1 做实验, 激活物理探究欲望
实验是进行探究的灵魂。很多物理现象, 如果补充一些简单的实验, 让学生亲自动手去试一试, 不仅可以激活探究欲望, 使学生体验到物理过程的内在美, 而且利用“学生移动实验室”是解决班额过大、实验器材缺乏的重要渠道。如讲声现象时, 遇到这样一道题:给开水瓶灌水时, 发出声音的音调是逐渐变高还是逐渐变低?学生通过实验得出结论:音调变高了。然后教师又引导学生分析:声音是靠空气的振动发出的;当往水瓶里灌的水越多, 则空气柱越短, 空气的振动越快, 频率越高。学生恍然大悟。
2 画草图, 建立物理探究情境
图像, 是一种直观的表述语言, 它可以帮助学生建立形象的物理情景。在很多场合, 都可以用画图的方法帮助学生建立物理情景, 描述物理过程。如, 在“声音的发生和传播”的学习中, 出现了这样一道习题:“在短跑计时时, 计时员是看到烟雾后开始计时, 还是听到枪声后开始计时?”很多学生由于没建立物理情境而得出了相反的答案。笔者在教学中是这样处理的:先画一插图 (如图1) , 后引导学生分析:声的速度=340m/s, 光的速度=3×10 m/s, 人的速度大约为=6m/s～10m/s。其实, 声、光、人是同时开始“赛跑”, 当然光用的时间是最短的, 几乎可以忽略不计, 因此, 当人看到烟雾时, 即好像是同时看到了人开始起跑。这样计时是非常准确的。很多学生茅塞顿开 (见图1) 。
3 渗透科学研究方法培养学生科学素养
物理教材中提到的科学研究方法有控制变量法、转化法、类比法、等效法和假设法等。在教学过程中要渗透这些科学方法, 引导学生利用这些方法分析和解决问题, 培养学生的科学素养, 为学习物理打下良好的基础。
3.1 控制变量法
物理学研究中常用的一种研究方法—控制变量法。所谓控制变量法, 就是在研究和解决问题的过程中, 对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制, 使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化, 最终解决所研究的问题。
可以说任何物理实验, 都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。如:导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系, 中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系, 而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下, 研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系, 分别得出:I∝U、I∝I/R。通过学生实验, 让学生在动脑与动手, 理论与实践的结合上找到这“两个关系”, 最终得出欧姆定律I=U/R。
利用控制变量法研究物理问题, 注重了知识的形成过程, 有利于扭转重结论、轻过程的倾向, 有助于培养学生的科学素养, 使学生学会学习。
3.2 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, 如:分子的运动, 电流的存在等, 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。这种方法在科学上叫做“转换法”。看不见、摸不到的东西, 也可以认识它, 这正是科学的力量所在。
3.3 类比法
将一些十分抽象的, 看不见、模不着的如电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成, 水压使水管中形成了水流进行类比, 从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时, 在老师的引导下, 联想到:水压迫使水沿着一定的方向流动, 使水管中形成了水流;类似的, 电压迫使自由电荷作定向移动使电路中形成了电流, 抽水机是提供水压的装置;类似的, 电源是提供电压的装置, 水流通过涡轮时, 消耗水能转化为涡轮的动能;类似的, 电流通过电灯时, 消耗的电能转化为内能。
3.4 假设法
所谓假设法就是先根据现象提出问题, 大胆猜测, 提出假说, 假设的正确与否可用实验来检验。检验后如果得到肯定, 则直接得出结论;若是被否定, 就要重新修改假说。
如:在进行“牛顿第一定律”的教学时, 教师不妨以反面角色出现, 假装糊涂, 故意提出初学者容易产生的种种错误观点;引导学生进行分析和批判。教师通过列举生活中的实例:用力推车, 车就运动, 停止用力, 车就停止。概括出“力”是产生运动并维持运动的原因, 老师先提出这样的观点.然后让学生进行讨论, 并要求用实验或实例来说明自己的观点。经过学生激烈的讨论, 答案将会是多种多样的:有的学生认为教师的“观点”是正确的, 如:用力推桌子, 桌子就运动, 停止用力, 桌子就停止。有的学生认为以骑自行车为例, 停止蹬车, 车还能运动好长一段路程, 停下来则是由于受到阻力的结果。用力推桌子, 由于受到阻力作用而停止运动, 如果没有阻力它将会运动下去。此时答案已呼之欲出, 于是教师继续引导:正是因为受阻力而停止, 若没有阻力呢?让学生大胆猜想, 在学生猜想的基础上, 让学生设计实验来验证, 学生很容易想到用斜面小车实验, 学生一旦推翻了教师的错误观点, 也就纠正了自己认识的偏差, 最后结合伽利略的“思想实验”, 得出“牛顿第一定律”。利用假设法还可以研究一个物体能产力的作用吗? (如:一个巴掌拍不响) 漂浮在液面上的乒乓球受到浮力, 沉在液体底部的铁球不受浮力吗? (引导学生利用二次称重法来检验。) 等方面的问题。
3.5 等效法
物理学最常用的方法之一, 在合力与分力, 等效法测电阻, 电压、电流的测量历史故事中的曹冲称象都是等效法的应用。等效法一直伴随着物理学的发展, 也伴随着物理教学, 还会伴随着人的一生。
总之, “授人以鱼”不如“授人以渔”。在教学过程中激活物理探究欲望, 建立物理探究情境, 渗透科学研究方法, 充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用, 力求让学生亲历知识探究的经过, 在过程中学会如何主动地获取知识, 在过程中逐渐养成探究式的学习习惯, 从而提高学生科学素养。
摘要：科学素质是指人们在获得和应用科学知识的过程中所表现出来的内在品质, 它的核心是科学方法与科学精神。在物理探究教学中如何培养学生的科学素质, 是时代对物理教师提出的一个非常迫切的问题。
关键词：科学素质,科学方法,科学精神