浅谈初中物理教学中的科学方法

　　初中物理课教什么？一些人的答案是：物理知识。笔者的答案是：以知识为载体，教给学生学会、发现、创造新知识的科学方法。当前的初中课程改革更加明确地提出了初中物理知识教学必须与科学方法教育有机结合。为培养学生的科学探究精神、实践能力和创新意识，帮助学生提高素质，在教学中要十分重视科学方法的培养。

　　一、初中物理科学方法教育的两条主线

　　一般地说，科学方法教育有“明”和“暗”两条主线。

　　“暗线”是“用反映科学认知基本过程的科学方法去组织对概念、规律、原理的教学过程，使学生的认知过程模拟科学探究过程”。基于这条主线，物理教学应从三个方面引导学生认知，一是物理知识的来源，二是物理知识的内容，三是物理知识的应用。

　　例如，在讲述《序言》之前，根据“物理知识来源于生活，应用于生活”的教学理念，补充相关资料：物理知识是如何从生活中积累起来的？基本思路如下：生活和生产中的十万个为什么——采用分类法分为力、热、电、光、声等方面——人们在解答每一方面问题时，把答案梳理成知识体系——这就是我们将要学习的物理知识。学生明确这一点以后，就会自然的把物理知识与生活实际联系起来，实现学以致用。

　　再如，讲述《牛顿第一定律》要结合物理学史中从亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿的历程，带领学生经历“力是维持物体运动的原因”——质疑——斜面小车实验设计——结果渐进推理：运动的物体不受阻力会一直运动下去——笛卡尔补充：方向不变——“力是改变物体运动状态的原因”——“运动的物体不受力会做匀速直线运动”——牛顿第一定律的“发现之旅”。甚至可以带领学生探讨：为什么伽利略没有得出运动定律，而牛顿获得成功的原因。整节课带领学生沿着物理学史的发展进程经历科学家探究问题的过程。再如，讲述《电功率》、《速度》、《压强》等这些概念时，要带领学生理顺学习掌握一个物理量的思路：物理意义——定义——定义式——国际单位——变形式——控制变量法讨论——应用。

　　另外，物理教材中的公式来源于两条暗线：

　　一是由定义得出的定义公式。如：电功率、密度、速度、压强等。

　　二是通过实验数据，分析归纳得出的推导公式。如欧姆定律公式等。

　　“明线”是在“进行科学方法教育时，明确指出这种科学方法的名称，传授有关该方法的知识，揭示方法的形式，操作过程，说明原理”；“暗线”重在使学生经历科学探究过程，受到科学的启蒙和熏陶。教师在教学过程中必须对典型的物理科学方法加以显化，才能更好地达到教育目的。所以，物理科学方法教育需要“明”、 “暗”两线相结合，在不同的阶段对不同的内容各有侧重。

　　二、初中物理教学中的科学方法

　　物理学科本身蕴涵着丰富的科学方法，总的说来，这些科学方法大致可以分为五类：物理方法、数学方法、逻辑方法、非逻辑方法和哲学方法。

　　1.物理方法。

　　（1）理想模型法。用物理的规律对实际中的事物进行研究时，对它们进行必要的简化，这种研究方法称为“理想化的方法”。

　　例如：表示光的直线传播的光线，描述磁场的磁感线，描述力的示意图等都属于理想模型。电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表，电流表变成内阻等于0的理想电流表等也属于理想模型。

　　（2）推理法。推理法是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推想，得出结论，达到认识事物本质的目的，推理法在物理学的理论研究中有重要的作用。

　　例如，伽里略所设想的实验——在无摩擦情况下，从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去，就是物理学史上著名的理想实验。再如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内，当罩内空气被抽走时，钟声变小，由此推理出：真空不能传声。

　　（3）等效法。等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。如等效电路、等效电阻、分力与合力等效，等等。

　　2.数学方法。数学方法主要有：比例法、方程法和图像法等。例如，密度、电阻等物理量的探究实验用的都是比例的方法、图像的方法。通过形象的图像、清晰的比例关系给学生以深刻的印象，使学生能容易认知其物理概念和规律。

　　3.逻辑方法。

　　（1）类比法。类比在物理学中有着广泛的应用。是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。物理教学中类比方法可以帮助学生理解较复杂的实验和较难的物理知识。

　　（2）转换法。一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。如：分子的运动看不见、摸不到，不好研究，可以通过研究墨水的扩散现象去认识它；电流看不见、摸不到，判断电路中是否有电流时，我们可以根据电流产生的效应来认识它；磁场看不见、摸不到，可以根据它产生的作用来认识它。

　　（3）比较法。当想寻找两件事物的相同和不同之处，就需要用到比较法，可以进行比较的事物和物理量很多，对不同或有联系的两个对象进行比较，主要从中寻找它们的不同点和相同点，从而进一步揭示事物的本质属性。如：比较蒸发和沸腾的异同点，电压表和电流表的使用。

　　4.哲学方法。哲学方法主要有：控制变量法、绝对相对、因果等。应用控制变量法的一般法则是：把一个多因素影响某一物理量的问题，通过控制某几个因素不变，只让其中一个因素改变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。

　　例如，探究《滑动摩擦力的影响因素》，滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时，需要保持接触面粗糙程度不变；在研究滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度的关系时，需要保持压力大小不变。

　　当然，初中物理教学中也还要培养如想象等非逻辑方法，这是创新能力的重要体现。