基于核心素养下物理科学研究方法专题的教学思考

摘 要：本文以初中物理教学中科学研究方法的教学为主题展开论述，分析了初中物理中常见的科学研究方法的类型和考查方式，通过试题举例分析科学研究方法并加以归类，阐述了物理科学研究方法的教学思考。

关键词：核心素养;科学研究方法;物理知识;物理实验;自制

引言

物理核心素养包括物理概念，科学思维，科学探究和科学态度与责任。其中科学思维离不开科学研究方法。初中物理常见的科学研究方法包括：控制變量法、转换法、等效替代法、理想模型法、实验推理法和类比法等。

一、以物理知识为背景考查科学研究方法

例1 人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“理想模型法”等。下面是初中物理中的几个研究实例：

①研究电流时，把电流比作水流;

②研究磁场时，引入“磁感线”;

③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变;

④研究光的传播时，引入“光线”。

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：本题从电学、磁学、运动和力、光学几个模块中各列举了一个运用到物理科学研究方法，这也是平时物理教师在教学中常常讲到的知识和方法，有助于掌握物理知识，需要我们同学进行分类汇总形成专题知识，其中①用到的是类比法，②和④用到的是理想模型法，③用到的是控制变量法，所以本题选C。这类题只要认真上课，复习时要归类，可以将用到相同科学研究方法的知识点归为同一类，方便复习。

二、从物理实验出发考查科学研究方法

例2 牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过推理而抽象概括出来的。如图所示的实验中也应用了这种研究方法的是

近年来，随着科学素养教育理念的不断深入，物理实验日益受到重视，许多选择题或填空题都以实验为背景进行考查，比如本题就是一例。牛顿第一定律结论的得出用到了实验推理法，本题中A选项使用真空罩研究声音能否在真空中传播也是用到这种方法，因为真空罩内的空气不能被完全抽出，我们只能通过越来 越稀薄的空气同时听到越来越小的声音进行推断真空不能传声，B选项用到控制变量法，C选项用到模型法，D选项用到等效替代法，故本题选A。通过实验背景下考查科学研究方法，可以将不同的实验联系起来，同时也让学生体会到科学家们其实研究实验用到的也是我们平时经常说到的方法，科学方法就在我们的日常学习中，并不遥远，也提醒广大师生们不是只有实验题才会考查科学实验方法，小题一样可以考查，以后试题将会有比较灵活的改变，最大的不变就是变化。教师在平时的演示实验和学生实验中要贯穿和强调每个实验涉及到的科学研究方法。

三、从自制实验角度看科学研究方法

某物理兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置当用力挤压装满水的玻璃瓶时，会看到细玻璃管内的水面明显上升，这是利用细玻璃管内水面的变化来放大玻璃瓶的微小形变下列做法中也用到了类似方法的是

A.将发声的青叉靠近乒乓球，乒乓球被弹开说明音叉在振动

B.在研究电阻的串联时，为了研究方便，常用一个电阻来替代多个电阻

C.在探究电阻中的电流跟其两端电压的关系时，保持电阻不变来研究电流和电压的关系

D.用磁感线来描述磁体周围的磁场

在国家鼓励创新教育的大背景下，创新实验是物理教学中所鼓励的，而自制教具较容易出创新，近年来自制教具也是一个热门考法。本题中自制实验装置用到的是转换法，A选项也是用到转换法，B选项用到的是等效替代法，C选项用到的是控制变量法，D选项用到的是模型法，故本题选A。通过试题我们得到一个启示：教师得重视并鼓励学生自制实验装置，这是物理实验教学和创新教育有机结合，通过自制实验，调动了学生的动手热情，锻炼了学生的动手能力，实现物理教学中理论与实践相结合，避免培养“高分低能”的学生，同时也倒逼教师提高实验演示和制作能力。

总结

综上所述，科学研究方法在物理教学和解决问题中，应用非常广泛，要求教师在平时的教学中要渗透科学研究方法的思想，引导学生领会科学研究方法的实用价值，指导学生应用科学研究方法解决实际问题，不断提高学生的物理核心素养。

参考文献：

[1]宋建辉.分类法在初中物理教学中的应用[J].中学物理，2016，34（22）：19-20.

[2]巫忠来. 谈初中物理电学中的图像题[J].中学物理. 2017，35（02）：7-9.

惠州市铁路学校 邱伟东