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初中物理實驗教學(xué)論文
試論初中物理實驗教學(xué)中滲透科學(xué)方法的策略林輝慶
�。ǜ＝ㄊ∪魇忻妨袇^(qū)洋溪中學(xué)）
摘 要：課程改革越來越重視"過程與方法"的培養(yǎng)，初中物理實驗教學(xué)正是體現(xiàn)這一維度目標(biāo)的特色內(nèi)容�？茖W(xué)方法的教育無論是從現(xiàn)在還是長遠(yuǎn)來看都是實現(xiàn)中華民族科學(xué)技術(shù)偉大復(fù)興的關(guān)鍵，根據(jù)長期在實驗教學(xué)中的摸索，對初中物理實驗教學(xué)中如何滲透科學(xué)方法提出一些策略上的探討，希望以此促進(jìn)物理教師對科學(xué)方法教學(xué)的思考與研究。
關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；科學(xué)方法；滲透；策略
2011年，教育部在對初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂時，提出了通過物理課程的實施注重提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)以及應(yīng)對未來社會挑戰(zhàn)能力的指導(dǎo)思想。物理學(xué)實驗是人類認(rèn)識世界的一種重要活動，是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)，而實驗教學(xué)是塑造學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要過程。隨著課程改革的不斷深入，科學(xué)方法的教育越來越受到人們的重視，如何在實驗中通過科學(xué)方法的滲透讓學(xué)生建立起清晰的科學(xué)探究模型、豐富的解決問題方法、具備一定的科學(xué)素養(yǎng)是廣大物理教師應(yīng)該注重研究的方向和課題。
一、實驗教學(xué)中滲透科學(xué)方法存在的普遍性問題
1.思想重視不足
在現(xiàn)行的初中升學(xué)選拔的機制下，物理教學(xué)的評價仍然以紙筆測驗來反應(yīng)，這一方式是以"知識與技能"這一維度目標(biāo)的考查占大部分。這樣一來物理教師為了保證教學(xué)成績，不得不圍繞歷年紙筆測驗的經(jīng)驗來指導(dǎo)課堂教學(xué)，而對繁瑣又耗時的分組實驗多采用演示、視頻實驗、課件實驗來搪塞，有的甚至以講授來代替實驗，在思想上不重視實驗教學(xué)，更談不上在實驗教學(xué)中對學(xué)生科學(xué)方法的傳授和培養(yǎng)。
2.科學(xué)思路不明
物理學(xué)史的發(fā)展，除了積累了豐富的物理理論知識外，還在科學(xué)探索中形成了有效的科學(xué)方法，這些方法為世界科技的進(jìn)步和未來科技的發(fā)展奠定了寶貴的實踐基礎(chǔ)。而目前卻有相當(dāng)部分物理教師在實驗教學(xué)中未能掌握正確的科學(xué)方法，實驗時出現(xiàn)實驗?zāi)康牟幻鞔_、實驗方案不合理、科學(xué)方法不明顯等問題。
3.方法滲透不準(zhǔn)
物理實驗中可以滲透使用的科學(xué)方法很多，比如，控制變量法、物理模型法、等效替代法、理想實驗法、歸納分析、對比法、轉(zhuǎn)換法、放大法、平衡法、積累法等。在實驗教學(xué)中，有些實驗的方法比較明確單一，有些實驗中卻包含著多種方法的綜合運用，有些注重在設(shè)計方案環(huán)節(jié)突出科學(xué)方法，有些是在操作過程或是數(shù)據(jù)分析中運用了科學(xué)方法，而教師在實踐中往往會過多地突出某一方法的運用，或者一些方法在實驗的不同階段中相互混淆把握
不準(zhǔn)。
二、實驗教學(xué)中滲透科學(xué)方法應(yīng)遵循的原則
"實驗不僅是學(xué)習(xí)和研究物理學(xué)的重要方法，還是運用物理學(xué)解決其他問題的重要手段。"科學(xué)方法不是教出來的，而要遵循一定的原則讓學(xué)生在實驗活動中體驗、感悟和內(nèi)化。
1.漸進(jìn)性原則
學(xué)生剛開始接觸物理實驗時應(yīng)以建立興趣為主，在實驗的設(shè)計中以滲透單一的科學(xué)方法為宜，把重點放在儀器的使用和物理現(xiàn)象的觀察上，嘗試讓學(xué)生進(jìn)行簡單的歸納與分析。隨著實驗活動的不斷深入，學(xué)生思維水平的提高，學(xué)生積累了一定的實踐經(jīng)驗，這時應(yīng)逐步提高對實驗的過程性管理和要求，讓學(xué)生從實驗中學(xué)會運用科學(xué)方法的思維，使學(xué)生對科學(xué)方法的認(rèn)識從感性漸進(jìn)到理性、從經(jīng)驗漸進(jìn)到理論的層級上來。
2.整體性原則
物理實驗絕不是單個科學(xué)方法的體現(xiàn)，多數(shù)初中物理實驗綜合應(yīng)用了各種科學(xué)方法，"不同的科學(xué)方法共同作用、相互支撐，這就要求教師權(quán)衡一個知識點突出了哪種方法，有選擇地突出一些科學(xué)方法的同時兼顧其他。"因此不管是教師的演示實驗還是學(xué)生的分組實驗，我們都應(yīng)該從這整體上考慮，把握教材所關(guān)注的重點方法進(jìn)行滲透。
3.教與學(xué)統(tǒng)一的原則
科學(xué)方法絕不是"教"出來的，皮亞杰的建構(gòu)主義理論強調(diào)的是學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和主動建構(gòu)，而不是把知識從教師頭腦中傳送到學(xué)生的筆記本上，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高主要在于他在實驗中獲得知識和能力的方式。"教"是一種直接而比較系統(tǒng)的方式，但它容易導(dǎo)致學(xué)生機械地記憶而不能正確理解和運用；學(xué)生主動實驗的過程就是"學(xué)"方法的過程，在實驗探究中主動發(fā)現(xiàn)問題、主動學(xué)習(xí)科學(xué)方法、主動思考解決問題的辦法更容易把所體驗和學(xué)習(xí)到的科學(xué)方法轉(zhuǎn)化為終身的素養(yǎng)，所以，(www.panasonaic.com)應(yīng)該把"教"實驗與"學(xué)"實驗統(tǒng)一起來，取長補短。
三、實驗教學(xué)中滲透科學(xué)方法的教學(xué)策略
1.利用問題設(shè)計滲透科學(xué)方法
初中生的思維正處在一個從直觀感性思維漸進(jìn)到抽象理性思維的初級階段，這就要求物理教師要善于利用引導(dǎo)式的講授方法來開啟學(xué)生的智慧，切忌使用填鴨式的灌輸，特別是科學(xué)方法的傳授。筆者所在地區(qū)的教研部門這幾年以科學(xué)探究中的問題設(shè)計開展了豐富的研究，達(dá)成了利用問題設(shè)計來滲透科學(xué)方法是行之有效的策略之一。學(xué)生在問題引領(lǐng)下很容易發(fā)現(xiàn)實驗中所需要解決的問題以及如何解決這些問題，而在解決問題過程中自然形成了要用科學(xué)方法的意識，此時教師再將應(yīng)用到的科學(xué)方法進(jìn)行歸納，讓學(xué)生在解決問題的過程中將這些方法內(nèi)化為科學(xué)方法。
例如，在進(jìn)行《牛頓第一定律》實驗時進(jìn)行了這樣的問題設(shè)計：
演示：用手推動小車在桌面上運動一段距離后停下來。
師問："小車為什么會停下來？"
生答："受到桌面對它的摩擦阻力。"
師問："如何讓小車在桌面上運動得更遠(yuǎn)呢？"
生答："用更大的力推小車""用更輕的小車""減小桌面的摩擦力"等。
老師引導(dǎo)學(xué)生分析得出影響小車運動距離的因素有：小車的初速度、小車的質(zhì)量和小車受到的摩擦力等。
師追問："我們要怎樣證明小車運動距離與受摩擦阻力的關(guān)系呢？"
生討論后回答："改變桌面的粗糙程度""要用同一輛小車"、"要用相同的力推小車"…
通過這三個問題，引導(dǎo)學(xué)生意識到：小車運動距離受多個因素的影響，而為了探究運動距離與受摩擦阻力的關(guān)系必須控制其他的因素保持不變，進(jìn)而就要解決如何控制小車質(zhì)量和初始運動速度等這些變量的問題，在解決這些問題過程中教師引出控制變量的概念，滲透控制變量這一科學(xué)方法。
2.利用演示實驗滲透科學(xué)方法
演示實驗除了具有引出物理現(xiàn)象、證明物理規(guī)律或作為課題導(dǎo)入部分的功能外，筆者認(rèn)為，有些實驗有必要由老師先進(jìn)行演示，并在演示過程中直接引出科學(xué)方法，讓學(xué)生在老師的示范下理解這些科學(xué)方法的運用。比如，在探究影響電流做功的因素這個實驗中，學(xué)生已經(jīng)熟練掌握了控制變量的方法，但這個實驗的難點之一卻是如何應(yīng)用轉(zhuǎn)換法讓學(xué)生直觀地比較電流做功的多少，為此教師可進(jìn)行不同電熱絲給等質(zhì)量的兩杯煤油加熱的演示實驗，讓學(xué)生觀察兩支溫度計的示數(shù)來比較電流做功的多少，而在演示過程中通過對溫度計作用的分析引出轉(zhuǎn)換法，讓學(xué)生明白有些實驗的現(xiàn)象不容易觀察，需要借助一定的材料或現(xiàn)象把它轉(zhuǎn)換成明顯能觀察到的現(xiàn)象也是物理研究常用的科學(xué)方法。
3.利用數(shù)據(jù)分析滲透科學(xué)方法
實驗后要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出結(jié)論，而對實驗數(shù)據(jù)的處理也要滲透適合的科學(xué)方法，比如，算術(shù)平均法、比值歸納法、圖像分析法等。對實驗要分析的數(shù)據(jù)可以是預(yù)期的數(shù)據(jù)也可以是實驗得到的數(shù)據(jù)，我們可以利用記錄數(shù)據(jù)的表格設(shè)計巧妙地滲透科學(xué)
方法。
例如，為了探究滑動摩擦力與壓力大小關(guān)系，我們可以事先設(shè)計這樣一張空表（如下），表中空白部分的"接觸面"和"壓力"兩列是這個實驗中預(yù)期的數(shù)據(jù)，在實驗前可以填寫。當(dāng)我們把這樣的空表展示給學(xué)生并要求學(xué)生討論思考后填寫前兩列可能的數(shù)據(jù)或內(nèi)容時，學(xué)生會推測："老師究竟要我在這兩列中填寫什么呢？"在這樣的好奇心的驅(qū)動下學(xué)生自然會思考實驗的過程，而表格中的"接觸面"一列就已經(jīng)體現(xiàn)了控制變量的科學(xué)思想。
綜上所述，雖然初中物理教材中針對科學(xué)方法的表達(dá)相對比較隱蔽，但卻又貫穿著整個初中物理的學(xué)習(xí)過程；雖然教材中沒有明確的科學(xué)方法的定義，但教師在教學(xué)過程中還是有責(zé)任將科學(xué)方法的教育滲透到每個實驗中，讓學(xué)生通過實驗不僅掌握了物理知識、探索了物理規(guī)律，更重要的是培養(yǎng)了他們科學(xué)思維的習(xí)慣和方法，為下一階段的學(xué)習(xí)奠定終身受用的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]李煥珍。中學(xué)物理實驗教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育的探索[D].山東師范大學(xué)，2008.
[2]黃琳雅，黎明，陳清梅。論物理教學(xué)中科學(xué)方法顯化教育的教學(xué)原則[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012（02）。
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