基于核心素養下物理科學研究方法專題的教學思考

摘 要：本文以初中物理教學中科學研究方法的教學為主題展開論述，分析了初中物理中常見的科學研究方法的類型和考查方式，通過試題舉例分析科學研究方法并加以歸類，闡述了物理科學研究方法的教學思考。

關鍵詞：核心素養;科學研究方法;物理知識;物理實驗;自制

引言

物理核心素養包括物理概念，科學思維，科學探究和科學態度與責任。其中科學思維離不開科學研究方法。初中物理常見的科學研究方法包括：控制變量法、轉換法、等效替代法、理想模型法、實驗推理法和類比法等。

一、以物理知識為背景考查科學研究方法

例1?人類在探索自然規律的過程中，總結出了許多科學研究方法，如：“控制變量法”、“等效替代法”、“類比法”、“理想模型法”等。下面是初中物理中的幾個研究實例：

①研究電流時，把電流比作水流;

②研究磁場時，引入“磁感線”;

③研究動能與速度的關系時，讓物體的質量保持不變;

④研究光的傳播時，引入“光線”。

其中，采用了相同研究方法的是

A.①和②?B.②和③?C.②和④?D.③和④

分析：本題從電學、磁學、運動和力、光學幾個模塊中各列舉了一個運用到物理科學研究方法，這也是平時物理教師在教學中常常講到的知識和方法，有助于掌握物理知識，需要我們同學進行分類匯總形成專題知識，其中①用到的是類比法，②和④用到的是理想模型法，③用到的是控制變量法，所以本題選C。這類題只要認真上課，復習時要歸類，可以將用到相同科學研究方法的知識點歸為同一類，方便復習。

二、從物理實驗出發考查科學研究方法

例2?牛頓第一定律是在大量經驗事實的基礎上，通過推理而抽象概括出來的。如圖所示的實驗中也應用了這種研究方法的是

近年來，隨著科學素養教育理念的不斷深入，物理實驗日益受到重視，許多選擇題或填空題都以實驗為背景進行考查，比如本題就是一例。牛頓第一定律結論的得出用到了實驗推理法，本題中A選項使用真空罩研究聲音能否在真空中傳播也是用到這種方法，因為真空罩內的空氣不能被完全抽出，我們只能通過越來 越稀薄的空氣同時聽到越來越小的聲音進行推斷真空不能傳聲，B選項用到控制變量法，C選項用到模型法，D選項用到等效替代法，故本題選A。通過實驗背景下考查科學研究方法，可以將不同的實驗聯系起來，同時也讓學生體會到科學家們其實研究實驗用到的也是我們平時經常說到的方法，科學方法就在我們的日常學習中，并不遙遠，也提醒廣大師生們不是只有實驗題才會考查科學實驗方法，小題一樣可以考查，以后試題將會有比較靈活的改變，最大的不變就是變化。教師在平時的演示實驗和學生實驗中要貫穿和強調每個實驗涉及到的科學研究方法。

三、從自制實驗角度看科學研究方法

某物理興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗裝置當用力擠壓裝滿水的玻璃瓶時，會看到細玻璃管內的水面明顯上升，這是利用細玻璃管內水面的變化來放大玻璃瓶的微小形變下列做法中也用到了類似方法的是

A.將發聲的青叉靠近乒乓球，乒乓球被彈開說明音叉在振動

B.在研究電阻的串聯時，為了研究方便，常用一個電阻來替代多個電阻

C.在探究電阻中的電流跟其兩端電壓的關系時，保持電阻不變來研究電流和電壓的關系

D.用磁感線來描述磁體周圍的磁場

在國家鼓勵創新教育的大背景下，創新實驗是物理教學中所鼓勵的，而自制教具較容易出創新，近年來自制教具也是一個熱門考法。本題中自制實驗裝置用到的是轉換法，A選項也是用到轉換法，B選項用到的是等效替代法，C選項用到的是控制變量法，D選項用到的是模型法，故本題選A。通過試題我們得到一個啟示：教師得重視并鼓勵學生自制實驗裝置，這是物理實驗教學和創新教育有機結合，通過自制實驗，調動了學生的動手熱情，鍛煉了學生的動手能力，實現物理教學中理論與實踐相結合，避免培養“高分低能”的學生，同時也倒逼教師提高實驗演示和制作能力。

總結

綜上所述，科學研究方法在物理教學和解決問題中，應用非常廣泛，要求教師在平時的教學中要滲透科學研究方法的思想，引導學生領會科學研究方法的實用價值，指導學生應用科學研究方法解決實際問題，不斷提高學生的物理核心素養。

參考文獻：

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惠州市鐵路學校?邱偉東