科学方法在初中物理教学中的渗透途径

庄网凤

(江苏省扬州市江都区丁沟镇麾村中学 225236)

在初中物理教学中，科学方法是物理学知识获取与运用的各类手段和方法，开展科学方法教育，就是要立足物理现象、物理知识，从中展现物理学规律，帮助学生构建物理知识结构与认知.初中阶段的学生思维，具有形象思维向抽象思维过渡的转型期，要结合物理课程，来渗透科学方法，促进学生理解和掌握物理方法.

一、明确科学方法的内涵，梳理科学方法培养思路

科学方法在物理学中有多种表现，可以是直接定义法，比值定义法、演绎推理定义法、实验归纳法等等.不同科学方法，所对应的初中物理知识也不同，同一知识也可能对应多种科学方法.如在苏科版初中物理中对“质量”、“力”等概念的直接定义，对“惯性”、“压力”等基础实验的归纳总结，对“功”、“机械能”的演绎推理等等.对于物理概念本身，与其物理现象具有对应性.物理课程本身就是基于大量的物理现象观察、实验、分析后，归纳、综合出的基本规律.所以说，构成物理概念的科学方法，主要通过四方面来获得.一是物理实验，可以是生活中的物理现象，也可以是生产实践中的物理方法.二是对已有表象的科学归纳.三是对已有概念的推理派生.四是对已有物理规律的演绎推理.以初中物理中的“力”为代表，在教材中，我们可以结合人推车、汽车拉拖车、手提箱子、人压弹簧、磁铁吸引铁屑等现象，来观察和分析其共同特征，从而得到“一个物体对另一个物体的作用”即为“力”的定义.再如，对于初中物理中的速度概念，其本身在定义上为路程与时间的比值.但由于初中阶段对速度概念的理解有限，我们可以将之等同于“平均速度”概念.也就是说，对于物理学中的科学方法，其基本框架是沿着“提出问题、观察实验、分析比较、抽象概念、形成物理概念”的顺序来实现.

二、洞悉物理主客体的内在关系，挖掘物理规律

学习物理学，需要结合物理主客体之间的内在关系，来观察其变化，归纳其规律.事实上，物理学中的科学方法，就是基于人们对物理主客体关系的理性认知，是建立在物理规律的基础上.如我们常用的科学方法有图像法、实验法、逻辑推理法、假说法等.以实验归纳法为例，实验是反映物理现象的基本手段，借助于实验，可以反映事物各个部分之间的相互关系，还可以从实验中归纳出物理规律.当然，面对客观环境下的物理实验，往往涉及诸多外在因素，如果将所有的影响因素都考虑进去，势必将给实验带来诸多难题.为此，在实验归纳法中，我们常常选择控制变量法，假设对某些因素设定为不变，而改变某一因素，来观察实验现象，经过反复多次的实验，来综合出各个因素之间的关系.比如我们学习的液体内部压强规律，阿基米德定律，欧姆定律，以及光的折射、反射定律等.同样，在对物态概念的教学中，物态有熔化和凝固的规律，通过对海波、蜂蜡的熔化与凝固实验，发现其与温度之间有关系，从而得出温度、时间关系图.以液体内部压强规律演绎推理为例，对于液体内部，假设理想液柱，根据平衡力的概念，即液柱底面所受压力与液柱所受重力大小相等，F=G；运用公式展开，得出PS=ρghS.我们通过转换发现，对于深度为h的液体，其所产生的压强，可以利用P=ρgh来获得.也就是说，对于液体内部的压强规律，与通过压强计来测量的不同位置的压强定性实验具有一致性，从而得出实验结果的科学性.

三、融入物理实验，呈现科学方法

在初中物理学中，实验课程是重要内容.物理实验本身是建立在物理研究的基础上，通过探索性物理实验、验证性物理实验、测量性物理实验等来获得.当然，科学方法也可以融入到物理实验中，从物理实验中来归纳和运用科学方法.如“控制变量法”是初中物理实验最常用的方法之一，但对于很多学生而言，也是最为难以理解的内容.以“浮力的影响因素”为例，如何通过物理探究实验，来渗透“控制变量法”，来归纳物理科学方法.在实验设计阶段，我们可以联系生活中的浮力现象，给学生提供感性的实验环境.然后，根据浮力的计算方法，可能涉及液体密度、排液体积、物体密度、物体体积、浸入深度等，每一个因素，都可能影响浮力变化.所以，我们为了突出对“控制变量法”的运用，在对该实验进行操作前，对某些影响因素进行人为控制，使其保持不变，而只改变某一变量，来获得该变量与浮力的关系.如在研究浸入深度变化时，对其他条件设定为不变.第二阶段为实验操作，结合浮力原理，我们在实验器材、实验环境构设上，突出实验的可操作性、可观性.如选取圆柱体，细线、水、烧杯、弹簧测力计等.在实验方法上，将细线与圆柱体连接后，挂在弹簧测力计下，记录每次示数；然后将圆柱体进入到不同的深度，不接触烧杯的前提下，记录测力计示数；改变圆柱体浸入深度，记录测力计示数.最后，对上述实验过程中的数据记录进行测算和整理，我们可以引入图表法，分别对不同浸入深度下的弹簧测力计示数进行对比，绘制变化曲线，得到不同浸入深度下所对应的测力计示数值.通过测算得出实验结论，即在物体浸入前，浮力为零，测力计示数不变；当浸入液体深度越深，其排出的液体体积越大，测力计示数值越大；但完全浸入液体时，其弹簧测力计示数值不变，说明与浸入深度无关.

在物理学教学中，引入科学方法这条主线，来组织课堂教学，展现物理现象与物理知识之间的关系，并引导学生从观察、记录、计算、归纳、总结中得出物理规律，培养学生对科学方法的理解与认知，渐进提升学生物理素养.

参考文献：

[1]赵娜,张磊.科学方法在初中物理概念教学中的渗透[J].中学物理,2014,32(16):5-6.

[2]陈建昌.科学方法在初中物理教学中的渗透[J].中学物理,2014,32(04):61-62.

[3]李建强.谈科学方法教育在物理教学中的渗透[J].甘肃教育,2013(05):40.