基于科學方法教育的物理教學情境設計

王美生

【內容摘要】科學方法教育在初中物理教學中具有十分重要的意義，它改變了以往教學模式中過于看重知識的傳授，強調了學生獲取基礎知識與基礎技能的重要性。本文對此進行了分析研究。

【關鍵詞】科學方法教育 物理教學 情境 設計

隨著時代的進步，物理學也迅速發(fā)展起來并廣泛應用在各個領域，這對義務教育課程帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)，因此課改后的物理教學標準把提高學生的學習能力作為了中學物理教學的核心內容。現(xiàn)在的物理教學以發(fā)展學生的自主學習能力、養(yǎng)成良好的思維習慣為教學目標，以幫助學生運用物理知識和科學探究方法去解決問題為最終目的，通過科學方法教育進行物理教學，幫助學生理解抽象的物理知識以及物理概念，調動了學生的學習積極性。

一、觀察與實驗是獲得研究結論和物理知識的重要科學方法

物理是一門建立在實驗基礎之上的學科，它涉及的內容很豐富，而且還有嚴謹?shù)睦碚摶A，在生活和科技領域都能應用到。絕大部分物理學是從實驗現(xiàn)象中來的，比如著名的自由落體運動。通過做實驗可以觀察到書本上描述的物理現(xiàn)象，進而加深學生們對物理知識的理解和運用。但是對物理現(xiàn)象的觀察和理解需要借助一些科學方法的支持，觀察和實驗是獲得研究物理知識的重要科學辦法，在物理教學的情境設計中常常會利用可觀察的現(xiàn)象來檢驗思維的正確與否，進而幫助學生理解抽象的物理概念和規(guī)律，形成良好的知識體系。通過感官或者借助一些實驗儀器，對實驗現(xiàn)象進行觀察可以使教學情境現(xiàn)象變得更加生動有趣，激發(fā)學生的學習熱情和課堂參與度。

如在研究“影響液體蒸發(fā)快慢的因素”時，教師設計的教學情境是讓學生仔細觀察“液態(tài)水在加熱和不加熱的情況下有什么現(xiàn)象發(fā)生？”在外界條件完全一樣的情況下，教師在兩個相同燒杯中分別倒入50ml的水，一個進行加熱蒸發(fā)，一個在常溫下蒸發(fā)。2分鐘后，學生會看到加熱的燒杯中水明顯減少，這現(xiàn)象恰恰是說明“溫度是影響蒸發(fā)加熱快慢的因素”的重要證據(jù)，這就是教師精心設計的實驗情境。同時教師要做同樣的實驗兩次或三次，以確保實驗的說服力。教師將燒杯中的水加熱是為了使學生可以很清楚的看到實驗現(xiàn)象，引導性地將學生的注意力轉移到它所要觀察的實驗情境的細節(jié)變化上，讓學生從這個教學現(xiàn)象情境中獲得知識。

二、對不可見、不易見的現(xiàn)象進行轉換

物理學中有很多看不見摸不著的現(xiàn)象或者不易直接測量的物理量，為了使物理教學變得更加容易，學生更容易理解，教師通常采用轉換法來幫助學生理解概念規(guī)律和實驗現(xiàn)象。在保證實驗效果相同的前提下，把不可見、不易見的現(xiàn)象轉換成可見、易見的現(xiàn)象，把陌生復雜的問題轉換成熟悉簡單的問題，把難以測量或者測量不準的物理量轉換為能夠測量或者測量準確而定物理量，幫助學生理解理論概念和規(guī)律。轉換法是一種科學方法，在物理情境教學設計中經常會用到，它是教學情境變得生動，教師的教學效率和學生的學習效率都大大提高了。

轉換法在電學方面的應用最為廣泛，如在研究“導體的電阻大小”這一特性的時候，就是把不同的導體接入到同一電源的兩端。電阻容易受到外界因素的影響，其阻值會隨著溫度等的變化而變化，直接測量時得出的阻值不是很準確，而電流值容易測量準確，因此本章就將直接測電阻轉化為測電流。通過觀察電流表可以看出電路中電流的大小，由計算公式“I=U/R”可以計算出不同導體電阻的大小，而且電路中的電流越大表明導體對電流的阻礙作用越小。這個實驗的現(xiàn)象很明顯，學生可以很直接的觀察到電流的變化，進而得出導體性質對阻值的影響，讓學生更容易接受和理解電阻和導體性質之間的關系，加深了學生的印象。除此之外，轉換法還經常應用于聲學。教師在桌子等振動的物體上放一個質量較小的紙團或者別的物體，將桌子振幅大小轉化為紙團振幅的大小，進而知道桌子振動時所發(fā)出的的聲音響度的大小。

三、嘗試考慮影響問題的主要因素，控制其中變量

在物理教學中，對于多個變量問題常常采用控制變量法，把多個變量變成多個單因素變量的問題，只改變其中的某一個變量，進而研究該變量對事物的影響，然后在對其他變量進行研究，最后綜合解決。控制變量法是進行科學探究的重要思想方法，在物理實驗分析中起著十分重要的作用。

如在探究“電流與電壓、電阻的關系”時，可先控制固定電阻值R不變，先研究電流與電壓的關系。在實驗中，通過調節(jié)滑動變阻器的滑片改變電阻兩端的電壓，記錄下電壓表U和電流表I的值。根據(jù)電壓表和電流表值的變化和公式“I=U/R”得出結論：在電阻一定時導體中的電流與這段導體兩端的電壓成正比。隨后再研究電流與電阻的關系，通過改變滑動變阻器的滑片使固定電阻R兩端的電壓始終保持一個定值U。改變滑動變阻器的阻值，記錄對應的電流表示數(shù)I。根據(jù)公式“R=U/I”和電流表I的值變化得出結論：在電壓一定時，導體中的電流表與導體的電阻成反比。進而總結得出電流與電壓、電阻的關系。

在新課改形勢下，初中物理教師應該把培養(yǎng)學生學習物理的興趣放在首位，根據(jù)學生的學習特點設計教學情境，在實施教學的過程中，使學生體會到學習物理知識的樂趣，提高學生學習物理的積極性。

【參考文獻】

[1] 張憲魁. 物理科學方法教育的研究與反思（續(xù)）[J]. 物理教師，2011（05）.

[2] 張憲魁. 物理科學方法教育的研究與反思[J]. 物理教師，2011（04）.

（作者單位：江蘇省鹽城市第五初級中學）