浅谈物理科学方法在《透镜》教学中的应用

鲁佩用

摘 要：科学方法教育是中学物理教学的重要内容。物理科学方法担负着发现、建立、检验、运用和发展物理规律的职能。但目前科学方法教育存在着一定的问题，要想解决这些问题， 就必须把科学方法纳入教学内容，按照科学方法的逻辑设计教学程序， 让学生运用科学方法解决实际物理问题。

关键词：科学方法；透镜；显性明示；隐性渗透

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0025-3

新课程改革纲要把“过程与方法”作为课程目标写入基础教育课程标准，使得近几年科学方法教育受到教育研究者和实践者的广泛关注，但在初中物理教材中所涉及的物理科学方法几乎都是隐性展示。笔者认为，方法性知识是可以告知和传承的，具有可教性。为此，有些方法可以在教学中进行渗透，也有很多方法可以明示，本文着重介绍关于物理科学方法教育的实践和注意事项。

1 科学方法的基本概念

科学方法是指研究与描述自然现象、设计与实施科学实验、建立科学概念、总结科学规律、检验与应用科学规律时所采用的各种手段。知识是在一定方法上形成的，而一定的方法又是知识发展的产物，因此物理科学方法总与科学知识相伴。物理科学方法是学生掌握物理知识和训练基本技能的重要手段，是培养科学思维、科学态度和科学精神的主要依托。

2 科学方法在“透镜”教学中的应用

2.1 显性明示

显性明示就是在教学过程中，提出物理科学方法的名称，并且以学生能接受的深度来讲解这些方法的内容、特点和操作过程。对于基础的常用的科学方法，如转换法、控制变量法等，可以及时显性明示，这样可以将这些方法固化在学生的头脑中，并形成学生的思维品质。表1为“透镜”这节的知识点和相关的物理科学方法。

在本节课中，重点显化了两种科学方法，即比较法和分类法。这两种科学方法在前面的学习中学生已经有了一定认识基础。所谓比较法，就是人们在认识活动中，根据一定的标准，把彼此有联系的各种对象或现象加以对照分析，并确定它们之间的异同关系、特殊本质的思维过程和逻辑推理方法。比较固体传声和气体传声效果的大小、研究响度和音调的影响因素时，比较两次实验现象的不同、比较蒸发和沸腾的异同点等，在学生有了足够的感性认识的基础上，本节课我们对比较法进行了详细的解释，同时让学生列举用到此方法的实例。再比如分类法，是根据事物有不同的特点和性质而采用的一种物理教学方法。这种方法有利于把问题从复杂化为简单，并且对教学也非常适用的一种方法。如：把光的反射可分为镜面反射和漫反射；把常见的电路根据其特点可分为串联和并联电路；能量的划分等等。这都采用了分类法。教师在前期教学中有意识地隐性渗透分类的方法，那么本节课通过认识透镜活动显化这种科学研究方法应该是水到渠成。在课堂中将科学方法显化后，如果在以后的学习过程中再出现该方法，就一律以显性教育的面目出现。当然在介绍了科学方法的内涵和应用后，还应对该方法提出具体的要求（特点和操作过程等）。还有其它的几种方法，如观察法、实验法、归纳法、设疑提问法等都是已经被学生基本掌握的科学研究方法，在本节课中就不需要再次重点提出。最后在对本节课所学知识点进行总结的同时，也要对本节课中所涉及的科学方法进行总结，这也是一个将科学方法再次显化的过程。

2.2 隐性渗透

隐性渗透科学方法就是教师在课堂教学中不公开教学目的，通过教学环境或无意地向学生传递教学信息，让学生在“非压力环境”中逐渐体会、感受科学方法，在学习科学知识的过程中不知不觉地掌握科学方法。考虑到学生的兴趣和学生对科学方法的学习和掌握是一个由简单到复杂，不断深化的过程，因此，选择适当的方法在课堂中进行隐性渗透，可以为以后显性教育创造条件，又避免了过多地增加信息量和教学的抽象性。一般的做法是在课堂教学中隐蔽地发挥科学方法的导向作用，使学生在学习过程中受到科学方法的熏陶，但一般不提方法的名称，对这些方法的内容不做解释。如归纳和演绎、微元法等在初中物理教学中一般是不提出的，而只是把复杂事物的过程进行简化后将方法的内涵渗透给学生。对于本节课涉及到的逆向思维法，在后面的学习中还会接触到，比如学习电磁转换时，由奥斯特实验的电生磁，提出磁能否生电呢等；作图法是处理物理问题非常重要的一种手段，在下一章将会重点涉及；再比如理想化的方法，是指研究主体借助于逻辑思维和想象力，根据所研究问题（一般都是涉及诸多因素的复杂问题）的需要和具体情况，有意识地突出研究对象的主要和本质因素，排除次要、非本质以及无关因素的干扰，通过塑造理想化实验、创建理想化模型从而简明扼要地揭示物理现象本质的方法。前面学过的演示真空不能传声的实验及点光源、光线都渗透过此方法，在以后的物体做匀速直线运动、物体运动不计摩擦力、阻力对物体运动影响实验、简单机械部分中不计摩擦、绳重等还会接触到该方法，等学生学习了相关内容后再详细地讲解它们的内涵及应用会更加合适。在课堂教学中对学生进行科学方法的隐性渗透，可以使学生感受、领悟学习或研究过程中的科学方法。

2.3 应用提升

学生学习了一些方法，知道了名称，但不等于掌握，只有通过用方法解决问题的实践，某种方法才可能内化为学生自己的知识，所以，教师要多引导学生参与用方法解决问题的活动。如在透镜教学中，笔者常设计两种问题让学生练习：（1）已知方法，求解答案。例如，利用平行光和凸透镜等器材可以测出凸透镜的焦距，若将凸透镜的一部分遮住或涂黑，该透镜的焦距是否改变？请用分割法定性证明。学生可以先通过实验得出该透镜的焦距不变，然后在老师的启发下，学生想到将凸透镜分割成几部分，平行光经透镜各部分折射后会聚于一点，如果将一部分涂黑，并不影响其他部分对光的作用，仍然会聚于该点，所以该透镜的焦距不变。（2）提供问题背景，要求选择方法解决。例如，利用凸透镜和点光源如何获得发散光或会聚光？你用什么方法解决？在课堂教学中学生已经了解通过逆向思维法将点光源放在透镜焦点可以获得平行光，再利用对比法，就可以得出：将点光源放焦点以内可以得到发散光，将点光源放焦点以外可以得到会聚光。

3 科学方法教育的注意事项

科学方法教育的重要性不言而喻，但在课堂教学中真正将科学方法的教育落到实处，却并不是件容易的事。在进行科学方法教育时应注意以下几个问题：

3.1 知识教学和方法教育有机结合

方法教育应以物理知识为坚实根基，如果脱离知识对学生大讲物理科学方法，犹如建设空中楼阁。但是，只埋头讲知识，忽略了科学方法的教学，则犹如拱手送给学生一堆砖瓦。因此，为了开展物理科学方法教育，需要教师对物理教材中的知识进行科学方法因素的分析。但一堂课的教学往往含有多种科学方法因素，因此要抓住关键，突出主要方法的教育，不宜过多。否则，不仅学生学不到方法，还会加重学生的负担。

3.2 隐形教育和显性教育相结合

隐形教育和显性教育相结合的方法，即在教学过程中隐形地渗透，总结时显性地提升。对基础的、常用的物理方法，若不显性地给出其名称及注意事项，则不能将此方法固化在学生的头脑中并形成学生的思维品质。但显性教育的关键是隐形渗透，只有在教学中隐形渗透的文章做深做透，才能在最后显性总结时水到渠成，顺理成章，才能使学生真正理解其实质。

3.3 树立牢固的科学方法教育的理念

在渗透科学方法教育的教学方案设计时，要根据学生的思维特点、教学内容的特点和教学课型，采取不同的教育形式。但是不管是概念教学、规律教学、实验教学还是习题教学，在课堂教学中都始终必须紧紧抓住科学方法这条主线。也只有这样渗透科学方法教育才能取得较好的教育效果。

参考文献：

[1]张宪魁.物理教育科学方法[M].青岛：青岛海洋大学出版社，2000.

[2]曹兴辉.物理科学方法教育综述[J].物理教学探讨，2013，（4）：47.

（栏目编辑 刘 荣）

摘 要：科学方法教育是中学物理教学的重要内容。物理科学方法担负着发现、建立、检验、运用和发展物理规律的职能。但目前科学方法教育存在着一定的问题，要想解决这些问题， 就必须把科学方法纳入教学内容，按照科学方法的逻辑设计教学程序， 让学生运用科学方法解决实际物理问题。

关键词：科学方法；透镜；显性明示；隐性渗透

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0025-3

新课程改革纲要把“过程与方法”作为课程目标写入基础教育课程标准，使得近几年科学方法教育受到教育研究者和实践者的广泛关注，但在初中物理教材中所涉及的物理科学方法几乎都是隐性展示。笔者认为，方法性知识是可以告知和传承的，具有可教性。为此，有些方法可以在教学中进行渗透，也有很多方法可以明示，本文着重介绍关于物理科学方法教育的实践和注意事项。

1 科学方法的基本概念

科学方法是指研究与描述自然现象、设计与实施科学实验、建立科学概念、总结科学规律、检验与应用科学规律时所采用的各种手段。知识是在一定方法上形成的，而一定的方法又是知识发展的产物，因此物理科学方法总与科学知识相伴。物理科学方法是学生掌握物理知识和训练基本技能的重要手段，是培养科学思维、科学态度和科学精神的主要依托。

2 科学方法在“透镜”教学中的应用

2.1 显性明示

显性明示就是在教学过程中，提出物理科学方法的名称，并且以学生能接受的深度来讲解这些方法的内容、特点和操作过程。对于基础的常用的科学方法，如转换法、控制变量法等，可以及时显性明示，这样可以将这些方法固化在学生的头脑中，并形成学生的思维品质。表1为“透镜”这节的知识点和相关的物理科学方法。

在本节课中，重点显化了两种科学方法，即比较法和分类法。这两种科学方法在前面的学习中学生已经有了一定认识基础。所谓比较法，就是人们在认识活动中，根据一定的标准，把彼此有联系的各种对象或现象加以对照分析，并确定它们之间的异同关系、特殊本质的思维过程和逻辑推理方法。比较固体传声和气体传声效果的大小、研究响度和音调的影响因素时，比较两次实验现象的不同、比较蒸发和沸腾的异同点等，在学生有了足够的感性认识的基础上，本节课我们对比较法进行了详细的解释，同时让学生列举用到此方法的实例。再比如分类法，是根据事物有不同的特点和性质而采用的一种物理教学方法。这种方法有利于把问题从复杂化为简单，并且对教学也非常适用的一种方法。如：把光的反射可分为镜面反射和漫反射；把常见的电路根据其特点可分为串联和并联电路；能量的划分等等。这都采用了分类法。教师在前期教学中有意识地隐性渗透分类的方法，那么本节课通过认识透镜活动显化这种科学研究方法应该是水到渠成。在课堂中将科学方法显化后，如果在以后的学习过程中再出现该方法，就一律以显性教育的面目出现。当然在介绍了科学方法的内涵和应用后，还应对该方法提出具体的要求（特点和操作过程等）。还有其它的几种方法，如观察法、实验法、归纳法、设疑提问法等都是已经被学生基本掌握的科学研究方法，在本节课中就不需要再次重点提出。最后在对本节课所学知识点进行总结的同时，也要对本节课中所涉及的科学方法进行总结，这也是一个将科学方法再次显化的过程。

2.2 隐性渗透

隐性渗透科学方法就是教师在课堂教学中不公开教学目的，通过教学环境或无意地向学生传递教学信息，让学生在“非压力环境”中逐渐体会、感受科学方法，在学习科学知识的过程中不知不觉地掌握科学方法。考虑到学生的兴趣和学生对科学方法的学习和掌握是一个由简单到复杂，不断深化的过程，因此，选择适当的方法在课堂中进行隐性渗透，可以为以后显性教育创造条件，又避免了过多地增加信息量和教学的抽象性。一般的做法是在课堂教学中隐蔽地发挥科学方法的导向作用，使学生在学习过程中受到科学方法的熏陶，但一般不提方法的名称，对这些方法的内容不做解释。如归纳和演绎、微元法等在初中物理教学中一般是不提出的，而只是把复杂事物的过程进行简化后将方法的内涵渗透给学生。对于本节课涉及到的逆向思维法，在后面的学习中还会接触到，比如学习电磁转换时，由奥斯特实验的电生磁，提出磁能否生电呢等；作图法是处理物理问题非常重要的一种手段，在下一章将会重点涉及；再比如理想化的方法，是指研究主体借助于逻辑思维和想象力，根据所研究问题（一般都是涉及诸多因素的复杂问题）的需要和具体情况，有意识地突出研究对象的主要和本质因素，排除次要、非本质以及无关因素的干扰，通过塑造理想化实验、创建理想化模型从而简明扼要地揭示物理现象本质的方法。前面学过的演示真空不能传声的实验及点光源、光线都渗透过此方法，在以后的物体做匀速直线运动、物体运动不计摩擦力、阻力对物体运动影响实验、简单机械部分中不计摩擦、绳重等还会接触到该方法，等学生学习了相关内容后再详细地讲解它们的内涵及应用会更加合适。在课堂教学中对学生进行科学方法的隐性渗透，可以使学生感受、领悟学习或研究过程中的科学方法。

2.3 应用提升

学生学习了一些方法，知道了名称，但不等于掌握，只有通过用方法解决问题的实践，某种方法才可能内化为学生自己的知识，所以，教师要多引导学生参与用方法解决问题的活动。如在透镜教学中，笔者常设计两种问题让学生练习：（1）已知方法，求解答案。例如，利用平行光和凸透镜等器材可以测出凸透镜的焦距，若将凸透镜的一部分遮住或涂黑，该透镜的焦距是否改变？请用分割法定性证明。学生可以先通过实验得出该透镜的焦距不变，然后在老师的启发下，学生想到将凸透镜分割成几部分，平行光经透镜各部分折射后会聚于一点，如果将一部分涂黑，并不影响其他部分对光的作用，仍然会聚于该点，所以该透镜的焦距不变。（2）提供问题背景，要求选择方法解决。例如，利用凸透镜和点光源如何获得发散光或会聚光？你用什么方法解决？在课堂教学中学生已经了解通过逆向思维法将点光源放在透镜焦点可以获得平行光，再利用对比法，就可以得出：将点光源放焦点以内可以得到发散光，将点光源放焦点以外可以得到会聚光。

3 科学方法教育的注意事项

科学方法教育的重要性不言而喻，但在课堂教学中真正将科学方法的教育落到实处，却并不是件容易的事。在进行科学方法教育时应注意以下几个问题：

3.1 知识教学和方法教育有机结合

方法教育应以物理知识为坚实根基，如果脱离知识对学生大讲物理科学方法，犹如建设空中楼阁。但是，只埋头讲知识，忽略了科学方法的教学，则犹如拱手送给学生一堆砖瓦。因此，为了开展物理科学方法教育，需要教师对物理教材中的知识进行科学方法因素的分析。但一堂课的教学往往含有多种科学方法因素，因此要抓住关键，突出主要方法的教育，不宜过多。否则，不仅学生学不到方法，还会加重学生的负担。

3.2 隐形教育和显性教育相结合

隐形教育和显性教育相结合的方法，即在教学过程中隐形地渗透，总结时显性地提升。对基础的、常用的物理方法，若不显性地给出其名称及注意事项，则不能将此方法固化在学生的头脑中并形成学生的思维品质。但显性教育的关键是隐形渗透，只有在教学中隐形渗透的文章做深做透，才能在最后显性总结时水到渠成，顺理成章，才能使学生真正理解其实质。

3.3 树立牢固的科学方法教育的理念

在渗透科学方法教育的教学方案设计时，要根据学生的思维特点、教学内容的特点和教学课型，采取不同的教育形式。但是不管是概念教学、规律教学、实验教学还是习题教学，在课堂教学中都始终必须紧紧抓住科学方法这条主线。也只有这样渗透科学方法教育才能取得较好的教育效果。

参考文献：

[1]张宪魁.物理教育科学方法[M].青岛：青岛海洋大学出版社，2000.

[2]曹兴辉.物理科学方法教育综述[J].物理教学探讨，2013，（4）：47.

（栏目编辑 刘 荣）

摘 要：科学方法教育是中学物理教学的重要内容。物理科学方法担负着发现、建立、检验、运用和发展物理规律的职能。但目前科学方法教育存在着一定的问题，要想解决这些问题， 就必须把科学方法纳入教学内容，按照科学方法的逻辑设计教学程序， 让学生运用科学方法解决实际物理问题。

关键词：科学方法；透镜；显性明示；隐性渗透

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0025-3

新课程改革纲要把“过程与方法”作为课程目标写入基础教育课程标准，使得近几年科学方法教育受到教育研究者和实践者的广泛关注，但在初中物理教材中所涉及的物理科学方法几乎都是隐性展示。笔者认为，方法性知识是可以告知和传承的，具有可教性。为此，有些方法可以在教学中进行渗透，也有很多方法可以明示，本文着重介绍关于物理科学方法教育的实践和注意事项。

1 科学方法的基本概念

科学方法是指研究与描述自然现象、设计与实施科学实验、建立科学概念、总结科学规律、检验与应用科学规律时所采用的各种手段。知识是在一定方法上形成的，而一定的方法又是知识发展的产物，因此物理科学方法总与科学知识相伴。物理科学方法是学生掌握物理知识和训练基本技能的重要手段，是培养科学思维、科学态度和科学精神的主要依托。

2 科学方法在“透镜”教学中的应用

2.1 显性明示

显性明示就是在教学过程中，提出物理科学方法的名称，并且以学生能接受的深度来讲解这些方法的内容、特点和操作过程。对于基础的常用的科学方法，如转换法、控制变量法等，可以及时显性明示，这样可以将这些方法固化在学生的头脑中，并形成学生的思维品质。表1为“透镜”这节的知识点和相关的物理科学方法。

在本节课中，重点显化了两种科学方法，即比较法和分类法。这两种科学方法在前面的学习中学生已经有了一定认识基础。所谓比较法，就是人们在认识活动中，根据一定的标准，把彼此有联系的各种对象或现象加以对照分析，并确定它们之间的异同关系、特殊本质的思维过程和逻辑推理方法。比较固体传声和气体传声效果的大小、研究响度和音调的影响因素时，比较两次实验现象的不同、比较蒸发和沸腾的异同点等，在学生有了足够的感性认识的基础上，本节课我们对比较法进行了详细的解释，同时让学生列举用到此方法的实例。再比如分类法，是根据事物有不同的特点和性质而采用的一种物理教学方法。这种方法有利于把问题从复杂化为简单，并且对教学也非常适用的一种方法。如：把光的反射可分为镜面反射和漫反射；把常见的电路根据其特点可分为串联和并联电路；能量的划分等等。这都采用了分类法。教师在前期教学中有意识地隐性渗透分类的方法，那么本节课通过认识透镜活动显化这种科学研究方法应该是水到渠成。在课堂中将科学方法显化后，如果在以后的学习过程中再出现该方法，就一律以显性教育的面目出现。当然在介绍了科学方法的内涵和应用后，还应对该方法提出具体的要求（特点和操作过程等）。还有其它的几种方法，如观察法、实验法、归纳法、设疑提问法等都是已经被学生基本掌握的科学研究方法，在本节课中就不需要再次重点提出。最后在对本节课所学知识点进行总结的同时，也要对本节课中所涉及的科学方法进行总结，这也是一个将科学方法再次显化的过程。

2.2 隐性渗透

隐性渗透科学方法就是教师在课堂教学中不公开教学目的，通过教学环境或无意地向学生传递教学信息，让学生在“非压力环境”中逐渐体会、感受科学方法，在学习科学知识的过程中不知不觉地掌握科学方法。考虑到学生的兴趣和学生对科学方法的学习和掌握是一个由简单到复杂，不断深化的过程，因此，选择适当的方法在课堂中进行隐性渗透，可以为以后显性教育创造条件，又避免了过多地增加信息量和教学的抽象性。一般的做法是在课堂教学中隐蔽地发挥科学方法的导向作用，使学生在学习过程中受到科学方法的熏陶，但一般不提方法的名称，对这些方法的内容不做解释。如归纳和演绎、微元法等在初中物理教学中一般是不提出的，而只是把复杂事物的过程进行简化后将方法的内涵渗透给学生。对于本节课涉及到的逆向思维法，在后面的学习中还会接触到，比如学习电磁转换时，由奥斯特实验的电生磁，提出磁能否生电呢等；作图法是处理物理问题非常重要的一种手段，在下一章将会重点涉及；再比如理想化的方法，是指研究主体借助于逻辑思维和想象力，根据所研究问题（一般都是涉及诸多因素的复杂问题）的需要和具体情况，有意识地突出研究对象的主要和本质因素，排除次要、非本质以及无关因素的干扰，通过塑造理想化实验、创建理想化模型从而简明扼要地揭示物理现象本质的方法。前面学过的演示真空不能传声的实验及点光源、光线都渗透过此方法，在以后的物体做匀速直线运动、物体运动不计摩擦力、阻力对物体运动影响实验、简单机械部分中不计摩擦、绳重等还会接触到该方法，等学生学习了相关内容后再详细地讲解它们的内涵及应用会更加合适。在课堂教学中对学生进行科学方法的隐性渗透，可以使学生感受、领悟学习或研究过程中的科学方法。

2.3 应用提升

学生学习了一些方法，知道了名称，但不等于掌握，只有通过用方法解决问题的实践，某种方法才可能内化为学生自己的知识，所以，教师要多引导学生参与用方法解决问题的活动。如在透镜教学中，笔者常设计两种问题让学生练习：（1）已知方法，求解答案。例如，利用平行光和凸透镜等器材可以测出凸透镜的焦距，若将凸透镜的一部分遮住或涂黑，该透镜的焦距是否改变？请用分割法定性证明。学生可以先通过实验得出该透镜的焦距不变，然后在老师的启发下，学生想到将凸透镜分割成几部分，平行光经透镜各部分折射后会聚于一点，如果将一部分涂黑，并不影响其他部分对光的作用，仍然会聚于该点，所以该透镜的焦距不变。（2）提供问题背景，要求选择方法解决。例如，利用凸透镜和点光源如何获得发散光或会聚光？你用什么方法解决？在课堂教学中学生已经了解通过逆向思维法将点光源放在透镜焦点可以获得平行光，再利用对比法，就可以得出：将点光源放焦点以内可以得到发散光，将点光源放焦点以外可以得到会聚光。

3 科学方法教育的注意事项

科学方法教育的重要性不言而喻，但在课堂教学中真正将科学方法的教育落到实处，却并不是件容易的事。在进行科学方法教育时应注意以下几个问题：

3.1 知识教学和方法教育有机结合

方法教育应以物理知识为坚实根基，如果脱离知识对学生大讲物理科学方法，犹如建设空中楼阁。但是，只埋头讲知识，忽略了科学方法的教学，则犹如拱手送给学生一堆砖瓦。因此，为了开展物理科学方法教育，需要教师对物理教材中的知识进行科学方法因素的分析。但一堂课的教学往往含有多种科学方法因素，因此要抓住关键，突出主要方法的教育，不宜过多。否则，不仅学生学不到方法，还会加重学生的负担。

3.2 隐形教育和显性教育相结合

隐形教育和显性教育相结合的方法，即在教学过程中隐形地渗透，总结时显性地提升。对基础的、常用的物理方法，若不显性地给出其名称及注意事项，则不能将此方法固化在学生的头脑中并形成学生的思维品质。但显性教育的关键是隐形渗透，只有在教学中隐形渗透的文章做深做透，才能在最后显性总结时水到渠成，顺理成章，才能使学生真正理解其实质。

3.3 树立牢固的科学方法教育的理念

在渗透科学方法教育的教学方案设计时，要根据学生的思维特点、教学内容的特点和教学课型，采取不同的教育形式。但是不管是概念教学、规律教学、实验教学还是习题教学，在课堂教学中都始终必须紧紧抓住科学方法这条主线。也只有这样渗透科学方法教育才能取得较好的教育效果。

参考文献：

[1]张宪魁.物理教育科学方法[M].青岛：青岛海洋大学出版社，2000.

[2]曹兴辉.物理科学方法教育综述[J].物理教学探讨，2013，（4）：47.

（栏目编辑 刘 荣）