物理实验教学中科学方法教育分析

在实际课堂中一直存在重知识轻科学方法教育的情况，这样的现状使很多学生学到的是支离破碎而不是有序系统的知识链．在2011版物理课程标准中，将“过程与方法”作为课程目标明确写入课程标准，强调学生学会学习的过程，义务教育阶段物理教学的目的就是培养全体学生的科学素养，让学生获得知识的同时，经历探究过程．《课标》强调既要学习科学知识，更要掌握一定的科学思维方法．只有掌握一定的科学思维方法，才能有力促进学生的能力提高和落实素质教育的目的．

1初中物理课堂科学方法教育的现状

随着课程改革的深入，三维目标的理念已经深入广大教师心中，大部分教师在课堂教学中能够重视“过程与方法”目标的实施，注重在教学中引导学生参与科学探究活动，进行分析归纳总结．但是现实上还存在诸多问题影响“过程与方法”目标的落实．初中物理《标准》中对科学方法没有明确的要求，教师在实际教学中不好把握过程与方法目标落实的程度．《课标》在过程与方法目标中的表述，主要是对于过程的具体要求，对于科学方法，只在第五条中提到“要学习物理学家在科学探索中的研究方法，并能在解决问题中尝试应用科学研究方法，”但是在初中阶段具体要学习哪些方法?在问题解决中要会用哪些方法?学生应该达到什么层次?课标没有具体要求．这在一定程度上造成了很多老师对科学方法教育的“度”理解认识有偏差，教学过程中无从下手．还有很多老师在实际教学中把方法与能力相互混淆，把方法等同于观察、记忆、分析、归纳等能力目标，这些教师并不明确在初中课堂上学生到底应该学到哪些科学方法，在教学设计时应如何制定科学方法的目标．这些现象直接导致了科学方法教育落实不到位，肤浅漂浮的情况．

2实验教学落实科学方法教育的重要性

科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的思维、行为方式，是人们改造和认识自然的有力工具．科学方法是科学素养的主要组成部分，同时也是培养学生终身学习能力的途径，它是将知识和能力联系起来的纽带．对于刚接触物理的初中学生，虽然对世界充满了好奇，但是还没有接触了解研究问题的基本方法和手段，那么就无法将大量的物理知识在头脑中编织成一个层次清晰、逻辑严密的网络，也就无法完善自己的知识系统，当面对陌生的问题时也就无从下手寻找事物变化发展的根源．因此，初中阶段在注重物理知识教学的同时，必须加强物理科学方法教育，教师要有目的、有意识、有步骤地在课堂渗透和学习物理学的基本研究方法，使学生受到物理科学方法的熏陶和训练，避免那种在课堂教学中只重知识，忽视方法，只是孤立地解释现象的状况存在．经过合理实时的训练，让学生逐步掌握最基本的科学方法，达到促进知识学习，培养能力和提高科学素养的目的．当然初中学生刚开始接触物理，分析、思维等能力还处于开发提高阶段，我们也不能过度拔高科学方法教育的要求和作用．

3初中物理实验教学中常用的科学方法

研究物理的科学方法有许多，在初中课本中用到的有控制变量法、观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、模型法、科学推理法等．其中观察法是最基本、古老、最直接的科学方法，在初中教学中，观察法的教学始终贯穿于物理课堂各个内容的教学，教师应对学生的观察随时进行有针对性的指导，促进学生观察能力的培养．由于学生自身的知识、能力限制，在初中教材中唯一明确提到名称的方法就是控制变量法，其它科学方法都是渗透于实际教学内容中，并没有把名称明确提出．控制变量的思想是在课本中明确提到的，广大师生能够张口就来，在《课标》中具体要求是“尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识”．所谓控制变量就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题．可以说任何物理实验，都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究．如导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系，初中物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系，而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下，研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系，分别得出实验结论．通过学生亲自实验，让学生在动脑与动手，理论与实践的结合点上找到这“两个关系”，最终归纳得出欧姆定律．初中物理教材中，还有很多实验均应用了控制变量这种科学方法．探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;探究压力的作用效果与哪些因素有关;探究液体内部的压强与哪些因素有关;探究浮力的大小与哪些因素有关;探究影响物体动能和重力势能大小的因素;探究导体的电阻与哪些因素有关;探究电流与电压、电阻的关系;探究电流做功与哪些因素有关等．利用控制变量法研究物理问题，注重知识的形成过程，有利于扭转重结论、轻过程的倾向，有助于培养学生的科学素养，使学生学会学习．实际在研究某些物理知识或物理规律，往往要同时用到几种科学方法．如在研究影响电阻大小的因素时，我们同时用到了观察法(需要观察电流表的示数的大小)、转换法(通过研究电流的大小来判断电阻的大小、实验中把电阻的大小转换成电流的大小)、归纳法(分析实验数据现象，将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳总结在一起)和控制变量法(在研究一个量与另外一个物理量的关系时控制了第三或第四个量保持不变)等方法．

4结合具体内容进行科学方法的渗透

教学中既不能脱离知识去讲方法，也不能只讲知识不讲方法．离开知识讲方法就会使方法显得过于理性化，抽象而不具体，学生难以琢磨．知识是方法的载体，脱离了知识，科学方法教育就成了空中楼阁水中花．因此，教师在教学中应充分利用和挖掘教材中科学方法的教育因素，抓住知识与方法的结合点，以具体的教学内容为依据，采用不同的教学方法和手段，适时点拨，让学生在获取知识的同时在不知不觉中学习不同的科学方法．通过概念、规律的形成，培养学生抽象和概括、分析和归纳、综合和推理等思维能力．将科学方法教育贯穿于物理教学过程之中，既能使学生了解知识的来源，知道知识形成的过程，加深对知识的理解，同时也能学到科学方法，为学生能力的提高打下基础．在教学《平面镜成像》时，为了使学生理解平面镜成像的特点，老师们在课堂上采用实验法，将点燃的蜡烛A放在竖立的玻璃前，让学生通过玻璃观察点燃的蜡烛的像，比较物、像的大小;然后再将另一只等大的蜡烛B放于玻璃后，移动蜡烛B使它与点燃蜡烛A的像的位置重合，比较物与像的大小;通过标出玻璃以及玻璃前后蜡烛的位置，测出蜡烛和它的像到玻璃的距离，找出物像连线与玻璃面夹角关系．改变蜡烛到玻璃间的距离多做几次实验，从而总结出平面镜成像的特点．这种通过实验方法来探索物理规律的做法，既使学生理解了平面镜成像特点的知识，同时也学到了由实验研究问题的科学方法，培养了学生观察能力和实验能力．在物理知识的教学中，注意发挥教学内容中科学方法教育因素的作用，做到方法教育和知识教学有机结合，是培养学生学习能力，提高学生科学素养的有效途径．

5进行科学方法教育应该潜移默化、循序渐进

初中物理知识中涉及到较多的科学方法教育内容，物理知识有它的层次性，科学方法也有它的层次性．限于初中学生的知识水平和理解能力有限(这也是课标中没有明确提出科学方法教育的原因)，我们不能把物理学知识形成过程中所涉及的各种方法都纳入课堂教学内容之中，而应该根据课程的教学课时、学生理解能力的高低、学生能力发展以及教学内容的需要，合理地选取方法教育的内容．使方法教育的内容与知识教学有机地结合，潜移默化，循序渐进，使学生在方法的学习中学有所悟有所得．如在《牛顿第一定律》的教学中，从定律建立所涉及到的方法来看，应介绍伽利略理想实验的方法．但限于学生抽象思维能力水平，还是应根据教材的思路，进行真实实验，帮助学生建立感性认识．在此基础上，让学生运用逻辑推理方法，发挥想象力，把接触面理想化，忽略摩擦等次要因素，通过比较不同摩擦对小车运动距离的影响，大胆猜测在没有阻力的情况下，小车将永不停歇地沿直线运动下去，推理得出在理想状态下小车的运动状态，实现从感性到理性的过渡，让学生水到渠成地理解牛顿第一定律．进行科学方法教育是一个长期的过程，也是学科赋予教师的一项重任，因此在初中物理教学过程中，作为一名物理教师要充分利用各种素材，为在学科教学中通过渗透科学方法教育来提高全民族的科学素养做出贡献．要注意挖掘教学内容中科学方法的教育因素，并根据学生学习的心理水平合理选择教学手段和教学方法，做到方法教育与知识教学有机的结合，让学生爱科学、学科学、用科学，努力成长为具有开拓、创新精神的科学人才．为提高全民族的科学素养发挥重要作用．

作者:刘志军 单位:灵武市教研室