關于初中物理科學方法教育的一些思考

【摘要】本文就新課程改革中，物理教學中涉及的科學方法教育進行一些個人小結和歸納，闡述了筆者對科學方法教育的思考和體會。
【關鍵詞】物理教育；科學方法教育 
        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氣的方法”，因此也有理由這樣說“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，脫離了知識科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。以下就教育上談談自己的看法。
        1.初中物理科學方法教育的兩種方式
        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“用科學探究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原理。”顯性方式是在“進行科學方法教育時，明確指出科學方法的名稱，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。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感性認識不足時，或者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。這種方式適合于學生對感性認識較豐富的前提下，有目的、有意識地培養學生解決科學問題的能力時使用。尤其在初中教育階段，隱性方式教育是非常重要的。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。
        2.初中物理科學方法教育的原則 數學論文發表 
        2.1與物理知識教學緊密聯系的原則；物理學整體是由物理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，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。
        2.2與初中生年齡特征相適應原則；初中生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，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，并不需要把各種科學思維方法傳授給學生。
        2.3長期性原則；科學方法教育是科學能力的外化，提高能力比掌握知識要難。初中物理教材中的科學方法許多都是隱含的，科學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。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。
        2.4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。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。
        3.初中物理所包含的科學方法 數學論文發表 
        物理體系自身包含著豐富的科學方法，總的說來，這些科學方法大致可以分為四類，那就是：物理方法、數學方法、邏輯方法、非邏輯方法。 
        在初中階段物理方法主要有，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。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，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。如表示光的直線傳播的光線，描述磁場的磁感線，描述力的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；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、電壓的概念和影響電阻大小的因素等概念時，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