應(yīng)重視初中物理教材中方法論的教學(xué)

文/劉天榮

應(yīng)重視初中物理教材中方法論的教學(xué)

文/劉天榮

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》要求，在突出科學(xué)探究?jī)?nèi)容的同時(shí)，重視研究方法的指導(dǎo)（包括實(shí)驗(yàn)方法和科學(xué)思維方法），使學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究、學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中，逐漸拓寬視野，發(fā)散思維途徑，初步掌握解決物理問(wèn)題的研究方法。為此，不僅在教學(xué)要求中明確、具體地提出來(lái)，而且在中考試題中加強(qiáng)了對(duì)物理研究方法的考查，使物理研究方法的重要性在平常教學(xué)中得到重視。

一、控制變量法

控制變量法——就是把多因素影響某一物理量的問(wèn)題，通過(guò)控制其他因素不變，只讓其中一個(gè)因素改變，從而轉(zhuǎn)化為多個(gè)單一因素影響某一物理量的研究方法。這種方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格上反映為：某兩次實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)條件不相同，若兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同，則與該條件有關(guān)，否則無(wú)關(guān)。反過(guò)來(lái)，若要研究的物理量與某一因素是否有關(guān)，只讓該因素不同，而其他因素都相同?？刂谱兞糠ㄊ侵袑W(xué)物理中最常用的方法，教材中涉及這種方法的內(nèi)容較多。例如，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)分析影響蒸發(fā)快慢的幾個(gè)因素；實(shí)驗(yàn)研究電流與電壓、電阻的關(guān)系等。在教材中還有：（1）探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)。（2）研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律。（3）探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)。（4）研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力與哪些因素有關(guān)。（5）研究電流做功多少與哪些因素有關(guān)。

二、轉(zhuǎn)換法

從效果相當(dāng)?shù)慕嵌?，借助于力、熱、光、電、機(jī)械等方法之間的轉(zhuǎn)換，對(duì)一些看不見(jiàn)、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量，轉(zhuǎn)換成看得見(jiàn)、摸得著、便于研究的現(xiàn)象或問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)可觀察、易觀察或觀察效果明顯的目的。這種研究方法叫做轉(zhuǎn)換法。例如，微小壓強(qiáng)計(jì)是把壓強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)換為連通器中兩邊液面高度差的變化；電流表測(cè)電流、電壓表測(cè)電壓以及盒式氣壓計(jì)等，都是把電學(xué)量、力學(xué)量轉(zhuǎn)換為指針的偏轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行觀察的。

三、等效替代法

等效是指不同的物理現(xiàn)象、模型、條件或過(guò)程等在物理意義、作用效果或物理規(guī)律方面是相同的，它們之間可以相互替代，而效果、結(jié)論不變。這種研究方法主要是針對(duì)一些較為復(fù)雜的問(wèn)題，用一個(gè)化繁為簡(jiǎn)的替代思路，使它們的效果完全相同，從而將問(wèn)題化難為易，得到解決。例如，曹沖稱象的方法，把不可分割的大象，用可以加減變化的石塊來(lái)替代，大象重就等于等效時(shí)（同船同水?。┐惺瘔K總重；托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理是：大氣壓強(qiáng)等于它支持的水銀柱的壓強(qiáng)，計(jì)算出水銀柱的壓強(qiáng)就知道了當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)。用等效替代法使托里拆利成為最早測(cè)出大氣壓強(qiáng)的科學(xué)家。這種方法在教材中還有一些：（1）平面鏡成像實(shí)驗(yàn)。（2）引入“合力”概念的實(shí)驗(yàn)。（3）“撈鐵牛”的故事中，鐵牛替代船中扔出的部分沙子。（4）推導(dǎo)串、并聯(lián)電路中等效電阻。（5）做功與熱傳遞在改變內(nèi)能上是等效的。

四、類(lèi)比法

類(lèi)比就是根據(jù)兩個(gè)（或兩類(lèi)）對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推理它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維。在建立概念時(shí)常用這種方法。例如，用水流類(lèi)比電流、水壓類(lèi)比電壓。這種方法教材中還有：（1）以運(yùn)動(dòng)快慢（速度）類(lèi)比做功快慢（功率）。（2）用水波類(lèi)比電磁波。（3）液體壓強(qiáng)類(lèi)比大氣壓強(qiáng)。（4）用水流做功類(lèi)比電流做功。

五、理想模型法

通過(guò)建立模型來(lái)揭示事物本質(zhì)或主要特征的研究方法。把研究對(duì)象具有的特征理想化，突出研究對(duì)象主要特征或某些方面特征，忽略其他方面特征或次要特征。目的在于集中研究對(duì)象某些方面本質(zhì)特征或運(yùn)動(dòng)規(guī)律。例如，光線、力的圖示、電路圖、手搖發(fā)電機(jī)、分析浮力產(chǎn)生的原因、牛頓第一定律實(shí)驗(yàn)條件等。

六、比較法

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件、過(guò)程、現(xiàn)象、結(jié)論等進(jìn)行觀察、對(duì)比、分析，找出研究對(duì)象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，是初中物理的常用方法，凡是觀察或?qū)嶒?yàn)，都要用比較法。例如，研究物體浮沉條件時(shí)，用重力相同的鉛盒與鉛團(tuán)作比較；研究物體吸熱本領(lǐng)時(shí)，用形狀相同的黑白物體作比較。

以上幾種方法是初中物理教學(xué)中常用的研究方法，盡管還不是很全面、系統(tǒng)，但已是研究方法的主要部分，為學(xué)生構(gòu)建方法論思想，進(jìn)行方法論教育提供了良好素材。研究方法不僅對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而且對(duì)其他學(xué)科都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。對(duì)提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度，形成科學(xué)世界觀和科學(xué)觀奠定了基礎(chǔ)，值得我們重視。

責(zé)任編輯 張曉楠

陜西省城固縣朝陽(yáng)中學(xué)