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科学方法在初中物理教学中的渗透

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《中学物理杂志》2014年第十六期

1初中物理概念教学中渗透科学方法的可行性

1.1物理概念的特点及教学要求物理概念作为观察、实验和科学思维相结合的产物,在应用中具有定性或定量的特性,要求表述科学精确;它的产生基于一定的社会情境,又具有特定性;在形成概念的过程中,与其相关联的知识脉络错综复杂,学习时需层层深入、全面到位,由形象到抽象使认识螺旋上升,因此又具有建构性.考虑到概念在物理教学中的重要性及其具有的特征,在教学中我们应该注意如下几点:首先,通过创设情境,引入概念,以生活中具体情境或实例为载体,强化对物理现象的实际感受利于学生接受概念;其次,精细形成概念的思维加工过程,概念是思维的产物,由于思维具有发散性,易受表象认识的干扰,在思维加工的过程中应引导学生抓住本质特征,形成科学概念;最后,巩固深化,理解应用意义,在解决问题的过程中实现对概念的准确定位.物理概念是在物理知识框架中抽象出来的理论精髓,作为基本理论能指导学生建构知识体系,因此,在开展概念教学的过程中,我们可以通过科学方法的渗透促进学生知识体系的构建及能力的培养.

1.2在概念教学中渗透科学方法的内涵渗透科学方法旨在潜移默化中对教学施加影响,它的精髓在于让学生真正去面对具体的物理现象,自主完成感觉、发现、思索、探究这一系列思维形成的过程,继而抽象出物理概念和定律,再运用演绎的方法应用于解决实际问题.科学方法教育有隐性和显性两种方式.隐性方式重在使学生感受科学方法,受到科学方法的启蒙和熏陶,初步体会到科学探究涉及的方法和策略,这种方式比较适合在构建物理概念的过程中使用,逐步引导学生掌握事物本质规律,在潜移默化中体会采用的科学方法;显性方式重在解决问题中对科学方法进行操作训练,使学生有意识地掌握科学探究的方法和策略,这种方式适合于在学生对科学方法有丰富的感性认识后,有目的有意识地应用科学方法,或者联系所学内容结合多种方法的特点分析总结不同方法的适用性,使学生在解决科学问题的过程中建立具体问题具体分析的方法论认知.在概念教学中渗透科学方法教育包含两层含义:一是在定义概念的知识框架内寻找一些切入点,渗透进物理学的科学方法;二是在介绍科学方法时,把学生引导到具体的物理现象中来,在情景化的物理原始问题中逐步渗透理论概念的思维形成过程.

1.3在概念教学中渗透科学方法的实例分析质量是中学物理教学中涉及到的重要概念,初中课本上把质量定义为物体所含物质的多少,它是一个量度,指出物体的质量等于物体的密度乘上所占有的体积,而密度在教材中是指某物质的质量与该物质体积的比值,同种物质的密度一般是相同的,并在课本上附有一些常见物质的密度.如果我们严格追寻密度和质量的定义,就出现了相互定义的情形,在这里的教学中,我们可以通过科学方法的渗透指出教学方法中比值定义法的适用性,并剖析概念包涵的物理意义,让学生理解物体与物质是不同的,我们用质量来表示物体所含物质的多少,它是物体的固有属性,与物体各组成部分间的相互作用有关系.而密度的物理内涵是单位体积内所含物质的质量,反映了物体的特性.在渗透比值定义这一科学方法的同时,可以类比回顾运动学中速度的定义及物理意义,实现知识与方法的互相渗透理解,为后续学习牛顿定律、万有引力定律、相对论中质量等做好科学铺垫.由此可见,概念教学中采用的方法不同,其教学效果也会大相径庭,初中阶段的学生抽象思维尚不成熟,物理科学素养亟待完善,在饱含抽象理论思维的概念学习中渗透科学方法教育,不仅利于学生掌握概念内涵,还利于学生开展概念辨析及迁移应用.所以,在初中物理概念教学中可以渗透科学方法教育,通过仔细斟酌,取舍不同的科学方法与策略既是对科学方法内涵的理解,也是对学生概念学情的细心体察.

2初中物理概念教学中渗透科学方法教育的策略及建议

初中物理概念教学的任务,不仅是让学生学到相应的物理知识、求实的品质,还有创造的思想和开拓进取的精神,使学生的综合素质得到提高.物理课堂教学作为受教育者接受科学知识、培养科学素养的重要阵地,教师有责任在概念的形成过程中渗透科学方法教育,培养学生的科学素养,这对初中生形成科学的世界观、人生观有重要影响.

2.1在概念教学中显隐结合渗透科学方法教育初中阶段物理概念教学中常用的科学方法有:(1)观察和实验方法,其中有意观察和实验数据处理方法在概念形成阶段使用较多,如在学习密度概念及密度应用时,通过隐形渗透观察法及科学实验方法、步骤,让学生在使用天平测质量、量筒测体积的同时,分析实验结论、总结归纳出不同物质其密度一般不同的特征,以突破密度是物质特性这一难点的教学;(2)比较和分类方法,这类方法对于辨析相似概念、明确概念内涵有重要作用,如在习得速度的定义后辨析平均速度、瞬时速度的区别及联系,显性呈现比较、分类的科学方法,通过异中求同、同中求异、分类等方法获得对概念特征的把握;(3)理想化方法(理想实验、理想模型等),通过该方法隐形渗透物理学家科学探究的过程,可以实现传递科学思想、培养严谨科学态度、构建逻辑科学思维的教学目标,如在牛顿第一定律相关概念的学习中,通过整理对比亚里士多德及伽利略的观点,引发学生积极探讨,体会理想实验、理想模型及合理推理方法在建构概念过程中的应用,让学生切身感受科学探究的过程中激发的思维火花,促进过程与方法目标的达成;(4)分析和综合方法(包括定性分析、定量分析、因果分析、综合等),物理概念以文字符号为载体呈现科学理论,在应用中又有定量的性质,所以定性与定量结合、因果呼应才能准确把握概念的实质;(5)数学方法(包括用比值定义物理量、表达物理规律的形式化语言、运用图象描述物理现象和规律),概念的定性表述与精确的数学定量表述相结合,是物理概念的突出特点,在初中阶段由比值法定义的概念贯穿于力、声、热、电、磁各部分,潜移默化中隐形渗透科学方法利于学生定性理解概念的物理意义,并在应用比值法显性传授解决问题的方法策略过程中,让学生体会数学方法在学习物理中的重要地位;(6)分析和解决问题的具体方法(包含等效方法、近似处理方法等),物理概念常用文字和公式表现物质运动形式的诸多定律和原理(假设),它们集中反映了物理知识体系的理论精华,饱含认识自然科学的思想方法,通过等效或近似处理法强化数理结合方法的应用,疏通各知识间的联系,同时概念解决问题的过程即是理论指导实践的过程,对发展学生认知有促进作用;(7)非逻辑思维方法,对于一些可以运用猜想、顿悟等方法习得却难以用语言、书面形式表达的概念感知,学生往往在生活体验中潜移默化获得,所以合理利用直觉、灵感、想象、猜测等思维方法对于概念学习也有重要作用.

2.2科学理论指导科学方法在概念教学中渗透概念教学担负着使学生掌握基础知识和形成科学认知的双重任务,传统教学认为知识是客观的,学习的任务是认识和了解这些客观知识,重视灌输式教学,教学中教师虽重视概念教学,却力图让学生对概念的理解一步到位,所以我们需探索新理论指导教学.建构主义本身作为一种理论思潮,认为学生对复杂概念的理解并不是一次完成的,认识是在失误中不断建构,最终形成正确的认识,要在知识的应用中完成认识的建构,它支持学生充分发挥自身的主动性,教师需引导学生自己去探索、研究、发现问题,采用科学方法渗透于物理理论概念,不仅能激发学生探究新的理论体系,更能在显性训练科学方法的过程中通过师生合作使学生获得外在的方法、技能,在抽象思维显化为外在行为的过程中,促进学生知识体系及思维脉络的建构.

2.3科学方法在概念教学中渗透的反思新课改要求,教学要了解学生原有的知识储备和生活经验,密切联系实际,从生活走向物理,以学生的生活经验或社会热点问题作为切入点,注重概念的生成性,使学生顺理成章地接受、理解,注重激发学生的学习兴趣,培养他们应用所学知识解决实际社会生活问题的意识和能力.概念教学中渗透科学方法符合新课改的理念,且对学生学习有重要意义,授人以鱼不如授之以渔,方法教育比知识本身获取更有意义.但是,在物理概念教学中渗透科学方法教育,从知识到方法再到思维并不是水到渠成的,只有让学生认识概念形成的特点,在应用科学方法或概念来解决问题时才能像庖丁解牛那样游刃有余.所以课堂教学中科学方法的传授更需要教师有效引导,并在春风化雨似的教学中潜移默化地渗透.渗透方法虽然有利于培养学生的创新精神、怀疑精神、批判精神,有利于弥补学生在传统教育中的缺憾,但是它的实行对教师素养、教学策略都有更高的要求,在实际教学中还面临很多的挑战和问题,实行起来确实不易.为此,我们在概念教学中渗透科学方法时,要注重结合丰富趣味性的物理学知识将学生身上蕴藏的好奇心和探索精神挖掘出来,利用探索性实验培养学生的观察能力,通过同形异解、一题多解,培养学生在物理学中应用数学方法的能力,掌握数理思维能力,利用科学假说、建立物理模型培养学生的抽象思维能力.通过调动一切积极因素,适时采用这种以兼收并蓄为主的渗透性学习方法,在学科教学中适当地多走一步,在初中物理概念教学中充分发挥对科学方法渗透的教育功能,使学生的综合素质得以提高.

作者:赵娜张磊单位:山东师范大学

中学物理杂志责任编辑:田老师    阅读:人次