关键词:物理方法教育;原则;能力培养;实施方法
中图分类号:G633 文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)05-0117-01
如何在物理教材的体系中挖掘物理因素,在物理教学过程中又如何开展,即物理教育如何在物理教学过程中实施,这是一个值得物理教育者深入探讨的课题。笔者通过对物理方法教育的探索和实践,认为在进行物理方法教育时要做到潜移默化,润物无声,让学生在接受物理知识的同时,不知不觉中受到物理方法教育,使物理方法教育和物理知识教育贯穿、融合在教学过程中。
一、课堂教学中开展物理方法教育的原则
(一)物理方法教育应遵循适时性原则。适时性就是要根据教材的知识内容,分析知识内容的形成过程,当教材内容确有进行方法教育的必要时才进行物理方法教育,而不应为了方法教育而进行方法教育,反对脱离教材而空谈方法。
由于物理方法是穿插和隐含在教材之中,有的内容和方法是紧密地结合在一起,需要运用物理方法推导和归纳出物理结论,在讲授这部分内容时,进行物理方法的教育,使学生理解结论的来龙去脉,就能取得良好的教学效果。有的章节就只隐含一些物理方法,在讲授这些知识时,对物理方法就只需点到即止,起到画龙点睛的作用即可。。例如,牛顿第一定律的教学过程,就应注重其形成过程和在形成过程中新涉及到的物理方法的介绍。在讲蒸发和哪些因素有关,蒸发可以致冷等结论时,让学生不知不觉中接受了通过实验和观察,再归纳出物理结论这一方法。在讲解“科学探究:怎样产生感应电流”时,通过回顾奥斯特实验的现象,反向提问,对学生进行逆向思维教育和训练。。
(二)物理方法教育应注意融合性原则。所谓融合性就是要把物理方法的教育和物理知识的学习、学生学习能力的培养结合起来,将三者有机融为一体,使物理方法的学习促进物理知识的掌握和学习能力的提高。
。在传授物理知识的过程中渗透物理方法教育,有利于学生更好更全面地掌握相关的物理知识内容,同时也有利于学生能力的形成和培养。。物理的教学过程中要培养学生的观察能力、实践能力、思维能力和分析问题、解决问题的能力。当学生在学习物理时能自觉地运用物理方法研究问题、分析问题,就说明学生具备了一定的能力。
二、课堂教学中进行物理方法教育的实施方法
(一)发掘教材中蕴含的科学方法进行物理方法介绍和剖析。物理是一门以实验为基础的科学。有了分析、归纳、综合、演绎等方法,有了数学公式的准确表述,物理才能成为一门定量的科学。物理概念和规律的建立离不开物理方法。要让学生知道,要想学好物理知识,就必须掌握好物理方法。比如初二物理进行“牛顿第一定律”教学时,介绍了亚里士多德的观点,介绍了伽利略的理想实验和理想实验的思维方法,但这些内容因在考试中很少涉及到,所以常被师生忽视。教师应在教学中尽量将这些认识的程序展示给学生,让学生领略它的思维和方法,使学生对研究物理学的“实验事实--提出假说--授受检验”这一基本方法有初步的了解,通过大量的个例分析,使学生逐步认识到:物理学的发展是观察、实验为基础,提出假说,经过科学抽象,运用数学工具,概括总结出规律,形成理论,再经过实验的检验,循环往复,使之不断丰富、深入和完善。这不仅是物理学发展中用到的科学方法也是学习物理知识时必须掌握的方法。
一、以史实为佐证,让学生认识科学方法的意义
科学知识的构建与科学技术的发明和更新,实质上是科学方法构建的突破或创新运用。以物理学的构建为例,自伽利略创建了“实验方法与数学方法相结合、真实实验与理想实验相结合”的物理研究方法后,物理学科才得以形成的知识与方法体系,人们称之为“实验物理学”。伽利略开创的实验物理学,包括实验的设计思想,实验方法,它不仅开创了物理学科发展的新局面,而且在推动所有自然科学的发展都有重要的作用。在实验物理学数百年的发展进程中,涌现了众多卓越的在物理学发展史上起过重要里程碑作用的实验,它们以其巧妙的物理构思、独到的处理和解决问题的方法、精心设计的仪器、完善的实验安排、高超的测量技术、对实验数据的精心处理和无懈可击的分析判断等,都是科学家创新运用科学研究方法与巧妙运用科学思维方法的佐证。
教材中知识与方法的阐述,其实质是物理科学研究过程的体现,所不同的是教材在时间与空间方面进行了高度浓缩,即直接围绕问题的提出、问题的研究思路或形成解决问题的方案、研究或解决问题过程、形成知识或结论这些科学研究过程中的必要环节来展开阐述,而这些必要环节中的内容正是科学方法的精华所在。由于课程学习阶段的时间与空间环境的有限性,教材不可能具体详细的展现历史上真实的科学研究过程,因此教学中教师要针对课程内容渗透一些必要的史实介绍,这些历史佐证素材,它不仅可以诱发学生对物理课程学习与探究物理现象的兴趣,而且还可以促进学生认识科学方法的价值或意义。
如“光的传播速度”,教材仅介绍了光在真空中的传播速度为3.0×108m/s这个数值,然而这个速度值是如何测定的,教材只字未提。我们知道,光速的测定标志着物理测量技术取得了突破性的进展,并且为现代物理的发展奠定了实验基础。光速的早期测定方法与原理并不复杂,所采用的设备也比较简单,其中的物理史实足以让学生认识科学方法的重要价值与作用。对于光速测定的物理事实的渗透教学,教师可以先介绍伽利略“两山头开灯”的测定方法,指出失败的原因是光传播时间的测定误差太大,然后结合图1介绍迈克尔逊“旋转棱镜法”的测定光速原理:旋转棱镜,当镜面从a转到b,B点恰好能接收到A点发出的光信号,那么光通过的距离为(2S+L),设棱镜的旋转周期为T,则光传播的时间为1/8T,周期T可以较精确的测定,那么光速。
显然,迈克尔逊与伽利略测定光速原理都相同,所不同的是迈克尔逊将光的传播时间“转化”为测量棱镜旋转的周期,而棱镜旋转的周期可以采用测量旋转频率的“累计法”来测定,而且B点对光接收的准确性体现了测量者那巧妙的思路与方法,由此让学生认识到科学上的重大突破往往是科学方法方面的突破。
二、以教材为依托,让学生领悟科学方法的内涵
在物理知识构建与技能方法介绍方面,教材蕴含着丰富的物理科学研究方法与科学的思维方法。如速度概念的建构,教材就是利用“比一比,跑一段相同的距离。看谁先到达终点”与“比一比,用相同的时间,看谁跑的远”的“控制变量”的比较方法来认识运动的快慢,而用路程与时间的“比值”方法来定义速度这个物理量,从而揭示了运动快慢的本质特征,其中“控制变量”方法、“比值”方法就隶属于物理中的科学研究方法。再如在“探究浮力大小”实验中,其中就是应用浮力对弹簧“等效”作用方法(浮力实际没有作用在弹簧上)来探究物体所受浮力的大小与排开液体重力的关系。就教材中蕴含的科学方法而言,可以说是比比皆是或俯而拾得,因此在教学中,教师要以教材为依托,注意挖掘教材中的科学研究方法与科学思维方法,引导学生深刻地领悟各种方法的内涵或实质,这样,学生在科学方法的运用方面才会具有坚实的基础。如“温度与内能”课题中,温度计的正确使用是本课题的重点,教学中应注重设计相应的测量温度的活动来训练学生基本技能,但不能忽视温度计发明过程中多种科学方法的认识与领悟教育。教材虽没有涉及温度计的制成原理,但我们可以从温度计“利用可见液柱变化来显示不能直接观察的温度变化”来阐述“转化方法”的思想内涵,剖析体温计通过细薄的水银片来显示人体温度的细小变化的“放大方法”,指出各种温度计用来显示温度变化的材料必须是热线性材料以此来使学生领悟温度计设计制作中的“类化方法”。虽是一支小小的温度计,但它其中蕴含的科学方法对学生今后从事科学研究或创新发明却有着及其重要的借鉴意义。
科学方法的认识或理解可以是教师结合教材中的素材信息采用讲授方式来达成,但更有效的方法是引导学生通过探究性的学习活动来领悟,做到“润物细无声”。
如通过“以托里折利实验来探究论证大气压值”的学习活动使学生领悟“构建模型”这种思维方法的内涵,教学中就可以引导学生思考或解决下列系列问题:
(1)我们已经测出玻璃管中水银柱的高度为760mm汞柱,试问,大气压的大小对管中水银柱的高度有什么影响·
(2)玻璃管与水银槽能否看做连通器·
(3)如图2所示,水银槽表面A点的压强与管内同一水平面B点的压强有什么关系·
1.在教学中加强学生的科学的物理分析能力
因为物理是一门基础的自然学科,在我们生活的自然界如何判断反映自然界的物理学理论中蕴含了丰富的判断办法,物理学理论的建立和发展又充分体现唯物主义的思想,因而,在物理教学中还要注重学生的唯物主义观和思想品德教育。有些时候物理概念和物理科学方法结合得非常紧密,本身就包含着物理方法,在抓住这些概念进行科学方法教育,例如:刚体、气体、单摆等建立都使用了理想化的方法。
2.加强科学的训练方法
物理科学的建立有试验归纳法和演绎推理法等,有些定律的建立和阐述本身就含着物理学家所使用的物理学方法。在教学中,结合定律讲授这些科学方法。例如,在一些教学中可以做一些试验,让学生有兴趣去探讨在学生的探讨中锻炼其思维的运用能力。我们在不断的引导学生分析问题、比较问题、综合的概括形成概念,抽象出事物的本质特征,着力培养学生科学抽象思维能力方法取得重要成果的过程,因而,运用一些具体的实例可以培养学生的逻辑思维能力。另外,思维试验是一种很重要的物理研究方法。伽利略为了论证惯性定律而设想的“小球沿着不同角度的光滑斜面爬登高”的试验,就是在物理学上著名的思想试验,因此,开创了观察和理性思维相结合的道路,为牛顿创立惯性定律奠定了坚实的基础。
3.加强物理科学实验
【关键词】初中化学;科学方法;化学教育
初中生在九年级首次接触化学课程,也是他们思想的转变时期。这时需要培养他们的思想方法和思维习惯。。在一定的基础上可以让学生动手操作实验,这对培养他们的综合素质能力有一个很好的导向作用。因此在化学的教学过程中要注重教育的科学方法。对几年的教学经验总结如下:
一、教学方法的依据
学生将来都要走向社会首先要顺应社会的需要。随着科学信息的发展,不能只掌握书本知识,而是要在大量信息中高效的处理问题。在教学过程中,教师要结合社会信息进行教育,让学生能够对获得的信息进行判断和分析。其次掌握学生的心里,初中生在此阶段是一个转型期,思维方式正在发生改变,但是在组织性、灵活性和逻辑能力等方面还有很大欠缺。初中化学的中的实验课恰能弥补这方面的不足。在实验课时让学生结合课本进行观察、分析、对比和总结等,提高学生自身的综合能力。再次,化学是研究物质组成变化的一门自然科学。实验、观察和资料收集是初中化学的三个重要学习途径,实验中充满了很多的未知,学生能够进行推理、比较和归纳,能激发学生的兴趣。
二、教学的原则
。知识和实际情况结合一起才能让学生容易理解和掌握。其次,由浅入深,科学教学方法的学习是一个不断深化的过程。教师在授课时根据学生的实际情况来教学,要针对不同学生认知能力来制定相应的方法。比如说:学生在刚开始接触化学时,可以先通过几个有趣的化学实验来提高他们的积极性。在以后的过程中让他们进行推理分析。学生掌握了一定的操作基础和知识基础之后,可以让他们自己进行简单的试验设计。再次,师生互动,在教学过程中学生是主题,通过老师的指导,让学生积极的参与课堂教学,发挥他们的主管能动性。初中化学本来就是倾向于实验课,老师通过实验让学生思考,然后进行讨论。
三、教学方法
初中化学的学习为以后的高中、大学的学习奠定基础,这门课程是以实验和简单原理为基础,比较容易被学生接受。下面结合几年的教学经验总结了几个方面的内容:
第一,在教学过程中科学方法的教育,每一门课程的编排都蕴含着科学的思想。初中化学的教材中也是如此,在的学习中首先是每一个具体环节的学习,最后是归纳总结。这种思想是以知识为载体的,这个过程能够培养学生的分析综合能力。化学讲述的是物质的构成、性质和本质特征,化学的各个知识点都在不断的完善中,并且每一个知识点都有严谨的科学性,每一个概念都蕴含着科学方法,教师在讲课过程中要根据学生的认知能力和分析能力来传给学生。
。科学方法的教育意义是培养学生的逻辑思维能力和解决问题的能力,在一定的实验基础上进行实际操作,使他们了解科学方法。教师在上课过程中创建合理的问题情境,引起学生的兴趣,激发他们的求知欲。比如说让学生对酸碱盐的反应的试验进行自行操作,并归纳总结规律性;还有自然界的“鬼火”是怎么形成的?这都能锻炼学生的认知能力。教师应该鼓励学生运应开放性思维方式进行思考问题。
第三,在实验中进行科学教育方法,化学的进步都离不开化学实验。在初中化学的课本上有很多的实验示例,课后讨论题也大多数涉及到实验的研究。比如:通过典型的实验让学生进一步体会;通过试验进行对比、归纳和总结;对特殊试验进行更充分的科学教育;对于化学发展史上的实验进行验证和优化;在安全可靠的基础上自己设计实验。
第四,形成知识网。化学知识内容分散,需要理解的内容较多,而且有些知识容易混淆。学生在学习过程中持久性不够好。。
四、小结
本文从教学的依据、教学的原则和教学方法上总结了这几年的教学经验。。让学生认识到科学的重要性,尽快适应社会的需要。
参考文献:
[1]郑丽岩.初中化学老师的定量认识思维现状调查分析[J].
[2]梁青.初中化学高效课堂建设的现状调查与对策研究-以烟台市为例[J].
[3]阮明.初中化学中科学方法教学研究[J].
关键词:物理教学;科学方法教育;意义;途径
一、高中物理科学方法教育的意义和必要性
物理科学方法不只是科学素养中的一个要素,而且是对物理科学品质的提高、对物理思想的形成以及对物理能力培养的基础。在物理教学中,根据物理的规律以及概念,通过科学的方法对学生进行教育,能够使他们慢慢形成物理的思想,形成科学的价值观以及态度,从而对学生的科学素养进行提高。所以,一定要把科学方法教育渗透到高中物理教学中去。
物理课程的教学目标之一就是通过科学的方法进行教学,但是在实践中,它并不像物理教学那样目标明确、内容具体,而是一种比较随意且盲目的状态。所以,把科学方法教育渗透到高中物理教学中去就显得非常重要。
二、常用的几种科学方法
科学问题的解决就需要科学的方法。在物理发展中,科学的方法是物理学的灵魂,所以学习物理的时候,一定要学会其中的基本方法。
1.观察方法
观察方法是最直接、最古老、最基本的方法,也是现如今用得最多的一种方法。在某种意义上,科学研究是离不开观察的。
(1)重点观察法。就是引导学生对实验的现象以及有关的事物重点去观察。通常情况下,是按照从整体观察到局部观察,然后从局部观察到整体观察,或者是对其全貌进行观察,然后对其中某一现象进行集中观察。
(2)对比观察法。人们在对事物进行认识的时候通常是利用两个事物的对比性。对比观察法可以使我们很好地对现象的特征进行掌握。
(3)归纳观察法。就是对一些个别现象观察,然后从中得出结论,最后归纳出其中的规律。归纳观察法对现象的实质能够很好地掌握,可以在比较复杂的现象中寻找出它的规律。
2.试验方法
试验方法是人们按照计划,通过一些设备获取科学事实的方法。
(1)定量实验和定性试验。定性试验是用来判断一种因素的存在与否,以及一些因素之间是否存在关系的实验。在中学物理课程中,电流的磁效应、热传导效应以及惯性实验等都是定性实验。定量实验是对一些事物的数值进行测定,求其之间的数量关系,或者是通过数量关系对某些规律的实验做出表明。比如,研究力和加速度的关系,电压以及电阻和电流强度的定量关系,这些都是定量实验。
(2)验证性实验和探索性试验。探索性试验就是指在开创性研究的时候,为了寻找自然现象的规律和性质进行的活动,它的特点就是在实验之前,人们不了解所研究的对象。比如:法拉第发现电磁感应,富兰克林捉闪电的实验,这些都是探索性试验。验证性实验就是人们按照已经知道的理论,推测一些现象存在的原因及其规律,并对其进行验证的实验。在中学物理教学中,大部分实验都属于验证性实验。
(3)模拟实验和对比实验。对比试验就是指在对照后,进行比较分析的实验。在物理实验当中,对电阻、比热以及密度等物理量进行研究的时候,选择对比实验的方法是非常有效的。模拟实验就是指在物理研究的过程中,因为一些客观条件的,对一些自然现象不可以进行直接的实验,需要人们自己创造出相似的因素或条件去进行实验的方法。
3.数学方法
数学方法就是指在一定的要求和规律下,使科学概念公理化以及符号化,在对数学符号进行推导以及运算后,得出的数学现象,然后定量地表示出事物的规律性。任何事物都是具有数量和形式的关系的,对物理问题用数学的方法进行表达,是非常严密的一种方法。
三、实施科学方法教育的途径
1.在规律教学以及物理概念中进行科学方法教育
概念的意思就是反映出事物本质的属性。一种物理概念就是那种事物的本质在人们脑海中的反映。物理概念就是反映物理现象的本质。在对物理规律以及概念的教学中,科学方法教育一定能够达成。
2.在物理实验教学中进行科学方法教育
物理学作为实验科学的课程,实验是认识科学最基本的一种方法。一开始确定实验的目标以及方向,然后选择一个进行实验的方法,以及实验用到的工具,根据提前设计好的程序进行观察、操作。然后分析处理实验得到的数据和资料,并且对其做出理论上的概括和解释。物理实验是培养学生科学态度及方法的一条非常有效的途径。
3.在物理习题教学中进行科学方法教育
这种方式主要是对学生的思维进行训练,在解答物理习题的时候,利用图像法、隔离法、整体法、等效法以及类比法等分析过程,对学生进行发散思维、汇聚思维的训练,从而提高他们的思维能力。
在高中物理教学中,进行科学方法教育对学生而言是非常重要的,这不仅可以使学生在学习物理的时候产生更高的效率,还可以使学生对物理及物理上的实验等产生巨大的兴趣。所以,对学生进行科学方法教育一定要重视起来,这对物理教育的发展有着直接的影响。
关键词:初中化学教学;科学方式;实施
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)08-0061
随着社会不断的进步,教育观念也在不断的改变,科学方法教育已经成为教学的重要方式之一。早在19年,国家教委就提出过:“在化学教学中,必须要重视科学方式的教育。”由此可知,初中化W中实施科学方式教育,对于学生的身心发展都有很大的促进作用,可以不断发展初中生的化学素养。
一、利用化学史感悟科学教学方法
自然科学的思想和研究方法是在科学家们长期的科学实践中,逐步摸索、积累、形成和发展起来的,是人类智慧的体现。他们的思想方式、研究方式和创新思维,具体表现在他们探寻自然世界的足迹之中,使化学的发展史可以完整地呈现科学发现的整个过程,给化学科学方式教学提供了大量生动、有趣和丰富的材料,使学生可以更好、更系统地领悟科学方式。
初中化学课本中有许多化学家,如拉瓦斯、道尔顿、凯库勒、门捷列夫、阿伏伽德罗、卢瑟福等,他们所运用的科学研究方式和奇妙的实验构思,给我们提供了大量的科学教学方式的素材。比如,卢瑟福的原子结构行星模型便体现出了粒子散射实验,使人类对原子结构又有了新的认识。而卢瑟福所运用的实验、模型的科学方式便会使初中生记忆犹新。因此,教师在教学中可以结合具体的教学内容利用化学史感悟科学的教学方法,引导学生在学习之中模仿和运用,用化学发展史激发学生学习化学的兴趣,从中汲取自身所需的营养,逐渐发展自身的化学思维,掌握化学方法的精髓之处。
二、依据学生的实际认知特征进行科学方式的教学
初中化学是学生初步接触化学的阶段。教师要从学生学习和运用科学方式的角度出发考虑问题,必须要遵循由感性到理性、宏观到微观、定性描述到定量表述的过程,在此过程中也可以呈现出科学方式自身的层次性。在引导学生进行科学探究时,不单要让学生理解科学的知识体系,还要让学生深刻感知其研究的过程。这样理解了科学知识过程之后,才可以逐渐使学生养成良好的学习习惯,培养学生的科学品质和化学素养。此外,教师必须注意对于学生的学习过程要坚持循序渐进的原则,不可以对学生以科学研究的标准要求学生,否则便会起到相反的负效果。
初中生学习化学的过程可以说是在一种无意识的状态下进行的,主要是依靠教师的教学引导,也就是潜移默化的教学影响进行渗透。特别是在学生刚接触化学阶段,如果将科学方式直接传授给学生,便成为死记硬背的方式,对于学生来说很难达到理解的程度,逐渐会使学生觉得化学科目难以学习,会失去原有的兴趣。所以,教师在教学前要依据所学内容制定科学合理的教学目标,在教学中要善于为学生营造情境,让学生在无意识的状态下学习到科学方式,进而引导学生积极主动地进行深入的了解和运用科学方式,真实地掌握到科学方式的精髓之处。教师还可以在课堂教学中渗入科学方式教学内容,让学生在掌握化学知识的同时掌握到科学方式。在学习化学概念和理论时,掌握其各个知识点的关联之处,达到通过知识教学渗透科学方法教学。
三、透过实验探究加强科学方式教学
在实验教学中进行渗入是科学方式教学的重要途径,实验中经常会用到多元化的科学方式,进行实验的过程也是进行科学研究的过程,实验探究会使科学探究更加具体化,也是化学教学中较为常见和重要的探究方式。
比如,在学氧化碳和水的实验时,可以对燃烧的条件进行探索、紫色的石蕊小花为何会变成红的进行探索,实验探索便呈现了实验条件控制的方式。因此,科学方式的培育必须在详细的实验活动中进行,这样学生才可以运用科学的方式进行探究、实验、分析和感悟,进而对科学方式的认识可以从原来的不知到了如指掌,引导学生将这些科学方式内化为自己的学习方式,达到化学教学的目的,使学生的综合素养不断提升、综合学习能力不断提高。
四、总结
综上所述,如果教师可以有效地在课堂中实施科学方式进行教学,便可以引导学生掌握科学的方式,进而加深对化学知识的理解和掌握,提高了学生的学习效率和质量。因此,科学方式作为思维和行为的方向,其中蕴藏了巨大的知识价值,它可以将科学知识内化为能力,使化学教学和社会发展速度相符合,达到了教师可以科学地教学,学生可以科学地学习的目的。
参考文献:
[1] 张英锋,翁志青,张有来.在化学习题教学中培养学生科学精神与科学方法[J].现代中小学教育,2005(6).
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