xí)更加有效。對(duì)于探究式的初中物理學(xué)習(xí),看得見(jiàn)的物理現(xiàn)象對(duì)物理問(wèn)題的解釋是最有說(shuō)服力的,通過(guò)對(duì)物理現(xiàn)象的觀察和分析,就會(huì)發(fā)現(xiàn)物理世界的奇妙多彩,也可以用來(lái)對(duì)學(xué)生的猜想加以驗(yàn)證。所以通過(guò)物理現(xiàn)象滲透科學(xué)是直觀可行的,可讓學(xué)生理解物理現(xiàn)象中包含的科學(xué)道理。

舉例來(lái)說(shuō),初中物理中有對(duì)凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)光的折射與反射實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生盡快掌握光的傳播特性,了解這種具體的科學(xué)內(nèi)容,并舉一反三,在之后的學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)使用。做這個(gè)實(shí)驗(yàn)并不需要很多材料,應(yīng)用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的凸透鏡就好,因?yàn)橹岸剂私饬送雇哥R成像的原理。具體實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的部分就是找到它的焦點(diǎn),其實(shí)方法是很簡(jiǎn)單的,在紙上畫(huà)出一個(gè)上下不同的圖案,將凸透鏡先從最接近紙張的距離開(kāi)始觀看鏡下的圖案,剛開(kāi)始圖案是正置的,逐漸將鏡面遠(yuǎn)離紙張,直到鏡下的圖案變?yōu)榈怪玫哪且粋€(gè)高度,量出此時(shí)凸透鏡鏡面到紙張的距離,這段距離的長(zhǎng)度就是此凸透鏡的焦點(diǎn)距離。通過(guò)對(duì)這一現(xiàn)象的觀察,可以讓同學(xué)們更加深入地理解凸透鏡焦距的相關(guān)理論,這一實(shí)驗(yàn)也能證明光是沿直線傳播的。

3.結(jié)語(yǔ)

初中物理教學(xué)要適應(yīng)時(shí)展的需要,不斷在教學(xué)中開(kāi)拓進(jìn)取。在初中物理新式探究學(xué)習(xí)中,要適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生滲透科學(xué)方法,讓他們熟練掌握并使用,這樣學(xué)習(xí)的難度就會(huì)降低很多,慢慢地提高學(xué)生的探究能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,綜合發(fā)展,掌握了這種方法對(duì)他們的后續(xù)物理學(xué)習(xí)有很大的幫助。

參考文獻(xiàn):

篇3

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(wèn)題時(shí)說(shuō)“不存在任何通向幾何學(xué)的不費(fèi)力氣的方法”,因此也有理由這樣說(shuō)“不存在任何通向物理學(xué)的不費(fèi)力氣的方法”。知識(shí)是方法的載體,脫離了知識(shí)科學(xué)方法教育就成了空中樓閣,開(kāi)展科學(xué)方法教育要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,應(yīng)根據(jù)學(xué)生的年齡特征、知識(shí)水平和思維發(fā)展循序漸進(jìn)地進(jìn)行。以下就教育上談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一、初中物理科學(xué)方法教育的兩種方式

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“用科學(xué)探究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)方法原理。”顯性方式是在“進(jìn)行科學(xué)方法教育時(shí),明確指出科學(xué)方法的名稱(chēng),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。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)感性認(rèn)識(shí)不足時(shí),或者對(duì)所研究的問(wèn)題并不占主要地位時(shí)使用。顯性方式重在解決問(wèn)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。這種方式適合于學(xué)生對(duì)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)生解決科學(xué)問(wèn)題的能力時(shí)使用。尤其在初中教育階段,隱性方式教育是非常重要的。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。

二、初中物理科學(xué)方法教育的原則

1.與物理知識(shí)教學(xué)緊密聯(lián)系的原則;物理學(xué)整體是由物理知識(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)的發(fā)展而建立的,在教學(xué)過(guò)程中注重傳授概念、規(guī)律產(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;初中生主要思維特點(diǎn)是在頭腦中可以把事物的形式和內(nèi)容分開(kāi),可以離開(kāi)具體事物,根據(jù)假設(shè)事件進(jìn)行邏輯推演,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,并不需要把各種科學(xué)思維方法傳授給學(xué)生。

3.長(zhǎng)期性原則;科學(xué)方法教育是科學(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)方法許多都是隱含的,科學(xué)方法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(zhuān)門(mén)講這些方法,只是在講相關(guān)概念、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(jué)不自覺(jué)地學(xué)到一些科學(xué)方法。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。

4.促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為本的原則;現(xiàn)代認(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。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(kāi)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。

三、初中物理科學(xué)方法培養(yǎng)的主要方式

物理體系自身包含著豐富的科學(xué)方法,總的說(shuō)來(lái),這些科學(xué)方法大致可以分為四類(lèi),那就是:物理方法、數(shù)學(xué)方法、邏輯方法、非邏輯方法。所以培養(yǎng)方法也有很多種.

1.在學(xué)生親自體驗(yàn)中培養(yǎng)科學(xué)方法;物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),極有利于學(xué)生親身體驗(yàn)。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,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(méi)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(méi)到100攝氏度時(shí),水“內(nèi)部與表面”就開(kāi)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。

篇4

其實(shí)做任何事情都要講究方法。方法對(duì)頭,才能事半功倍。有人問(wèn)到愛(ài)因斯坦成功的秘訣時(shí),他給我們總結(jié)了一個(gè)公式:成功=艱苦的勞動(dòng) +正確的方法+少說(shuō)空話。由此可見(jiàn),“正確的科學(xué)的方法”是一個(gè)十分重要的因素,也是成功的必備條件。

科學(xué)方法教育的內(nèi)容和意義

物理科學(xué)方法教育是指在物理教學(xué)中,有目的、有意識(shí)、有步驟地滲透和傳授物理科學(xué)研究方法,使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練,逐步地掌握最基本、最主要的物理科學(xué)方法。

物理教師在現(xiàn)代教育背景下,初中物理教學(xué)中,應(yīng)注重進(jìn)行科學(xué)方法教育,其意義在于:

(一)科學(xué)方法教育能有效提高學(xué)生各項(xiàng)基本素質(zhì)

方法即是為了解決某一具體物理問(wèn)題從理論或?qū)嶋H生活上所采取的方式或手段。學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí),也能學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)取得物理知識(shí)的方法。在這樣的長(zhǎng)期教育的熏陶下,科學(xué)方法的實(shí)施必然有利于發(fā)展學(xué)生的智力,增長(zhǎng)學(xué)生的智慧。通過(guò)科學(xué)方法教育,學(xué)生將來(lái)借鑒學(xué)到的卓有成效的方法再去探索未知領(lǐng)域中的新問(wèn)題。

(二)科學(xué)方法教育可以促使學(xué)生思想品德的健康成長(zhǎng)及科學(xué)的正確的世界觀的形成

科學(xué)家成功的方法中閃耀著熱愛(ài)科學(xué)、無(wú)私奉獻(xiàn)的思想光輝,同時(shí)也體現(xiàn)著辯證唯物主義世界觀的思想觀點(diǎn)。如觀察物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法教育就可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度;那么在物理課后實(shí)踐的科學(xué)方法教育中,就體現(xiàn)出實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一標(biāo)準(zhǔn)的重要思想。

初中物理教學(xué)中如何正確實(shí)施科學(xué)方法教育

在初中物理的教學(xué)過(guò)程中,不同的版塊,模塊,知識(shí)點(diǎn),采用的方法也有所不同,更重要的是如何讓學(xué)生通過(guò)科學(xué)方法的學(xué)習(xí),再利用科學(xué)的方法來(lái)解決具體實(shí)際問(wèn)題,為此,針對(duì)不同的物理情景應(yīng)采用不同的教學(xué)方法。

1.實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法

(1)實(shí)驗(yàn)探索法

實(shí)驗(yàn)探索法就是根據(jù)物理規(guī)律的自身特點(diǎn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),分析,總結(jié),歸納出有關(guān)的物理規(guī)律。

例如在動(dòng)能的影響因素試驗(yàn)教學(xué)中,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索動(dòng)能與速度的關(guān)系以及質(zhì)量的關(guān)系.使學(xué)生得出:在質(zhì)量一定的條件下,物體動(dòng)能與速度平方成正比;在速度一定的條件下,物體動(dòng)能與質(zhì)量成正比的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,教師指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系,從而得出動(dòng)能與哪些因素有關(guān)。

采用實(shí)驗(yàn)探索法,不僅能使學(xué)生將實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái),而且理解深刻、記憶牢固,還能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣,更重要是也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力,可謂一舉多得。

(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法是采用證明的方式論證物理實(shí)驗(yàn)及規(guī)律的方法,從而使學(xué)生理解和掌握物理原理,物理規(guī)律。其方法是先結(jié)合書(shū)本物理知識(shí)點(diǎn),結(jié)合實(shí)驗(yàn),提出物理問(wèn)題,將有關(guān)物理規(guī)律告訴學(xué)生,然后教師和學(xué)生一起通過(guò)觀察分析現(xiàn)象、總結(jié)結(jié)論,論證物理規(guī)律。

如在“驗(yàn)證杠桿的平衡條件”的教學(xué)中,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證杠桿的平衡條件,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行理論探討,得出杠桿平衡條件的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法的最突出特點(diǎn)是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程非常主動(dòng)。這是因?yàn)樵隍?yàn)證物理實(shí)驗(yàn)規(guī)律時(shí),學(xué)生已知物理實(shí)驗(yàn)有關(guān)問(wèn)題的答案,對(duì)于接下來(lái)的學(xué)習(xí)目的及方法已經(jīng)非常清楚,所以更加有的放矢,目的性強(qiáng)。

(3)實(shí)驗(yàn)演示法

實(shí)驗(yàn)演示法就是物理教師通過(guò)課前準(zhǔn)備典型物理實(shí)驗(yàn),上課展示,由學(xué)生觀察,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,師生共同分析、歸納,總結(jié)出有關(guān)的物理規(guī)律,物理結(jié)論。

如在“歐姆定律”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,可采用如下的方法:

①研究方法:控制變量法。當(dāng)電阻R一定時(shí),研究電流I與電壓U的關(guān)系。當(dāng)電壓U相同時(shí),研究電流I與電阻R的關(guān)系;

②通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)找出I與U和R的關(guān)系。這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析做出兩函數(shù)圖象:I-U圖像I-R圖象.通過(guò)學(xué)生對(duì)兩幅圖的分析結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)得出正反比關(guān)系。由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:當(dāng)R一定時(shí),I與U成正比;當(dāng)U一定時(shí),I與R成反比。

③根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析得出歐姆定律。這種方法要充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)在物理課堂中的核心作用,大大增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的效果。

2.理想規(guī)律的教學(xué)方法

理想規(guī)律是在物理事實(shí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)合理推理至理想情況而總結(jié)出的物理規(guī)律。因此在教學(xué)中應(yīng)用“合理推理法”。如在聲音的傳播條件的物理教學(xué)中,將手機(jī)放入廣口瓶?jī)?nèi),蓋緊瓶塞,通過(guò)抽氣機(jī)不斷從瓶中往外界抽氣,要引導(dǎo)學(xué)生分析手機(jī)的鈴聲與空氣濃度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)隨著空氣越來(lái)越稀薄,聽(tīng)到的手機(jī)鈴聲越來(lái)越小。如果推理到真空沒(méi)有空氣的情況下,即使手機(jī)在廣口瓶不停振動(dòng),外界也聽(tīng)不到手機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的聲音,從而總結(jié)聲音傳播需要介質(zhì)。

3.理論規(guī)律的教學(xué)方法

理論規(guī)律是由學(xué)生已經(jīng)掌握的物理規(guī)律經(jīng)過(guò)推導(dǎo),得出的新的物理規(guī)律.因此,在物理理論教學(xué)中應(yīng)用“理論推導(dǎo)法”。

如在初中物理“機(jī)械功,功率”的教學(xué)中,教師提出問(wèn)題功率概念及表達(dá)式時(shí),功率指物體單位時(shí)間內(nèi)所做的功。請(qǐng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),根據(jù)物理概念確定動(dòng)率表達(dá)式。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下,根據(jù)速度的概念及表達(dá)式v=S/t,都能運(yùn)用“理論推導(dǎo)法”“類(lèi)比法”推導(dǎo)出P=W/t數(shù)學(xué)表達(dá)式。

4.探索物理規(guī)律的教學(xué)方法

篇5

在初中物理教學(xué)中有意識(shí)地以科學(xué)方法教育為線索組織教學(xué)過(guò)程,讓學(xué)生在科學(xué)方法的引導(dǎo)下主動(dòng)的去獲取知識(shí),能夠既讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲得過(guò)程有切身的體驗(yàn),從而加深對(duì)知識(shí)的理解,同時(shí)又能受到科學(xué)方法的熏陶,逐步掌握這些方法.這不僅對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科,而且對(duì)于學(xué)習(xí)其它學(xué)科和以后的工作、學(xué)習(xí)都會(huì)產(chǎn)生良好的影響.

2 初中物理教學(xué)中涉及的科學(xué)方法

2.1 類(lèi)比法

就是根據(jù)兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象有某些共有的,相同或相似的屬性,推出一個(gè)對(duì)象可能具有另一個(gè)或另一類(lèi)對(duì)象已經(jīng)具有的屬性.它是借助于事物之間的相似性,通過(guò)比較將一種已經(jīng)掌握的特殊對(duì)象的知識(shí)推移到另一種新的特殊對(duì)象中去的研究方法.如初中物理中將電壓與水壓類(lèi)比;將功率的概念與速度的概念類(lèi)比等等.

2.2 觀察和實(shí)驗(yàn)的方法

觀察和實(shí)驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象和規(guī)律的重要手段.所謂觀察是指人們對(duì)物理現(xiàn)象在自然發(fā)生的條件下進(jìn)行考察的一種方法;而實(shí)驗(yàn)則是人們根據(jù)研究的目的,利用科學(xué)儀器、設(shè)備,設(shè)法控制或模擬物理現(xiàn)象或物理過(guò)程,忽略次要因素,突出主要因素,在最有利的條件下研究自然規(guī)律的方法.由于物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),因此,觀察和實(shí)驗(yàn)一直貫穿在學(xué)生學(xué)習(xí)物理過(guò)程的始終.

2.3 數(shù)學(xué)方法

數(shù)學(xué)是定量化的工具,是表達(dá)物理規(guī)律的最簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言.初中物理教學(xué)中對(duì)數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用主要體現(xiàn)在:一是用兩個(gè)或多個(gè)物理量之比來(lái)表示一個(gè)新的物理量,即用比值法定義物理量.如速度v= s/t、密度ρ=m/V、功率P=W/t等等.二是常用圖線、圖象描述物理概念、物理過(guò)程和物理規(guī)律,其優(yōu)點(diǎn)是形象、直觀,動(dòng)態(tài)過(guò)程清楚.如力的圖示、晶體的熔化圖象等等.

另外,在初中物理教學(xué)中還經(jīng)常涉及到分析與綜合的方法、 歸納與演繹的方法、科學(xué)想象的方法、等效替代的方法、轉(zhuǎn)換的方法等等.

3 初中物理教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育的原則

3.1 滲透性原則

在初中物理教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育,應(yīng)滲透在物理教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中,而不能脫離教材去簡(jiǎn)單說(shuō)教.因此教師備課時(shí),要注意充分挖掘教材,精心設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程,把科學(xué)方法教育滲透在物理知識(shí)教學(xué)和能力培養(yǎng)之中,讓學(xué)生在收獲知識(shí)的同時(shí),也能受到相應(yīng)的科學(xué)方法教育.

3.2 循序漸進(jìn)的原則

初中物理教學(xué)中的科學(xué)方法教育,要根據(jù)教材的需要,結(jié)合學(xué)生的年齡、心理特征,循序漸進(jìn)的進(jìn)行.初中生剛開(kāi)始學(xué)習(xí)物理,應(yīng)著重進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)方法的教育,而對(duì)于分析、比較,歸納、概括等思維方法的訓(xùn)練,則應(yīng)在教師的指導(dǎo)下逐步進(jìn)行.

3.3 形式多樣的原則

在初中物理教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育,應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,采取多種形式,靈活多樣的進(jìn)行.既可以貫穿在知識(shí)教學(xué)中,也可以穿插在習(xí)題講解中;既可以在知識(shí)教學(xué)中,畫(huà)龍點(diǎn)睛的說(shuō)明,又可以隱含在教學(xué)中,通過(guò)教師的示范作用,對(duì)學(xué)生起到潛移默化的熏陶作用.

4 初中物理教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育的途徑

4.1 在物理知識(shí)教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育

物理知識(shí)教學(xué)是教學(xué)過(guò)程的中心環(huán)節(jié)之一.在知識(shí)教學(xué)中要充分利用觀察、實(shí)驗(yàn),或在回顧生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已掌握的事實(shí)通過(guò)分析、歸納、概括出基本概念和基本規(guī)律,從而獲取物理知識(shí).在這一過(guò)程中,不僅要重視得出科學(xué)的結(jié)論,更要注意讓學(xué)生感受到物理學(xué)家的物理思想和研究方法.

如在歐姆定律的教學(xué)中,通過(guò)回顧以前學(xué)過(guò)的電流、電壓、電阻的概念,讓學(xué)生猜想它們之間的關(guān)系,然后設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),接著引導(dǎo)學(xué)生分析表格中的數(shù)據(jù)或根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的圖象,歸納出在電阻一定時(shí),電流和電壓的關(guān)系;以及在電壓一定時(shí),電流和電阻的關(guān)系.從而概括出歐姆定律,并給出數(shù)學(xué)表達(dá)式I=U/R.顯然本實(shí)驗(yàn)采用了多種科學(xué)研究方法.象這樣進(jìn)行知識(shí)教學(xué),就能夠在傳授知識(shí)的同時(shí),使學(xué)生感受到科學(xué)方法在建立概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律中的作用,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生自覺(jué)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的積極性.

4.2 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育

物理實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)的重要組成部分.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)利用演示實(shí)驗(yàn)中的言傳身教從方法上給予啟發(fā)、引導(dǎo)和示范;在分組實(shí)驗(yàn)中可以讓學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)、分析歸納等親自體會(huì)科學(xué)方法;而在課外實(shí)驗(yàn)中則要讓學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法分析解決實(shí)際問(wèn)題、進(jìn)行積極的自主探究.

如在探究決定導(dǎo)體電阻大小的因素時(shí),作為分組實(shí)驗(yàn)可先引導(dǎo)學(xué)生猜想電阻的大小可能和導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積等因素有關(guān).再引導(dǎo)學(xué)生分析出,要探究電阻的大小與長(zhǎng)度是否有關(guān),就應(yīng)該控制導(dǎo)體材料、橫截面積都相同,進(jìn)而選取器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),然后再分析得出結(jié)論.類(lèi)似地可探究電阻的大小與導(dǎo)體材料、橫截面積的關(guān)系,從而歸納出決定導(dǎo)體電阻大小的因素.這樣就讓學(xué)生在探究過(guò)程中親自體會(huì)到了進(jìn)行研究和學(xué)習(xí)的基本科學(xué)方法.

4.3 在習(xí)題教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育

在習(xí)題教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育,主要是訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維方法,提高思維能力和分析解決問(wèn)題的能力.因此,教師要站在科學(xué)方法論的高度,認(rèn)真研究新題型,并進(jìn)行分析歸類(lèi),加強(qiáng)例題教學(xué)的示范性,從而充分利用習(xí)題,對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練.通過(guò)讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題中運(yùn)用科學(xué)方法,能夠更直接地感受到學(xué)習(xí)科學(xué)方法的意義.

篇6

在科技迅猛發(fā)展、科技競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天,教育人士已普遍認(rèn)識(shí)到,能力的高低在一定程度上,表現(xiàn)為掌握方法的多少和熟練程度。因此,物理教學(xué)中既應(yīng)讓學(xué)生掌握物理學(xué)的概念和規(guī)律,更應(yīng)讓學(xué)生重視科學(xué)的態(tài)度和科學(xué)的方法。

2.科學(xué)方法教育是新課程改革的目標(biāo)

《普通初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的總目標(biāo)之一是:“學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法、發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力、養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣、能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決一些問(wèn)題?!毙抡n程標(biāo)準(zhǔn)把科學(xué)方法確定為普通初中物理教學(xué)內(nèi)容的一部分,充分體現(xiàn)了新課程改革對(duì)科學(xué)方法教育的重視。

3.掌握了科學(xué)方法才能形成正確的世界觀

物理學(xué)是其他自然科學(xué)和哲學(xué)的基礎(chǔ),物理科學(xué)方法必然與世界觀密切相關(guān)。學(xué)習(xí)物理科學(xué)方法有助于學(xué)生更好地學(xué)習(xí),理解和應(yīng)用唯物論和辯證法,促進(jìn)科學(xué)世界觀的建立。

4.科學(xué)方法教育是提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑

科學(xué)方法與科學(xué)知識(shí)相伴而生,是學(xué)生掌握物理知識(shí)和訓(xùn)練基本技能的重要手段,是培養(yǎng)科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的主要依托。在中學(xué)物理教學(xué)中開(kāi)展科學(xué)方法教育是物理教學(xué)深化改革的需要,也是遵循教育要面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來(lái)戰(zhàn)略思想的必然要求。

二、物理學(xué)中科學(xué)方法的內(nèi)容

初中物理知識(shí)內(nèi)容豐富,物理問(wèn)題千變?nèi)f化,它所包含的科學(xué)方法也是多方面的,主要有以下幾種:

1.物理方法

物理方法包括觀察、實(shí)驗(yàn)、模型、理想化、等效、放大、控制變量等。例如:電磁波、薄透鏡等,都是以物理方法建立起來(lái)的理想模型,這些模型既是構(gòu)筑物理知識(shí)大廈的基礎(chǔ),也是處理物理問(wèn)題的一種方法。

2.?dāng)?shù)學(xué)方法

數(shù)學(xué)方法作為一種工具,在表達(dá)物理規(guī)律、處理物理問(wèn)題等方面,有其獨(dú)到的功能,有時(shí)將物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題,適當(dāng)運(yùn)用代數(shù)中的等式、比例、數(shù)列的性質(zhì)、幾何圖象、矢量圖解、角知識(shí)等,能使問(wèn)題的求解變得簡(jiǎn)單方便。實(shí)驗(yàn)后處理數(shù)據(jù)時(shí),運(yùn)用圖象方法,恰當(dāng)?shù)剡x擇縱軸和橫軸表示的物理量,可以使圖線反映的物理意義更形象、直觀。

3.邏輯方法

邏輯方法包括比較、分類(lèi)、類(lèi)比、推理、分析、綜合、歸納、演繹、抽象、概括等,物理學(xué)中的很多規(guī)律,如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、焦耳定律等,都是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),運(yùn)用分析、綜合、推理和歸納總結(jié)出來(lái)的。

4.哲學(xué)方法

哲學(xué)方法包括對(duì)立統(tǒng)一、量變質(zhì)變、肯定否定、絕對(duì)相對(duì)、現(xiàn)象本質(zhì)、形式內(nèi)容、特殊一般、原因結(jié)果、部分整體等。

三、中學(xué)物理科學(xué)方法教育的實(shí)施策略

1.通過(guò)物理學(xué)史進(jìn)行科學(xué)方法教育

物理學(xué)發(fā)展史就是一部科學(xué)方法論發(fā)展史,在物理教學(xué)中插入物理學(xué)史,可使學(xué)生們領(lǐng)略到科學(xué)家的人格魅力及思維方法,從而培養(yǎng)學(xué)生追求真理的美好心靈,啟發(fā)學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法。教師應(yīng)充分發(fā)揮課堂教學(xué)的主渠道作用,在物理教學(xué)中把握好史料與教學(xué)內(nèi)容的緊密性、史料本身的趣味性,適時(shí)地把科學(xué)方法教育滲透到史料介紹之中,讓學(xué)生潛移默化地獲得科學(xué)方法的教育和熏陶。盧瑟福在1911年提出了“原子結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)系模型”的新假說(shuō),這個(gè)假說(shuō)確立了原子的基本結(jié)構(gòu)。按照經(jīng)典的電磁學(xué)理論,電子在圍繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)將會(huì)不斷地發(fā)射出電磁波,從而喪失能量,最后掉到原子核里。玻爾從光量子理論中得到啟發(fā),突破了經(jīng)典物理學(xué)的局限,在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上提出了進(jìn)一步的假說(shuō),電子圍繞原子核所做的圓周運(yùn)動(dòng)本身是量子化的,即電子只能分立在不連續(xù)的固定軌道上運(yùn)動(dòng)。電子在不同軌道之間的躍遷導(dǎo)致原子光譜的發(fā)射。這段史料的插入,不但深入了知識(shí)的學(xué)習(xí),更深化了方法的教育。

2.通過(guò)物理概念、規(guī)律滲透科學(xué)方法教育

在概念的教學(xué)中,教會(huì)學(xué)生形成概念的方法,從提出問(wèn)題到經(jīng)過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)(直接感官)、分析、比較(抽象思維),最后演繹出概念。在物理規(guī)律的教學(xué)中,建立形成規(guī)律的方法,從已有概念、規(guī)律到提出假設(shè),再邏輯推理、實(shí)驗(yàn)最后形成規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方法。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,抓住概念、規(guī)律與方法的結(jié)合點(diǎn),以具體的教學(xué)內(nèi)容為依托,采用不同的教學(xué)方法和手段,適時(shí)點(diǎn)撥,通過(guò)概念的形成、規(guī)律的得出、模型的建立、知識(shí)的運(yùn)用等,讓學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)掌握不同的科學(xué)方法。

3.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)方法教育

物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),探究實(shí)驗(yàn)是加強(qiáng)科學(xué)方法教育的有效途徑。教學(xué)中要注重把教材上的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生探索實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)親身實(shí)踐去領(lǐng)會(huì)科學(xué)家們研究問(wèn)題的科學(xué)方法,內(nèi)化為自己的思維和行為方式,培養(yǎng)他們用科學(xué)方法主動(dòng)探求新知識(shí)、研究新問(wèn)題的習(xí)慣和能力。

4.通過(guò)練習(xí)、復(fù)習(xí)強(qiáng)化科學(xué)方法教育

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“比較”是人們常用的思維方法,是找出事物之間的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維方法,通過(guò)事物間相同特征或相異特征的比較,提示事物的本質(zhì)和區(qū)別。人們認(rèn)識(shí)事物往往是從區(qū)別事物的本質(zhì)特征開(kāi)始的。而要區(qū)別就要有比較,有比較才有鑒別。事物之間在現(xiàn)象上和本質(zhì)上都存在著同一性和差異性?,F(xiàn)象上的同一和差異一般來(lái)說(shuō)是容易識(shí)別的,而本質(zhì)上的同一和差異就不那么容易識(shí)別。物理學(xué)中有許多物理思維和物理規(guī)律具有可比性,運(yùn)用比較法可幫助學(xué)生接受新概念并加深對(duì)概念的理解,尤其在復(fù)習(xí)課上運(yùn)用,能使知識(shí)融會(huì)貫通,開(kāi)拓學(xué)生的思維,并培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。在物理教學(xué)中,既要求學(xué)生找出差異性極大的物理現(xiàn)象或物理概念之間本質(zhì)上的共同點(diǎn),又要求學(xué)生找出表面上極為相似的物理現(xiàn)象和物理概念之間本質(zhì)上的差異。

比較法教學(xué)對(duì)于學(xué)生的概念學(xué)習(xí)有所幫助,比較實(shí)驗(yàn)可以加強(qiáng)直觀教學(xué),有助于學(xué)生建立概念,理解規(guī)律,突破難點(diǎn)。例如,為了證明大氣壓的存在,可用一只底部開(kāi)有小圓孔的塑料杯子,用右手手指按住小圓孔,在杯口向上時(shí)將塑料杯里盛滿水,用紙片把杯口蓋嚴(yán),左手按住紙片把杯子倒過(guò)來(lái)使杯口向下,放開(kāi)左手后,紙片不會(huì)掉下來(lái),杯子里的水也不會(huì)流出來(lái)。這時(shí),有學(xué)生認(rèn)為“紙片是被水粘住了”,然后老師拿掉按住小圓孔的右手指,結(jié)果紙片掉下來(lái)了,水也流出來(lái)了。這樣通過(guò)手指按住小圓孔和不按住小圓孔兩次實(shí)驗(yàn)的比較,使學(xué)生觀察到兩次實(shí)驗(yàn)中紙片都與水接觸,所不同的是后一次實(shí)驗(yàn)是杯底與大氣相通。從而解除了“紙片是被粘住了”的誤解。提高了“大氣壓存在”這個(gè)結(jié)論的可信度。

2.假設(shè)法

物理解題中的假設(shè),從內(nèi)容要素看有參量假設(shè)、現(xiàn)象假設(shè)和過(guò)程假設(shè)等,從運(yùn)用策略看有極端假設(shè)、反面假設(shè)和等效假設(shè)等,利用假設(shè),我們可以方便地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、推理、判斷,恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用假設(shè),可以起到化拙為巧、化難為易的效果。

假設(shè)法的運(yùn)用,不僅為快捷解題提供了便利,更為培養(yǎng)創(chuàng)新能力開(kāi)辟了途徑。但是,要正確恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用假設(shè)法,必須深刻把握其“設(shè)而不假”的關(guān)鍵要領(lǐng),即假設(shè)的內(nèi)涵與問(wèn)題本身并不矛盾。否則,就會(huì)造成“失之毫厘,謬以千里”的后果。

3.控制變量法

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一、物理課程的開(kāi)放式教學(xué)首先要從教學(xué)內(nèi)容的開(kāi)放做起

通過(guò)調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容使得物理教學(xué)內(nèi)容更加貼近學(xué)生的日常生活,將整個(gè)物理教學(xué)貫穿于學(xué)生的日常生活當(dāng)中。因?yàn)槲锢磉@門(mén)學(xué)科本身就是探究日常生活、自然以及事物之間關(guān)系的,所以在物理教學(xué)課程內(nèi)容的選擇上要更加強(qiáng)調(diào)開(kāi)放性,使得教學(xué)內(nèi)容不再受制于教材和書(shū)本,能夠熟練地將教材作為一種而不是唯一的教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué)的交叉式切入,從而不斷提高和充實(shí)物理課程的教學(xué)內(nèi)容。只有這樣才能從不同角度上來(lái)分析,才能實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段的學(xué)生得到符合自己學(xué)習(xí)要求的提升,從而使得整個(gè)課堂的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量都能得到明顯的提高。在進(jìn)行開(kāi)放式的物理教學(xué)時(shí),可以選擇具有特色的教學(xué)內(nèi)容,如,在人數(shù)較多的班級(jí)內(nèi)可以選擇分組討論實(shí)踐的方式進(jìn)行學(xué)習(xí),通過(guò)給各組分配不同的任務(wù)進(jìn)行比賽,以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,從而使得學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生更加濃厚的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。

二、要對(duì)傳統(tǒng)封閉的教學(xué)形式進(jìn)行開(kāi)放式改革

通過(guò)更加開(kāi)放的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)。開(kāi)放式教學(xué)可以采用師生互動(dòng)的教學(xué)形式進(jìn)行教學(xué),改變了傳統(tǒng)封閉教學(xué)教師為教學(xué)的唯一主體教學(xué)條件,在這種教學(xué)形式下可以讓成績(jī)比較好或者表達(dá)能力比較強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)行教育,通過(guò)學(xué)生教學(xué)生的方式能

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在科學(xué)探究的學(xué)習(xí)過(guò)程中,猜想這一步驟有著舉足輕重的地位,它是物理智慧中最活躍的成分,對(duì)學(xué)生猜想能力的培養(yǎng)起著重要的促進(jìn)作用,也是物理探究過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),而且猜想決定了科學(xué)探究的方向。因此,在物理教學(xué)的過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)合理地猜想就顯得格外重要。

首先,猜想要有一定的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)作為基礎(chǔ)。在進(jìn)行科學(xué)猜想能力方面的教學(xué)時(shí),可先針對(duì)問(wèn)題讓學(xué)生展開(kāi)想象的翅膀,鼓勵(lì)學(xué)生把所有可能的情況都大膽地說(shuō)出來(lái),然后讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)逐一進(jìn)行分析,想想生活中有哪些事實(shí)支持它,它和已有知識(shí)是否一致,排除那些與經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)相矛盾的想法,留下的就可能是科學(xué)的猜想了,沒(méi)有一定的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),猜想恐怕只能是無(wú)本之木,無(wú)源之水。所以在教學(xué)中為了避免學(xué)生胡猜亂想,讓學(xué)生說(shuō)出猜想的理由、事實(shí)依據(jù)是有效地避免課堂混亂的手段,也是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的方法之一。

另外,教師引導(dǎo)學(xué)生猜想要注意把握好方向性。在學(xué)生的自主探究過(guò)程中,教師的引導(dǎo)可以起到畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。由于課堂教學(xué)的時(shí)間和器材,以及學(xué)生的知識(shí)的限制,我們不可能將學(xué)生講的、說(shuō)的一一進(jìn)行探究,必須進(jìn)行去粗取精、去偽存真,才能讓探究過(guò)程順利完成。

例如在猜想動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)的時(shí)候,學(xué)生猜想到的因素可能有質(zhì)量、速度、重力、斜面坡度、高度,等等,特別應(yīng)該注意要讓學(xué)生說(shuō)出猜想的理由和依據(jù),要能舉出相關(guān)的實(shí)例來(lái)證明。然后教師引導(dǎo)學(xué)生把其中類(lèi)似的因素歸為一類(lèi),即質(zhì)量和重力可以歸為質(zhì)量這個(gè)因素,斜面坡度、高度、速度都可歸為速度這個(gè)因素。這樣就把動(dòng)能大小歸納猜想為與質(zhì)量和速度這兩個(gè)因素有關(guān)。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)前面學(xué)習(xí)過(guò)的牛頓第一定律實(shí)驗(yàn),可以知道要控制物體到達(dá)斜面上的速度相同,必須控制物體從斜面上滑下的高度相同。然后通過(guò)控制變量的研究方法,這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)就不難完成了。在完成實(shí)驗(yàn)后,教師可補(bǔ)充做一個(gè)實(shí)驗(yàn),即把質(zhì)量和速度分別增大一倍,觀察木塊被推動(dòng)的距離,來(lái)判斷質(zhì)量和速度這兩個(gè)因素中到底哪一個(gè)因素對(duì)動(dòng)能的影響更大,這樣為到高中的繼續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

二、控制變量法

“控制變量法”是初中物理中常用的探究問(wèn)題的科學(xué)方法。由于影響物理研究對(duì)象的因素在許多情況下并不是單一的,而是多種因素相互交錯(cuò)、共同起作用的,因此要想精確地把握研究對(duì)象的各種特性,弄清事物變化的原因和規(guī)律,必須人為地制造一些條件,便于問(wèn)題的研究。例如當(dāng)一個(gè)物理量與幾個(gè)因素有關(guān)時(shí),我們一般是分別研究這個(gè)物理量與各個(gè)因素之間的關(guān)系,再進(jìn)行綜合分析得出結(jié)論。這樣就必須在研究物理量同其中一個(gè)因素之間的關(guān)系時(shí),將另外幾個(gè)因素人為地控制起來(lái),使它們保持不變,以便觀察和研究該物理量與這個(gè)因素之間的關(guān)系。這就是“控制變量”的方法。

初中物理用到控制變量法的實(shí)驗(yàn)有:影響聲音的音調(diào)、響度等的因素有哪些?蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關(guān)?導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)?導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系,電熱的大小與哪些因素有關(guān)?影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有哪些?研究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)?研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向與哪些因素有關(guān)?力的作用效果與哪些因素有關(guān)?影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素有哪些?影響壓力作用效果的因素有哪些?研究液體的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)?研究浮力的大小與哪些因素有關(guān)?研究動(dòng)能或勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)?研究物體吸引熱量的多少與哪些因素有關(guān)?等等。

控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學(xué)方法。通過(guò)控制變量法,可以讓我們很方便地研究出某個(gè)物理量與多個(gè)因素之間的定性或定量關(guān)系,從而能得出普遍的規(guī)律。

三、轉(zhuǎn)換法

所謂“轉(zhuǎn)換法”,主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見(jiàn)、不易見(jiàn)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)、易見(jiàn)的現(xiàn)象;將陌生、復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡(jiǎn)單的問(wèn)題;將難以測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量的方法。

例如,在研究電熱的功率與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,電流通過(guò)阻值不等的兩根電阻絲產(chǎn)生的熱量無(wú)法直接觀測(cè)和比較,而我們通過(guò)轉(zhuǎn)換為讓煤油吸熱,觀察煤油溫度變化情況,從而推導(dǎo)出哪個(gè)電阻放熱多。進(jìn)而再問(wèn):該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癫挥妹河投挠闷渌绞絹?lái)觀察電阻通電后的發(fā)熱情況?這樣促使學(xué)生思維得以發(fā)散,轉(zhuǎn)換的思維方法得到訓(xùn)練,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力也隨著提高了。

初中物理中有很多地方都用到了轉(zhuǎn)換法的原理。研究物體升溫吸熱的多少與哪些因素有關(guān)時(shí),可通過(guò)觀察放入其中的相同電熱器加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)判斷吸熱多少。利用擴(kuò)散現(xiàn)象來(lái)研究分子的運(yùn)動(dòng)及分子運(yùn)動(dòng)的快慢。研究動(dòng)能或勢(shì)能大小時(shí)通過(guò)觀察運(yùn)動(dòng)的小球推動(dòng)紙盒移動(dòng)距離的大小或是木樁被打入地下的深度,來(lái)推斷動(dòng)能和勢(shì)能的大小。研究力、電流、磁場(chǎng)時(shí),由于它們都是看不見(jiàn)摸不著的東西,我們可以利用力所產(chǎn)生的效果、電流產(chǎn)生的各種效應(yīng)、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)來(lái)研究它們。比如可以通過(guò)泡沫塑料凹陷的程度來(lái)知道壓力的作用效果大小,用燈光的亮度來(lái)感知電流的大小、用電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)來(lái)判斷其磁性強(qiáng)弱。將光在透明空氣中的傳播轉(zhuǎn)換為在煙或水霧中的傳播來(lái)觀察光的傳播方向。

四、理想化方法

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1 控制變量法

在多個(gè)因素同時(shí)存在的物理實(shí)驗(yàn)中,先考察其中一個(gè)因素對(duì)研究問(wèn)題的影響,而保持其他因素不變的實(shí)驗(yàn)方法叫控制變量法.這種方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格上的反映為某兩次試驗(yàn)只有一個(gè)條件不同,若兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同則與該條件有關(guān),否則無(wú)關(guān).反之,若要研究的問(wèn)題是物理量與某一因素是否有關(guān),則應(yīng)只使該因素不同,而其他因素均應(yīng)相同.

控制變量法是最常用的實(shí)驗(yàn)方法之一.在對(duì)多個(gè)因素同時(shí)起作用的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,我們都要用到控制變量法.例如,在著名的“歐姆定律”實(shí)驗(yàn)中.歐姆雖然事先知道,電壓和電阻的變化都會(huì)影響到電流的變化.但如果電路中的電流發(fā)生了變化,到底是由電壓變化引起的還是由電阻變化引起的呢?歐姆認(rèn)為如果能控制電壓不變,那么電流的變化就是由電阻的變化引起的;如果能控制電阻不變,那么電流的變化就是由電壓的變化引起的.他的實(shí)驗(yàn)思路是控制變量法應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)探究的一個(gè)典型的范例.正因?yàn)闅W姆選擇了正確的實(shí)驗(yàn)方法,再加上他十年的不懈努力,最終在電學(xué)方面做出了巨大的貢獻(xiàn),電阻的單位也用他的名字命名.

又如:(1)在研究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)時(shí),為了研究方便采用控制變量法.即每次挑選兩根合適的導(dǎo)線,測(cè)出它們的電阻,然后比較,最后得出結(jié)論.為了研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)選用材料橫截面相同的導(dǎo)線,為了研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,應(yīng)選用兩根導(dǎo)線的長(zhǎng)度和橫截面相同的導(dǎo)線,為了研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體橫截面的關(guān)系,應(yīng)選用兩根導(dǎo)線的材料和長(zhǎng)度相同的導(dǎo)線;(2)在研究影響力的作用效果的因素;(3)研究影響液體蒸發(fā)快慢的因素;(4)研究決定液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素;(5)研究決定動(dòng)能,勢(shì)能大小的因素;(6)研究影響琴弦發(fā)聲的音調(diào)高低的因素;(7)研究物質(zhì)吸放熱性能與物質(zhì)的種類(lèi),質(zhì)量,溫度的變化的關(guān)系;(8)研究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān);(9)研究電功或電熱與哪些因素有關(guān);(10)研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力與哪些因素有關(guān);(11)研究影響感應(yīng)電流方向的因素等實(shí)驗(yàn)中均采用了此方法.

2 轉(zhuǎn)換法

物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量,這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法.簡(jiǎn)而言之、轉(zhuǎn)換法就是對(duì)一些看不見(jiàn)摸不著的物理現(xiàn)象或不易測(cè)量的物理量把它轉(zhuǎn)換成看得見(jiàn)摸得著的現(xiàn)象或物理量來(lái)間接認(rèn)識(shí)或間接測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方法.

如:根據(jù)“磁場(chǎng)對(duì)磁體有力的作用”來(lái)認(rèn)識(shí)“磁場(chǎng)的規(guī)律”;根據(jù)電流的效應(yīng)來(lái)認(rèn)識(shí)電流的存在;利用“液體的熱脹冷縮的性質(zhì)”來(lái)“測(cè)量溫度”;采用累積法來(lái)測(cè)一張紙的厚度和細(xì)金屬絲的直徑;采用“以直代曲法”或“滾輪法”來(lái)測(cè)曲線的長(zhǎng)度等實(shí)驗(yàn)中都用到了轉(zhuǎn)換法.

再如:(1)利用物體發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變來(lái)證明物體受到力的作用;(2)通過(guò)馬德堡半球?qū)嶒?yàn)來(lái)證明大氣壓的存在;(3)霧的出現(xiàn)可以證明空氣中含有水蒸氣;(4)影子的形成可以證明光沿著直線傳播;(5)月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源;(6)奧斯特實(shí)驗(yàn)可證明電流周?chē)嬖谥艌?chǎng);(7)指南針指南北可證明地磁場(chǎng)的存在;(8)擴(kuò)散現(xiàn)象可證明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);(9)兩塊緊密接觸的鉛塊實(shí)驗(yàn)可證明分子間存在著引力;(10)運(yùn)動(dòng)的物體能對(duì)外做功可證明它具有能;(11)用指針偏轉(zhuǎn)的程度來(lái)表示電流或電壓的大小;(12)用燈泡的明暗程度來(lái)判斷電路中電流的大小;(13)用泡沫小球彈離音叉來(lái)說(shuō)明音叉在振動(dòng);(14)用壓強(qiáng)計(jì)中U型管的液面出現(xiàn)高度差來(lái)說(shuō)明液體內(nèi)部有壓強(qiáng);(15)在研究物質(zhì)的比熱容實(shí)驗(yàn)時(shí)用溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)表示物質(zhì)的吸放熱性能的強(qiáng)弱等都用到了轉(zhuǎn)換法.

3 等效替代法

在保證某種效果相同的前提下,將實(shí)際的、復(fù)雜的物理問(wèn)題和物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為等效的、簡(jiǎn)單的、易于研究的物理問(wèn)題和物理過(guò)程的處理方法叫做等效替代法.等效替代法能將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,是物理學(xué)中常用的一種實(shí)驗(yàn)方法.

如:讀者熟悉的“曹沖稱(chēng)象”的故事,聰明的小曹沖先把大象拉到船上,記下船的吃水深度,再用許多石頭代替大象,使船達(dá)到“同樣的吃水深度”,稱(chēng)出石頭的總重,也就知道大象的體重了,他就是利用了等效替代法,解決了其他文武大臣都無(wú)法解決的難題,而千古留芳.

又如:(1)在測(cè)滑動(dòng)摩擦力時(shí),由于摩擦力發(fā)生在兩物體的接觸表面難以測(cè)量,實(shí)驗(yàn)中摩擦力就是通過(guò)與它“平衡”的拉力來(lái)測(cè)出的;(2)在探究平面鏡成像特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中,用等大的沒(méi)有點(diǎn)燃的蠟燭放到點(diǎn)燃蠟燭像的位置上“好像點(diǎn)燃一樣”,來(lái)確定虛像的位置和大??;(3)把物體各部分受到重力的作用等效的看成作用在物體的某一點(diǎn)――重心上;(4)在研究串并聯(lián)電路關(guān)系時(shí)引入總電阻(等效電阻)的概念,在串聯(lián)電路中把幾個(gè)電阻串聯(lián)起來(lái),相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度,所以總電阻比任何一個(gè)串聯(lián)電阻都大,把總電阻稱(chēng)為串聯(lián)電路的等效電阻;(5)在并聯(lián)電路中把幾個(gè)電阻并聯(lián)起來(lái),相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積,所以總電阻比任何一個(gè)并聯(lián)電阻都小,把總電阻稱(chēng)為并聯(lián)電路的等效電阻;(6)在電路分析中可以把不易分析的復(fù)雜電路簡(jiǎn)化為等效電路,在這些研究中同樣用到了等效替代法.

4 模型法

模型法是將抽象的物理現(xiàn)象用簡(jiǎn)單易懂的具體模型來(lái)表示,便于想象和思考研究問(wèn)題的一種方法.理想模型法忽略了事物的次要因素,用簡(jiǎn)明、概括、直觀的方法,把事物的主要特征表示出來(lái).物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程可以說(shuō)就是一個(gè)不斷建立物理模型和用新的物理模型代替舊的或不完善的物理模型的過(guò)程.

如:在探究擺的奧秘時(shí),用“細(xì)線系上小球”代替鐘擺,建立了鐘擺的模型;在研究光現(xiàn)象時(shí),用“一條帶箭頭的直線”形象化描述光的傳播路徑和方向,建立了光線模型;在研究磁現(xiàn)象時(shí)用“一條條帶箭頭的曲線”形象化地描述磁場(chǎng)的分布和方向,建立了磁感線模型.

再如:(1)研究肉眼觀察不到的原子結(jié)構(gòu)時(shí),建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型;(2)研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小和浮力是怎樣產(chǎn)生的建立了液柱模型;(3)研究連通器的特點(diǎn)時(shí)建立了液片模型;(4)用木尺和砝碼代替蹺蹺板和人建立杠桿模型;(5)力的示意圖是實(shí)際物體和作用力的模型;(6)電路圖是實(shí)物電路的模型;(7)研究發(fā)電機(jī)的原理和工作過(guò)程時(shí)用到的手搖發(fā)電機(jī)模型;(8)研究?jī)?nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)用到的汽油機(jī)、柴油機(jī)模型.

5 類(lèi)比法

所謂類(lèi)比就是“觸類(lèi)旁通”、“舉一反三”,實(shí)際上是一種從特殊到特殊,從一般到一般的推理,它是根據(jù)兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出他們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維.從而可以幫助我們理解較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和較難的物理知識(shí).類(lèi)比是一種推理方法,不同事物在屬性、數(shù)學(xué)形式及其它量描述上有相同或相似的地方就可以用類(lèi)比推理.類(lèi)比法是提出科學(xué)假說(shuō)、做出科學(xué)預(yù)言的重要途徑,物理學(xué)發(fā)展史上的許多假說(shuō)都是運(yùn)用類(lèi)比方法創(chuàng)立的,由這種方法得出的結(jié)論雖然不一定可靠,但是,在邏輯中卻富有創(chuàng)造性.開(kāi)普勒也曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“我們珍惜類(lèi)比推理勝于任何別的東西”.

如:《電壓》既是教學(xué)的重點(diǎn),也是教學(xué)的難點(diǎn).難就難在電壓較抽象,不能直接實(shí)驗(yàn),教學(xué)中通過(guò)水壓類(lèi)比得出電壓,具體探究過(guò)程是:(1)從水壓實(shí)驗(yàn)總結(jié)出水壓是水管中的水發(fā)生定向移動(dòng)形成水流的原因;(2)引導(dǎo)學(xué)生討論得出電壓是使電路中的電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成電流的原因;(3)教師總結(jié)出抽水機(jī)是提供水管兩端有水壓的裝置;(4)引導(dǎo)學(xué)生得出電源是提供電路兩端有電壓的裝置.整個(gè)過(guò)程盡管多花些時(shí)間,然而對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法大有益處.正如前蘇聯(lián)學(xué)者瓦赫羅夫說(shuō):“類(lèi)比像閃電一樣,可以照亮學(xué)生所學(xué)學(xué)科的黑暗角落”.

再如:(1)功率概念與速度概念;(2)電流與水流;(3)內(nèi)能與機(jī)械能;(4)原子結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)系;(5)電磁波與水波;(6)通信與鴿子傳遞信件等都可將它們作類(lèi)比.

6 理想實(shí)驗(yàn)法

所謂理想實(shí)驗(yàn)又叫“假想實(shí)驗(yàn)”、“抽象的實(shí)驗(yàn)”或“思想上實(shí)驗(yàn)”.它是人們?cè)谒枷胫兴茉斓睦硐脒^(guò)程,是一種邏輯推理的思維過(guò)程和理論研究的重要方法.理想實(shí)驗(yàn)雖然也叫實(shí)驗(yàn),但它同真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是有原則區(qū)別的,真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng),而理想實(shí)驗(yàn)則是一種思維的活動(dòng),前者是將設(shè)計(jì)通過(guò)物理過(guò)程而實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn),后者則是由人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來(lái)而實(shí)際上無(wú)法做到的實(shí)驗(yàn).

但是,理想實(shí)驗(yàn)并不是脫離實(shí)際的主觀臆想.首先,理想實(shí)驗(yàn)是以實(shí)踐為基礎(chǔ)的,是在真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,抓住主要矛盾忽略次要矛盾對(duì)實(shí)際過(guò)程做出更深入一層的抽象分析.其次,理想實(shí)驗(yàn)的推廣過(guò)程是以一定的邏輯法則為根據(jù)的,而這些邏輯法則都是從長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)并為實(shí)踐所證實(shí)了的.

理想實(shí)驗(yàn)在自然科學(xué)的理想研究中有著重要的作用.但是,理想實(shí)驗(yàn)的方法也有其一定的局限性,理想實(shí)驗(yàn)只是一種邏輯推理的思維過(guò)程,它的作用只限于邏輯上的證明與反駁,而不能用來(lái)作為檢驗(yàn)正確與否的標(biāo)準(zhǔn).相反,由理想實(shí)驗(yàn)所得出的任何推論都必然由觀察實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)檢驗(yàn).

如:研究真空是否能夠傳聲時(shí),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.

再如:在進(jìn)行牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)觀察到物體在越光滑的平面上運(yùn)動(dòng)就越遠(yuǎn)時(shí),進(jìn)而推理出:如果平面絕對(duì)光滑,物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng).

這兩個(gè)結(jié)論都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加以科學(xué)的推理,概括出來(lái)的,但經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn).

7 圖象法

圖象是一個(gè)數(shù)學(xué)概念,用來(lái)表示一個(gè)量隨另一個(gè)量的變化關(guān)系,很直觀.由于物理學(xué)中經(jīng)常要研究一個(gè)物理量隨另一個(gè)物理量的變化情況,因此圖象法在物理教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用圖象來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),探究?jī)?nèi)在的物理規(guī)律,具有獨(dú)特之處.

如:在探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律和水的沸騰情況的實(shí)驗(yàn)中,就是運(yùn)用圖象法來(lái)處理數(shù)據(jù)的.它形象直觀地表示了物質(zhì)溫度的變化情況,學(xué)生在親歷實(shí)驗(yàn)自主得出數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)描點(diǎn)、連線繪出圖象就能準(zhǔn)確地把握晶體和非晶體的熔化特點(diǎn)、液體的沸騰特點(diǎn)了.

再如:研究小燈泡的電功率時(shí),燈泡中的電流隨電壓而發(fā)生變化的I-U曲線;研究伏安法測(cè)電阻時(shí)電流隨電壓而發(fā)生變化的I-U圖線;研究物質(zhì)的密度時(shí)質(zhì)量隨體積的變化的M-V圖線等都用到了圖象法.

8 比較法

比較法是確定研究對(duì)象之間的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維過(guò)程和方法,各種物理現(xiàn)象和過(guò)程都可以通過(guò)比較確定它們的差異點(diǎn)和共同點(diǎn).比較是抽象與概括的前提,通過(guò)比較可以建立物理概念總結(jié)物理規(guī)律.利用比較又可以進(jìn)行鑒別和測(cè)量.因此,比較法是物理現(xiàn)象研究中經(jīng)常運(yùn)用的基本方法.比較法有三種類(lèi)型:(1)異中求同的比較.即比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象而找出其相同點(diǎn);(2)同中求異的比較.即指比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象而找出其相異點(diǎn);(3)同異綜合比較.即比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象的相同點(diǎn)和相異點(diǎn).

如:(1)像汽車(chē),輪船,火車(chē),飛機(jī)它們的發(fā)動(dòng)機(jī)各不相同,但都是把燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置即都是熱機(jī),這是異中求同的比較;(2)汽油機(jī)和柴油機(jī)雖然都是內(nèi)燃機(jī)但是它們的構(gòu)造、吸入的氣體、點(diǎn)火方式、使用范圍等方面都有不同,這是同中求異的比較;(3)蒸發(fā)與沸騰兩者的相同點(diǎn)都是汽化過(guò)程.不同點(diǎn)是發(fā)生汽化時(shí)液體的溫度、發(fā)生汽化的部位及現(xiàn)象都不同,這是同異綜合比較;(4)用比較法研究質(zhì)量與體積的關(guān)系;重力與質(zhì)量的關(guān)系;重力與壓力的關(guān)系;電功與電功率的關(guān)系等.

9 觀察法