應重視初中物理教材中方法論的教學

文/劉天榮

應重視初中物理教材中方法論的教學

文/劉天榮

《物理課程標準》要求，在突出科學探究內容的同時，重視研究方法的指導（包括實驗方法和科學思維方法），使學生在進行科學探究、學習物理知識的過程中，逐漸拓寬視野，發散思維途徑，初步掌握解決物理問題的研究方法。為此，不僅在教學要求中明確、具體地提出來，而且在中考試題中加強了對物理研究方法的考查，使物理研究方法的重要性在平常教學中得到重視。

一、控制變量法

控制變量法——就是把多因素影響某一物理量的問題，通過控制其他因素不變，只讓其中一個因素改變，從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的研究方法。這種方法在實驗數據的表格上反映為：某兩次實驗只有一個條件不相同，若兩次實驗結果不同，則與該條件有關，否則無關。反過來，若要研究的物理量與某一因素是否有關，只讓該因素不同，而其他因素都相同。控制變量法是中學物理中最常用的方法，教材中涉及這種方法的內容較多。例如，根據生活經驗分析影響蒸發快慢的幾個因素；實驗研究電流與電壓、電阻的關系等。在教材中還有：（1）探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關。（2）研究液體內部壓強的規律。（3）探究壓力作用效果與哪些因素有關。（4）研究通電導體在磁場中受力與哪些因素有關。（5）研究電流做功多少與哪些因素有關。

二、轉換法

從效果相當的角度，借助于力、熱、光、電、機械等方法之間的轉換，對一些看不見、摸不著的現象或不易直接測量的物理量，轉換成看得見、摸得著、便于研究的現象或問題，實現可觀察、易觀察或觀察效果明顯的目的。這種研究方法叫做轉換法。例如，微小壓強計是把壓強的變化轉換為連通器中兩邊液面高度差的變化；電流表測電流、電壓表測電壓以及盒式氣壓計等，都是把電學量、力學量轉換為指針的偏轉來進行觀察的。

三、等效替代法

等效是指不同的物理現象、模型、條件或過程等在物理意義、作用效果或物理規律方面是相同的，它們之間可以相互替代，而效果、結論不變。這種研究方法主要是針對一些較為復雜的問題，用一個化繁為簡的替代思路，使它們的效果完全相同，從而將問題化難為易，得到解決。例如，曹沖稱象的方法，把不可分割的大象，用可以加減變化的石塊來替代，大象重就等于等效時（同船同水印）船中石塊總重；托里拆利實驗的原理是：大氣壓強等于它支持的水銀柱的壓強，計算出水銀柱的壓強就知道了當時的大氣壓強。用等效替代法使托里拆利成為最早測出大氣壓強的科學家。這種方法在教材中還有一些：（1）平面鏡成像實驗。（2）引入“合力”概念的實驗。（3）“撈鐵牛”的故事中，鐵牛替代船中扔出的部分沙子。（4）推導串、并聯電路中等效電阻。（5）做功與熱傳遞在改變內能上是等效的。

四、類比法

類比就是根據兩個（或兩類）對象之間在某些方面的相同或相似而推理它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。在建立概念時常用這種方法。例如，用水流類比電流、水壓類比電壓。這種方法教材中還有：（1）以運動快慢（速度）類比做功快慢（功率）。（2）用水波類比電磁波。（3）液體壓強類比大氣壓強。（4）用水流做功類比電流做功。

五、理想模型法

通過建立模型來揭示事物本質或主要特征的研究方法。把研究對象具有的特征理想化，突出研究對象主要特征或某些方面特征，忽略其他方面特征或次要特征。目的在于集中研究對象某些方面本質特征或運動規律。例如，光線、力的圖示、電路圖、手搖發電機、分析浮力產生的原因、牛頓第一定律實驗條件等。

六、比較法

通過對實驗條件、過程、現象、結論等進行觀察、對比、分析，找出研究對象的相同點和不同點，是初中物理的常用方法，凡是觀察或實驗，都要用比較法。例如，研究物體浮沉條件時，用重力相同的鉛盒與鉛團作比較；研究物體吸熱本領時，用形狀相同的黑白物體作比較。

以上幾種方法是初中物理教學中常用的研究方法，盡管還不是很全面、系統，但已是研究方法的主要部分，為學生構建方法論思想，進行方法論教育提供了良好素材。研究方法不僅對實驗教學而且對其他學科都產生了深遠的影響。對提高學習效率，培養科學態度，形成科學世界觀和科學觀奠定了基礎，值得我們重視。

責任編輯 張曉楠

陜西省城固縣朝陽中學