在物理教学中如何兼顾科学方法的培养

李启万

摘 要：教学不但要使学生掌握科学知识，更重要的是要使学生学到科学方法，本文阐述在物理教学中如何兼顾科学方法的培养几种做法。

关键词：物理；科学方法；培养

方法乃途径也，科学方法乃捷径也。明智人凡事都求方法，得到了科学方法，学习可以少走弯路，工作也能提高效率。科学方法的得到并非临场靠灵活的脑子想就，而是靠平时的培养。笔者认为教师在平时的教学中不但要教给学生科学知识，为学生提供寻找科学方法的前提条件，也必须注重科学方法的培养，下面就谈谈笔者结合物理教学培养学生科学方法的一些体会。

1 摸拟方法的培养

说明某一件事情打一个比方，生产某一个零件做一个模型，这些都有利于被人接受。打比方做模型是常用的模拟方法，教学中常用的模拟方法还有：打手势、画图形、做教具、设想、类比等。打一个手势简单又方便但往往可以收到良好的模拟效果，如用手势表示距离的长短，速度的快慢，力的大小，速度的变化，形状的变化等等都可以得到满意的效果。画图形作模拟并对事实作些夸大往往能激起学生的兴趣又能使问题明了化。如在讲大气层的大气密度随高度变化情况时可出示一张表示大气层密度的图形1所示：

用来形象表示大气密度随高度而减少的情况。又如在讲晶体和非晶体的分子结构时出示晶体的分子结构图：石英晶体如图2，非晶体分子结构图：石英玻璃如图3

这样就可以形象地表示晶体分子的有规律排列和非晶体分子的无规律排列。做教具作模拟是教学中必不可少的方法，比如用气球做可变焦水透镜模拟动物眼睛，就能够生动地展示动物眼睛变焦的原理。“设想”可以把事物变无为有，变虚为实，变小为大，从而揭示问题的真谛，如在讲连通器的原理时就可以想象连通器底部有一个小液片，再分析小液片两边所受的压强就可以得到规律。类比也是一种很好的模拟方法，就是把难以理解的东西比喻成现实生活中常见的东西，使之理解，比如：把电流比喻成水流、电路中的开关比喻成阀门、电源比喻成抽水机、用电器比喻成水轮机，就能使这些很难理解的物理问题变为容易理解的生活中常见的东西。总之，不论在学习中还是在生活中习惯于用模拟方法解决问题往往可以少走弯路，达到事半功倍的作用。

2 数据处理方法的培养

物理是一门始于实验用于实践的科学。通过实验往往能得到许多数据，再对实验数据进行准确的处理就能得到科学的结论。数据处理的方法有很多，在初中物理教学中常用的有比较、列表、函数图象、取平均值和方差处理方法等。比较是常用的处理数据的方法，采用比较的方法处理数据时如果变量较多往往可以事先确定某量比较它量的变化情况从而得到规律。如在研究电流、电压和电阻关系得到欧姆定律时，先确定导体也就是先确定电阻分析电流与电压的关系，再确定电压分析电流与电阻的关系，然后即能得到欧姆定律；列表处理数据可以把一堆零乱的数据整理成有条有序的表格从而可以使问题明了化。如：在研究杠杆平衡条件实验中设计的记录表格如表1：让学生比较F1×L1与F2×L2的关系，就很容易得到F1×L1=F2×L2的结论。可见在数据较多的情况下例出一个表格（如表1）就可以清楚的找出数据间的关系。

有些自然现象中某些量的变化会引起他量的变化，也就是说这些变量之间存在一些关系，为清楚地表示它们之间的关系往往可以画出这些量变化时的函数图象以找出这些变量之间的关系，这就是用函数图象处理数据。比如路程s、时间t和速度v的关系s=vt，由于时间t变化，路程s、速度v都可能会变化，它们的变化规律可用图象表示（如图4）从图象中能迅速准确地找出各个变量之间的关系。在物理试验中随着实验次数的增加对某个量的测量会得到许多不同的值，怎样才能得到这个量较为准确的值呢？那只有取平均值。在初中物理教学中如长度的测量，质量的测量，力的测量都用到了取平均值处理数据的方法，在初中物理教材中有关于误差的知识在处理误差数据时，可以向学生介绍一些有关这方面理论，使学生了解处理数据有许多方法，如果方法得当可以从许多无序的数据中很快得到某些规律。

3 知识迁移规律的培养

在中学物理知识中存在某些未知知识与某些已知知识有许多相关或相似的方面。在教学中如果注意了新旧知识的联系，旧知识在新知识中的迁移往往可以使学生在掌握新知识时少走弯路，起到事半功倍之效。知识迁移方法很多，首先有直接用定义旧知识的方法定义新知识，比如在密度、压强、功率等知识时，为使学生容易掌握，就先让学生回顾速度的定义“单位时间内物体经过的路程”，那么密度就是“单位体积内物体的质量”， 压强就是“单位面积内物体受到的压力”， 功率就是“单位时间内物体做的功”。其次也可以用生活经验理解物理问题，比如在研究杠杆平衡条件实验前让学生玩跷跷板，使学生在玩跷跷板过程中感受到杠杆平衡与力和力臂有关系，先从感性上感受杠杆平衡可能有关的因素，再结合试验进行定量探究。再次也可以引导学生进行学习方法的迁移，比如用控制变量法可以在“滑动摩擦力的大小跟什么因素有关”、“液体的压强与什么因素有关”、 “浸在液体中的物体受到的浮力与什么因素有关”、“探究物质的比热容”和“探究欧姆定律”等试验中同样使用。又比如用等效法在研究“力的合成”中用若干个共同作用的分力可以等同于作用效果相同的一个合力，在研究“电路串、并联”中若干个电阻，可以等效为一个合适的电阻，在"曹冲称象"中用石块等效替换大象，在研究“平面镜成像”试验中用两根完全相同的蜡烛，其中一根等效另一根的像；知识迁移规律的培养就是在教学中引导学生总结、归纳、类比而获得牢固掌握知识。

学生的科学方法的形成是长期培养的结果，教师在课内外教学中要有意识加以引导、归纳和总结，使学生在学习科学知识的同时又能掌握科学方法。