初中科學(xué)推理法范文

時間:2023-06-13 17:15:58

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初中科學(xué)推理法

篇1

 

摘要:本文主要分析了當(dāng)前農(nóng)村初級中學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)心理障礙,有來自社會現(xiàn)實因素的影響,有來自家長認(rèn)識上的偏見,導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)情緒的產(chǎn)生。在當(dāng)前形勢下,教師應(yīng)與時俱進改進教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生愛學(xué)、樂學(xué),學(xué)有所得。文章緊扣教材就在物理教學(xué)中如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),通過幾個比較切合生產(chǎn)生活實際的例子進行了闡述。

關(guān)鍵詞:物理教學(xué);科學(xué)知識;激發(fā);興趣

當(dāng)前國家已普及九年義務(wù)教育,曲靖市委、政府要求師宗縣在2010年要率先普及高中教育,這已成為當(dāng)?shù)卣徒逃块T即將實現(xiàn)的目標(biāo)。應(yīng)該說初中畢業(yè)能否升學(xué)對大部分學(xué)生將不再是最大的問題,但是社會的發(fā)展進步在促進物質(zhì)文明和精神文明的同時也帶來了很多消極因素:網(wǎng)絡(luò)時代的到來,加速了多元文化的涌入,各種思潮和社會現(xiàn)象的衍生,在市場經(jīng)濟大潮的沖擊下學(xué)生的思想價值觀逐漸呈現(xiàn)多元化的態(tài)勢。我所執(zhí)教的是鄉(xiāng)鎮(zhèn)初級中學(xué),大多數(shù)學(xué)生來自農(nóng)村,家長的文化素質(zhì)普遍不高。有部分家長認(rèn)為“讀書無用”,他們是這樣認(rèn)為的:孩子從小學(xué)入學(xué)開始到大學(xué)畢業(yè)累計要花費上十萬元的費用撫孩子讀書。到頭來大學(xué)畢業(yè)還是很難找到工作,倒不如讓孩子識幾個字就去打工掙錢。從客觀上說:當(dāng)前社會就業(yè)的形勢確定非常嚴(yán)峻,另一方面農(nóng)民工進城打工大多數(shù)從事的是建筑、餐飲、家政、環(huán)保等體力勞動,對文化素質(zhì)的要求并不高。這些現(xiàn)實導(dǎo)致不少初中學(xué)生無遠大的理想,在校學(xué)習(xí)態(tài)度不端正,學(xué)習(xí)積極性差,對讀書缺乏興趣。拜金主義、享樂主義、好逸惡勞,厭學(xué)情緒嚴(yán)重。這對中學(xué)教師的教學(xué)帶來了很大的阻力,普遍教師感覺九零后的學(xué)生真是難教。教師要提高教學(xué)的效益,就不僅僅是讓學(xué)生升學(xué)的問題,一個既重要而緊迫的任務(wù)就是要想辦法提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。作為物理教師就要想辦法,使學(xué)生愛學(xué)物理、愿學(xué)物理。讓學(xué)生在初中階段多獲得一些對今后的生產(chǎn)、生活有價值、比較適用的知識。這就要求教師廣開思路,擴寬知識面,提高自身素質(zhì),不斷更新自己,具有廣泛而扎實的知識,跟上時代,找到適合和適應(yīng)于當(dāng)代學(xué)生的教學(xué)手段來教書育人。我們作為農(nóng)村初級中學(xué)的教師應(yīng)多深入農(nóng)村了解生產(chǎn)、生活的實際,閱讀百科全書,上網(wǎng)查詢相關(guān)資料,隨時將教學(xué)中的理論知識與學(xué)生的實際需要相結(jié)合,讓學(xué)生愛聽、樂學(xué)。只要學(xué)生感受到老師所傳授給他們的知識和技能將來有助于提高他們的生產(chǎn)技能,改善他們的生活質(zhì)量,就會使更多的學(xué)生對物理學(xué)科產(chǎn)生濃厚的興趣,興趣是最好的老師,難教就會變成易教。我在農(nóng)村初級中學(xué)從事物理學(xué)科的教學(xué)已有十余年的經(jīng)歷,就如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣作了一些探索,下面就幾個案例談?wù)勛约旱淖龇ǎ?/p>

 

案例1:人教版八年級物理第四章物態(tài)變化,學(xué)生學(xué)習(xí)了物態(tài)變化的六種方式后,老師引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)的知識來分析人工降雨的基本原理,因為人工降雨對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有很大的作用。

近兩年的初春,我市出現(xiàn)了連續(xù)近兩個月都沒有降雨的干旱天氣,嚴(yán)重威脅到我市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),農(nóng)業(yè)和氣象部門啟動了應(yīng)緊預(yù)案實施人工降雨,人工降雨的原理是什么?

引導(dǎo)學(xué)生分析:人工降雨是讓積雨云中的水滴體積變大掉落下來。要讓積雨云中的水滴體積變大,就要人工使用催化劑。我國人工降雨的催化劑主要有兩種:一是干冰(固態(tài)CO2)二是碘化銀(AgI)。用飛機在空中噴灑干冰,干冰遇到水蒸氣升華從周圍吸收大量的熱量,使周圍的水蒸氣溫度降低液化凝結(jié)成水滴降落到地面;或者部分水蒸氣凝華成小冰晶,小冰晶在下落過程中熔化形成降雨。用高炮將含有碘化銀的炮彈打入含有大量積雨云的高空,碘化銀在空中擴散使云中的小水滴迅速凝集達到一定的體積后降落。

教師通過人工降雨的分析,復(fù)習(xí)鞏固了相關(guān)的物態(tài)變化知識,如:升華、凝華、液化、熔化等物態(tài)變化又切合生產(chǎn)生活的實際,體現(xiàn)了學(xué)以致用的理念,培養(yǎng)了學(xué)生將科技服務(wù)于人類的意識變枯燥為有趣,很好的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

 

案例2、九年級物理第十六章熱和能第二節(jié)內(nèi)能“STS”。

如果教師照本宣科的進行講授,學(xué)生不易理解人類活動與地球溫室效應(yīng)的關(guān)系,一知半解就會感到枯燥乏味,失去興趣,對這部分內(nèi)容可以結(jié)合學(xué)生所學(xué)的知識這樣分析:由于生產(chǎn)生活大量燃燒:煤、石油、天然氣,汽車、爐灶、飛機、火力發(fā)電廠等排放的二氧化碳太多不能完全被綠色植物消耗,過量的二氧化碳氣體包圍在整個地球的周圍,使地球上產(chǎn)生的熱量難于向宇宙中散發(fā),致使地球的溫度逐年升高。地球溫度的升高帶來了嚴(yán)重的危害,地球的溫室效應(yīng),是造成厄爾尼諾現(xiàn)象的直接原因,使生態(tài)失去平衡農(nóng)作物病蟲害嚴(yán)重,增加了農(nóng)藥的用量。農(nóng)藥的大量使用,污染環(huán)境危害人體健康,同時使農(nóng)民的生產(chǎn)成本提高;地球氣候異常,導(dǎo)致一個半球暴雨成災(zāi),另一個半球干旱少雨;地球南北兩極冰雪融化,使海平面上升,浸沒城市,企鵝和北極熊涉臨滅絕。聯(lián)合國正在推動發(fā)達國家和發(fā)展中國家都來承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任和義務(wù)達成一個新的國際氣候變化框架協(xié)議,簽署《京都預(yù)定書》,以保護我們共同的家園。

教師通過這樣的補充講解,能開闊學(xué)生的視野,使學(xué)生認(rèn)識到各種看似孤立的現(xiàn)象之間也存在聯(lián)系,對經(jīng)常在電視新聞中聽到的“厄爾尼諾現(xiàn)象”、《京都預(yù)定書》有一個了解。這些知識有助于學(xué)生理解生產(chǎn)生活中遇到的問題。如:冬季雪凌少的年份,夏季農(nóng)作物和果樹的病蟲害會比有雪凌的年份嚴(yán)重。因為這些害蟲卵沒有被凍死,夏季將會大量繁殖。學(xué)生會把這些有趣的現(xiàn)象與生產(chǎn)生活中的實際相聯(lián)想,破解困惑自己的難題,及時幫助家里做好莊稼的防蟲減災(zāi)準(zhǔn)備,這樣他們就會感受到物理是有用的,從而產(chǎn)生了學(xué)習(xí)物理的興趣。

 

案例3:初三下學(xué)期進入復(fù)習(xí)課,復(fù)習(xí)課是很難上的,你老師站在講臺上講,學(xué)生他不一定在下面聽,往往是事倍功半。如何將枯燥的復(fù)習(xí)課上成學(xué)生真正參與其中互動,并達到鞏固提高的目的,這是我們畢業(yè)班的每位教師值得去探討的現(xiàn)實問題。

我在復(fù)習(xí)八年級物理下冊第十章電磁波的相關(guān)知識時,在教材上科學(xué)世界介紹了微波爐的相關(guān)知識,在這里由于是復(fù)習(xí)課學(xué)生已有了分子動理論的基本知識。將兩部分的知識結(jié)合起來復(fù)習(xí)有新意,學(xué)生就會感興趣,復(fù)習(xí)效果也會好一些。我是這樣引導(dǎo)的:微波爐產(chǎn)生的電磁波能使食物的分子運動加劇,相當(dāng)于是電磁波給食物內(nèi)的分子補充能量,分子運動速度加快,分子的動能和勢能都會增大,這樣物體的內(nèi)能就增加,溫度迅速升高,因此易于把食物煮熟。同學(xué)們想:普通的爐具是熱量是從外部通過熱傳遞把熱量逐步送到食物內(nèi)部達到煮熟食物的目的,而微波爐的熱量是直接深入食物內(nèi)部加熱,當(dāng)然速度快、效率高。在這里將電磁波和分子動理論的相關(guān)知識銜接起來,學(xué)生聽起來就會有“新”的感覺,從而有了興趣。

在這里我想到自己所面對的學(xué)生大多數(shù)是來自農(nóng)村,在農(nóng)村目前微波爐并不是很普及。但是電磁爐的普及程度高,學(xué)生有使用電磁爐的實踐經(jīng)驗可結(jié)合介紹一下:電磁爐打破了傳統(tǒng)的明火烹調(diào)方式,采用磁感應(yīng)電流(又稱渦流)的加熱原理。電磁爐是通過其內(nèi)部電子線路產(chǎn)生交變磁場,當(dāng)把鐵質(zhì)鍋具放置爐面時,鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部產(chǎn)生交變電流(渦流),渦流使鍋具內(nèi)鐵分子高速無規(guī)則運動,分子相互碰撞,摩擦而產(chǎn)生熱能。由于電磁爐的熱源來自鍋具底部而不是電磁爐本身發(fā)熱傳遞給鍋具,所以電磁爐升溫快、效率高、無明火、無煙塵、無有害氣體,對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱輻射、體積小、安全性能好等優(yōu)點是一種綠色炊具。在此也可跟學(xué)生交流一下,怎樣根據(jù)家庭的實際需要和具體情況購買合適的電磁爐。

在這里將分子動理論:熱量——內(nèi)前——溫度——電與磁:磁生電——電生磁等相關(guān)知識有機的結(jié)合起來復(fù)習(xí),讓學(xué)生進一步理解知識的內(nèi)在聯(lián)系,有利于培養(yǎng)他們將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會實踐的意識,也讓學(xué)生初步懂得了一些家用電器的常識。

物理學(xué)研究的是力、電、光、熱、聲等方面的現(xiàn)象,在教學(xué)中不論涉及到那塊知識,都能將教材內(nèi)容與生活、生產(chǎn)的實際相結(jié)合,如:光學(xué)中透鏡知識涉及到眼睛的保護和視力的矯正;聲學(xué)中聲音的感知與助聽器原理;力學(xué)中杠桿的應(yīng)用與自行車都是很好的案例。

篇2

分析和論證是探究性實驗中的一個重要環(huán)節(jié),它是指對收集到的信息進行分析與歸納,從而找到某種關(guān)系,得出某些規(guī)律,最終完成探究任務(wù)的過程。為了提高學(xué)生分析和論證的能力,教師應(yīng)根據(jù)新課標(biāo)的要求,從以下幾個方面給學(xué)生以指導(dǎo):①、能描述實驗數(shù)據(jù)或有關(guān)信息;②、對收集的信息進行簡單的比較;③、能進行簡單的因果推理;④、經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實驗中歸納科學(xué)規(guī)律的過程;⑤、嘗試對探究結(jié)果進行描述和解釋。下面就如何提高這5個方面的能力談一下自己的看法。

1 學(xué)會用不同的方法對實驗數(shù)據(jù)或信息的描述

對實驗數(shù)據(jù)或信息的描述,是比較、分析和歸納的基礎(chǔ)。由于初中學(xué)生對數(shù)據(jù)和信息的描述能力較弱或描述的方法單一,導(dǎo)致不能從看似無聯(lián)系的數(shù)據(jù)中找出規(guī)律或是物理規(guī)律歸納不全面、不到位。例如:某興趣小組的同學(xué)利用羽毛球和金屬小球來研究"空氣阻力和速度的關(guān)系"得到如下結(jié)果:當(dāng)羽毛球質(zhì)量為m,羽毛球下降速度達到V時,正好勻速下落;當(dāng)羽毛球里固定了3倍于羽毛球質(zhì)量的金屬小球,羽毛球的速度達到2V時,正好勻速下落;當(dāng)羽毛球里固定了8倍羽毛球質(zhì)量的金屬小球,羽毛球下落速度達到了3V時,正好勻速下落,根據(jù)此結(jié)果可以得出什么結(jié)論?對于這個問題很多同學(xué)都答成"速度越大,空氣阻力越大"。這種答法顯然不符合題目要求的,這里我們可以指導(dǎo)學(xué)生把文字記錄轉(zhuǎn)變成表格然后加以分析,就容易找出它們之間的關(guān)系。表格如下:

經(jīng)過列表描述,不難看出:羽毛球受到的空氣阻力和速度的平方成正比。

以上說明,要從數(shù)據(jù)中分析出物理規(guī)律學(xué)生必須學(xué)會用多種描述數(shù)據(jù)或信息的方法。常見的方法有文字描述、列表描述和圖像描述。它們各有優(yōu)點,這幾種方法學(xué)生必須掌握,有時同一個問題可以有多種描述的方法,以最大限度地把物理特征表現(xiàn)出來,以利于分析、比較和歸納。

2 知道怎樣比較收集到的信息

對收集到的信息進行比較,是進一步分析的基礎(chǔ),因為有比較才能有所發(fā)現(xiàn)。老師對學(xué)生要給予方法上進行指導(dǎo),使他們明確不同類型的實驗,比較的內(nèi)容和方法有所不同。

①、研究同一個物理量在不同情況下的規(guī)律的比較。對于這類實驗,我們只需比較不同情況下的數(shù)據(jù)就可找出規(guī)律。例如:在研究串聯(lián)電路電流特點時,發(fā)現(xiàn)電流表接在電路的不同位置,電流都是相等的,就可以得出:串聯(lián)電路電流處處相等。在研究晶體熔化特點時,比較晶體熔化時的溫度,可以發(fā)現(xiàn)晶體熔化時,吸收熱量但溫度保持不變。②比較實驗的比較。比較實驗是要尋找物體發(fā)生變化的原因或揭示物體具有某種屬性的實驗,這類實驗采用的是控制變量法。因此這類實驗要比較的內(nèi)容是:哪些條件是相同的,哪些條件是不同的,從而確定要比較哪幾組數(shù)據(jù),最后再比較結(jié)果是如何變化的,從而找出因果關(guān)系。③研究兩個量之間的數(shù)量關(guān)系的實驗比較。這類實驗要比較兩個方面的內(nèi)容:一是因果關(guān)系,二是數(shù)量關(guān)系。因此在比較時要比較哪個量變化在先,哪個量變化在后,以判斷因果關(guān)系,再比較兩個量的數(shù)據(jù),尋找數(shù)據(jù)之間相互關(guān)系的特征。

所以指導(dǎo)學(xué)生進行實驗數(shù)據(jù)或信息的比較,必須讓學(xué)生明確不同類型的實驗其比較的內(nèi)容和方法是不同的。通過這樣的指導(dǎo),學(xué)生就會知道選擇什么數(shù)據(jù)或信息進行比較可以找出物體發(fā)生某種現(xiàn)象的原因。知道通過比較數(shù)據(jù)的那些特征可以找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

3 要掌握因果推理的一些基本方法

發(fā)展學(xué)生的因果推理能力,是科學(xué)教師教學(xué)中的重要任務(wù),對初中學(xué)生而言,應(yīng)對他們進行簡單的因果分析,簡單的因果推理能力的培養(yǎng)。要使學(xué)生能進行簡單的因果推理,教師必須讓他們了解進行因果推理的一些基本方法。簡單的因果推理方法有求同法、求異法和共變法,

3.1 求同法: 被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的若干場合,其中只有一個情況是共同的,而其它情況不相同,那么這個唯一的共同情況就是被研究現(xiàn)象的原因。如濕衣服夏天干的快,糧食攤涼在陽光下易曬干,用電吹風(fēng)可將頭發(fā)吹干等,分析上述證據(jù)的共性是"溫度升高",因此溫度升高是液體蒸發(fā)快的原因。

3.2 求異法,是從兩個差異中尋求原因的方法,即在比較產(chǎn)生不同現(xiàn)象的條件時,其它條件都相同,只有一個條件不同,那么這個條件就是產(chǎn)生某個現(xiàn)象的原因。如在研究物體吸收熱量多少跟物體種類是否有關(guān)時,保持物體質(zhì)量和升高的溫度不變,只有物質(zhì)種類不同,結(jié)果吸收的熱量不同,那么物質(zhì)的種類不同是物質(zhì)吸收熱量的多少原因。

3.3 共變法,所謂的共變法就是指一個量發(fā)生變化時,另一個量也跟著變化,那么這個變化在先的量就是原因,變化在后的量就是結(jié)果。比如在研究彈簧伸長長度和拉力的關(guān)系時,發(fā)現(xiàn)拉力增大,彈簧才會伸長,說明拉力是彈簧伸長的原因,理解這一點,對結(jié)論的描述很重要,不會造成因果關(guān)系巔倒,對于這三種因果關(guān)系的推理方法,學(xué)生一般只知道第二種求異法。所以教師有必要把其他兩種方法也介紹給學(xué)生以增強他們的因果推理能力。

4 掌握證據(jù)分析方法,增強學(xué)生歸納科學(xué)規(guī)律能力

學(xué)生在歸納科學(xué)規(guī)律的時候,由于考慮問題不全面思維方式單一,最終不能歸納出科學(xué)規(guī)律,所以讓學(xué)生歸納科學(xué)規(guī)律,就要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析證據(jù)的一些方法,在初中,常見的證據(jù)分析方法有歸納法、推理法。

4.1 運用歸納法得出結(jié)論。

歸納法的操作程序:分析證據(jù)或數(shù)據(jù)――找到共同點――提煉結(jié)論。

例1、棉花能保溫,積雪能保溫,海綿也能保溫,泡沫塑料也能保溫,分析上述證據(jù)的共同點是疏松多孔,含有空氣,因此可以得出"疏松多孔,含有空氣"可以保溫。

4.2 運用推理法得出結(jié)論。

操作程序:分析實驗數(shù)據(jù)或現(xiàn)象--找到它們的趨勢――將這種趨勢推廣到理想化情況。例:在研究牛頓第一定律時,操作過程如下:分析實驗現(xiàn)象,小車在三種表面的運動情況,找到他們發(fā)展趨勢:表面越光滑,小車運動得越快;推廣到理想化情況:表面非常光滑,小車將永遠運動下去。

5 講清探究結(jié)果描述要點,培養(yǎng)結(jié)果描述能力

通過探究活動,應(yīng)讓學(xué)生嘗試用自己的語言,對探究結(jié)果進行描述。由于物理規(guī)律的成立往往需要一定的條件,所以物理規(guī)律描述中首先要講清前提條件,然后再描述兩個量的關(guān)系。在兩個量及關(guān)系的描述中,需要注意兩點,一是兩者因果關(guān)系,二是兩者數(shù)量關(guān)系,兩者結(jié)合起來才是實際結(jié)論,很多同學(xué)往往不注意因果關(guān)系,經(jīng)常出現(xiàn)描述錯誤,根據(jù)上面描述要點的分析,針對不同的物理實驗,對物理規(guī)律描述有以下幾種模式,

5.1 比較實驗?zāi)J剑涸谑裁磳嶒灄l件下,因變量和自變是有關(guān)(無關(guān))。例如;在研究物質(zhì)吸收熱量多少和物質(zhì)種類是否有關(guān)時,其結(jié)論的表述可以這樣寫:在物質(zhì)質(zhì)量和升高相同溫度的條件下,物質(zhì)吸收熱量的多少和物質(zhì)的種類有關(guān)。

5.2 定性實驗描述模式:在什么實驗條件下,因變量隨自變量的增大而增大(減少),或者在什么實驗條件下,自變量越大,因變量越大(越?。?。

例如:在研究摩察大小和壓力的關(guān)系時,我們可以這樣描述:在接確面粗糙程度相同的條件下,摩察力隨壓力的增大而增大?;蛘咴诮哟_面粗糙程度相同的條件下,壓力越大摩察力越大。

5.3 定量實驗結(jié)論的描述模式:在什么實驗條件下因變量和自變量成正比(反比等)。

例如:在研究歐姆定律時,我們可以這樣描述:在電阻一定的條件下,通過導(dǎo)體的電流和這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。以上三種描述共同點是,前半句是講實驗條件,后半句是講兩個量之間的關(guān)系。

分析和論證的內(nèi)容比較多,但只要老師把五個方面的內(nèi)容全面地介紹給學(xué)生,經(jīng)過適當(dāng)?shù)木毩?xí),學(xué)生的分析論證的能力會得到迅速的提高。

篇3

關(guān)鍵詞:科學(xué)方法 力學(xué) 顯化教育

在初中物理教學(xué)中進行科學(xué)方法的顯化教育是近年來科學(xué)方法教育的重要取向。但就目前來看,對在物理教學(xué)中如何落實科學(xué)方法顯化教育這一問題的探討尚且不多,特別是實證方面的研究鮮有見到。本文在科學(xué)方法顯化教育指引下,結(jié)合初中物理力學(xué)部分的內(nèi)容,開展了教學(xué)實踐,得到一些研究結(jié)論,以期為科學(xué)方法教育提供有益的啟示。

一、科學(xué)方法顯化教育實踐的研究設(shè)計

1 研究方法

將同一物理概念或規(guī)律編寫成兩套不同的教案并在兩個平行班分別實施教學(xué)。對照班按照教材的處理方式教學(xué),實驗班則將對應(yīng)的科學(xué)方法顯化并在教學(xué)中重點突出該科學(xué)方法邏輯含義。在教學(xué)過程中,筆者邀請了5位初二年級物理教師和從對照班和實驗班各選出的5位同學(xué)全程聽課,課后分別對他們進行訪談。

2 研究對象

北京市海淀區(qū)北方交通大學(xué)附屬中學(xué)隨機分配的兩個普通平行班作為合作對象:初二(1)班作為實驗班,初二(11)班作為對照班。這兩個班都由筆者進行教學(xué)。

3 研究素材

北京市海淀區(qū)北方交通大學(xué)附屬中學(xué)初二年級使用的教材是北京師范大學(xué)出版社出版的《新世紀(jì)版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書?物理》(8年級上冊)。力學(xué)重點物理概念有:質(zhì)量、密度、速度、勻速直線運動等,在此不一一敘述。所用的主要科學(xué)方法,如比值定義法、實驗歸納法、控制變量法等。教學(xué)中,盡量本著“以點帶面”的原則來進行教學(xué)。

4 研究思路

由于科學(xué)方法涉及的不是物質(zhì)世界本身,而是人們認(rèn)識物質(zhì)世界的途徑與方式,是高度抽象的。從學(xué)生心理特點來說,初中學(xué)生思維規(guī)律的第一個特點是處在由形象思維轉(zhuǎn)向抽象思維的過程,是思維發(fā)展的轉(zhuǎn)型期。第二個特點是以定向思維為主要形式。學(xué)生的這個思維規(guī)律的特點決定了初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的認(rèn)知活動特點是從經(jīng)驗型概念到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。基于以上兩點原因,筆者在科學(xué)方法顯化教育實施過程中,調(diào)整了教材中科學(xué)知識的教學(xué)順序,先講《第三章物質(zhì)的簡單運動》,對比值定義法進行教學(xué),為《密度》這節(jié)課做了鋪墊。

二、科學(xué)方法顯化教育實踐的實施過程

為了使教育實踐順利進行,特制訂如下計劃,計劃分為3個環(huán)節(jié):編寫“案例”、實施“案例”和訪談分析。

1 編寫“案例”

在編寫教案時,一方面考慮到科學(xué)方法與物理知識之間的關(guān)系以及學(xué)生的認(rèn)知程度與生活經(jīng)驗??茖W(xué)方法要體現(xiàn)在物理知識的認(rèn)知過程中,依照學(xué)生的認(rèn)知模式推進教學(xué),將科學(xué)方法顯化出來;另一方面,讓學(xué)生經(jīng)歷物理概念或規(guī)律形成的過程,使學(xué)生真正領(lǐng)略到科學(xué)方法和物理知識的內(nèi)涵,理解科學(xué)方法的本質(zhì),最終使學(xué)生的能力得到提高。教學(xué)設(shè)計以初中物理重點知識,密度、功、阿基米德原理和液體內(nèi)部壓強規(guī)律等為切入點,分別顯化比值定義法、乘積定義法、實驗歸納法等科學(xué)方法的內(nèi)在邏輯,從而給初中物理科學(xué)方法教育的實踐以有益的啟示。

(1)密度――比值定義法

比值定義法就是用兩個或多個物理量的比值來定義一個新的物理量的方法,在初中力學(xué)部分的內(nèi)容如密度、速度、壓強、功率等概念的引入都使用了比值定義的方法。應(yīng)用比值定義法定義的物理量,依據(jù)其意義的不同,還可分為兩種類型:一類是兩個或多個物理量的比值是個常數(shù),如密度等,比值反映的是物質(zhì)本身的一種性質(zhì),它的大小是由物體本身所決定,與定義式中出現(xiàn)的其他量沒有關(guān)系;另一類基于控制變量的思想,如速度、壓強、功率等,比值反映的是效果,它的大小受定義式中出現(xiàn)的其他量的影響。但無論哪一類,比值定義法的本質(zhì)都是選取相同的標(biāo)準(zhǔn)進行比較。

《密度》教學(xué)設(shè)計是用生活中的例子引導(dǎo)揭示比值定義法的本質(zhì),再通過學(xué)生的探究實驗和相關(guān)計算分析以及對恒量的解釋最終引入密度的概念。

(2)功――乘積定義法

乘積定義法是由兩個或兩個以上的物理量的乘積來定義一個新的物理量的方法,乘積定義法的本質(zhì)是一種數(shù)學(xué)累積的思想。在初中力學(xué)部分的內(nèi)容如功、杠桿平衡條件、動能、重力勢能等概念的引入都使用了乘積定義的方法。用這種方法定義的物理量與定義式中出現(xiàn)的其他物理量有關(guān)系,它受這幾個物理量的影響,會隨這幾個量的變化而變化。以功為例,功是力的作用效果對空間的積累,所以它的大小由力和距離共同決定。

(3)阿基米德原理――實驗歸納法

所謂實驗歸納法是在對物理現(xiàn)象和過程進行大量的觀察和實驗的基礎(chǔ)上,對取得的大量資料進行分析、綜合、概括和歸納,從中找出有關(guān)物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系,得出結(jié)論或建立假說,再通過觀察和實驗進一步驗證。這樣就可建立與發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。

《阿基米德原理》的教學(xué)設(shè)計是將教材所提供的演示實驗加以改進,只用一個步驟就可以定量的演示出浮力的大小與物體排開的液體所受重力的關(guān)系,這樣既使演示實驗的結(jié)果更加一目了然又符合初中學(xué)生的物理認(rèn)知水平。

(4)液體內(nèi)部壓強規(guī)律――演繹推理

所謂演繹推理法就是指人們以已知的客觀規(guī)律為依據(jù),推知未知規(guī)律的方法。是由一般推出個別的過程。

《液體內(nèi)部壓強規(guī)律》的教學(xué)設(shè)計是采取先通過例題進行壓強計算而推導(dǎo)出液體壓強公式的方法,再將液體中想象出“液柱模型”具體化,用金屬絲制成一個長方體框架,在框架底面貼上帶色的薄塑料片,使框架上底與水面相平,借助長方體框架,幫助學(xué)生建立理想液柱的物理模型。最后再指導(dǎo)學(xué)生從液體中想象出“液柱模型”。然后可以按照教材,引導(dǎo)學(xué)生一步步討論如何計算出液柱的體積、質(zhì)量、液柱重、對底面的壓力、底面受到的壓強,每步的計算結(jié)果同時用字母表示出來,最后得出計算液體壓強的公式。這樣將抽象問題具體化,增加學(xué)生的感性認(rèn)識,可以逐漸培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力和想象能力。

由于文章篇幅限制,本文采取的是“以點帶面”的方式,后面的實施“案例”部分只選取了實驗班《密度》這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計思路和案例中應(yīng)用的主要科學(xué)方法的教學(xué)設(shè)計的摘要,來重點講解“比值定義法”。

2 實施“案例”

《密度》教學(xué)設(shè)計是從問題“木頭一定比鋁輕嗎?”引發(fā)學(xué)生思考與討論,為了使學(xué)生更好理解,先用生活中的例子引導(dǎo)揭示比值定義法的本質(zhì):爸爸買了兩斤蘋果花了5元錢;媽媽在買了3斤相同的蘋果花了6元錢,誰買的蘋果更便宜?學(xué)生很自然地想到比較每斤的售價更公平合理!教師引導(dǎo)思考這樣的做法是用總價與質(zhì)量做比后再比較,其合理的原因是選取了相同的標(biāo)準(zhǔn)。由這個例子思考剛才的問題,學(xué)生很輕松地就說出比較時需要選擇相同的質(zhì)量或相同的體積木頭和鋁進行

比較。接著教師再追問:“如果木頭和鋁的質(zhì)量和體積都不相同時,如何比較誰更輕”,學(xué)生能順理成章地說出用質(zhì)量與體積做比后再比較。教師引導(dǎo)學(xué)生得出不論是質(zhì)量與體積做比還是體積與質(zhì)量做比,只要比較時選取了相同的標(biāo)準(zhǔn),都能得出正確的結(jié)論。接著通過學(xué)生的探究實驗和相關(guān)計算分析討論出不同物質(zhì)質(zhì)量和體積的比值一般是不同的;相同物質(zhì)質(zhì)量和體積的比值總是相同的――是個恒量;教師解釋“恒量”的意思是說這個比值是個定值。不論組成這種物質(zhì)不同物體形狀與體積如何不同,但是最終質(zhì)量與體積的比值是一樣的,它能夠反映這種物質(zhì)本身的一種特性,從而引入了密度的概念。

3 訪談分析

通過對教師的訪談發(fā)現(xiàn),科學(xué)方法教育得到了教師們的共識,并且很渴望對科學(xué)方法有更深入的了解。同時被訪談老師都認(rèn)為在初中階段將科學(xué)方法顯化是有必要的。掌握科學(xué)方法是獲取物理知識的重要途徑,學(xué)生只有掌握科學(xué)方法,才能更快捷地獲取物理知識。雖然科學(xué)方法很抽象,不容易理解,教學(xué)上會有一定難度,但是把那些意義明確、應(yīng)用廣泛、符合學(xué)生認(rèn)知水平的科學(xué)方法,作為典型的、主要的科學(xué)方法,在初中的重點物理概念和物理規(guī)律教學(xué)中加以滲透、顯化,具有真實性和可操作性。

通過對部分學(xué)生的訪談發(fā)現(xiàn),針對我的問題,學(xué)生回答的內(nèi)容略顯膚淺??梢?,科學(xué)方法對他們來說,還是太抽象。但是,大部分學(xué)生還是認(rèn)為把科學(xué)方法講出來更便于物理概念的理解。所以,在教學(xué)時,更要注意分析并掌握中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的心理特點與思維規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,選擇更適合初中學(xué)生物理認(rèn)知水平的那些典型的科學(xué)方法進行科學(xué)方法的顯化教育,這樣才更有實效性和針對性。

三、科學(xué)方法顯化教育實踐的研究結(jié)論

基于科學(xué)方法的教學(xué)實踐,以及對教和學(xué)生的訪談,通過分析研究,得到如下的結(jié)論:

1 在初中物理教學(xué)中,應(yīng)該將科學(xué)方法教育的內(nèi)容加以確定

在物理學(xué)的范疇之中,科學(xué)方法與科學(xué)知識是相互平行的。與科學(xué)知識不同的是,科學(xué)方法涉及的不是物質(zhì)世界本身,而是人類認(rèn)識物質(zhì)世界的途徑與方式,是高度抽象的,隱藏在知識背后。因此,初中物理的各種教材和教學(xué)參考書,都應(yīng)該依據(jù)教育部頒布的義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》,從物理知識與科學(xué)方法相對應(yīng)的角度,將科學(xué)方法的內(nèi)容具體化,具有可操作性。教師在進行科學(xué)方法教育時,也應(yīng)把“隱藏”在物理知識背后的科學(xué)方法挖掘出來,向?qū)W生揭示科學(xué)方法,幫助學(xué)生借助科學(xué)方法獲取知識。

2 在初中物理教學(xué)中,科學(xué)方法教育的方式應(yīng)該采取顯性的教育方式

科學(xué)方法所涉及的不是物質(zhì)世界本身,而是人們認(rèn)識物質(zhì)世界的途徑與方式,所以,科學(xué)方法往往隱藏在知識的背后,既不易學(xué)習(xí),又不易掌握。如果教師在教學(xué)過程中還不顯化科學(xué)方法的話,學(xué)生就更難感受到科學(xué)方法的妙處,更體會不到學(xué)習(xí)科學(xué)方法對學(xué)習(xí)物理知識和物理規(guī)律的實際用途。

3 在進行科學(xué)方法顯性教育時,要把握住科學(xué)方法的本質(zhì)

教師在進行科學(xué)方法顯性教育時,不能只是停留在表面,必須要把科學(xué)方法的本質(zhì)顯化出來。通過本文的研究發(fā)現(xiàn),顯化比值定義法的本質(zhì)就是比較的思想,即選取相同標(biāo)準(zhǔn)的思想;顯化乘積定義法的本質(zhì)就是積累的思想等等。在教學(xué)中都應(yīng)該應(yīng)用各種教育手段把科學(xué)方法的本質(zhì)顯化出來,把它講透。

四、結(jié)束語

在中學(xué)物理教學(xué)中有意識地加強科學(xué)方法的顯化教育,逐漸得到越來越多的物理教育工作者的共識。在中學(xué)進行科學(xué)方法教育,是實現(xiàn)學(xué)生增長知識、發(fā)展能力、提高素質(zhì)的一個有效途徑。應(yīng)把科學(xué)方法的顯化教育作為物理教學(xué)的重要目標(biāo)和內(nèi)容,牢牢把握住科學(xué)方法這條主線組織教學(xué),以科學(xué)方法教育引領(lǐng)物理概念和規(guī)律的教學(xué),使學(xué)生不但掌握了物理知識,而且學(xué)會了用科學(xué)的方法去研究、解決問題,從而逐漸培養(yǎng)學(xué)生的研究能力、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻

[1]喬際平,邢,物理學(xué)習(xí)心理學(xué)[M],廣西:廣西教育出版社,2002