1、科學探究方法在初中物理教學中的應用摘要：近幾年中小學教育逐漸由應試教育向素質教育轉變，新課程標準也強調要培養(yǎng)學生的探究能力,重要的是在探究過程中逐步培養(yǎng)學生用科學的方法去探究，使獲得知識與基本技能的過程同時成為學會學習和形成正確價值觀的過程。教師從單純注重傳授知識轉變?yōu)橐龑W生學會學習，學會交流合作。當然要達到這一目標，必須更新教育理念。新課程標準強調要培養(yǎng)學生的探究能力,重要的是在探究過程中逐步培養(yǎng)學生用科學的方法去探究，那么研究物理問題的科學方法有很多,如比較法、轉換法、控制變量法、等效替換法、模型法、假設法、類比法、理想化法、圖象法、演繹法、歸納法、推理法等等。這里僅就其中最典型的，最常

2、用的比較法、控制變量法二種科學研究方法在初中物理教學中的應用國加以歸納、總結。關鍵詞：初中物理教學 科學探究方法 比較法 控制變量法1、 比較法 “比較”是人們常用的思維方法，是找出事物之間的差異點和共同點的思維方法，通過事物間相同特征或相異特征的比較，提示事物的本質和區(qū)別。人們認識事物往往是從區(qū)別事物的本質特征開始的。而要區(qū)別就要有比較，有比較才有鑒別。事物之間在現(xiàn)象上和本質上都存在著同一性和差異性。現(xiàn)象上的同一和差異一般來說是容易識別的，而本質上的同一和差異就不那么容易識別。物理學中有許多物理思維和物理規(guī)律具有可比性，運用比較法可幫助學生接受新概念并加深對概念的理解，尤其在復習課上運用，能

3、使知識融會貫通，開拓學生的思維，并培養(yǎng)學生的知識遷移能力。在物理教學中，既要求學生找出差異性極大的物理現(xiàn)象或物理概念之間本質上的共同點，又要求學生找出表面上極為相似的物理現(xiàn)象和物理概念之間本質上的差異，在物理教學中運用比較法常有以下幾種情況。 首先，是用“比較”引入新概念。有些物理概念間有許多相似之處，講解一些概念之后，另一些概念可用比較法引入，使教學難度降低，并能把規(guī)律提示出來。例如：在演示聲音的響度時，比較用力敲擊音叉和輕敲音叉；演示聲音的音調時，快速和較慢的劃過木梳。都能很直接的比較出這其中的區(qū)別，加深學生的學習印象。其次，用“比較”可以深化概念。在上新課時，知識往往比較分散，復習課上教

4、師要幫助學生通過比較，把一些有內在聯(lián)系的知識串聯(lián)起來，以深化概念。例如：平衡力和相互作用力（作用力與反作用力）。 平衡力相互作用力不同點作用的物體（主要的）二力作用在同一物體上二力作用在不同物體上力的性質不一定相同一定相同存在性不一定同時消失同時消失語言特征涉及三個物體涉及兩個物體（甲受乙，乙受甲；甲給乙，乙給甲）相同點大小相等，方向相反，作用在同一直線上通過這樣的比較和思索，學生豁然開朗，較快的接受了新概念。可見運用“比較法教學”對解決教學難點是很有益處的。 再次，用“比較”區(qū)分概念。有些相反性質的物理概念也可用比較法講解，著重區(qū)分兩個概念的相異之處，抓住事物個性加以區(qū)別，從而分清概念。在電

5、磁學中應用左，右手定則往往會引起混淆。教師在評講時要比較異同。著重突出應用條件上的差異，以免弄錯。左右手定理有許多類同之處，在應用時分別伸開左右手掌，并攏四指，拇指與四指垂直；表示的物理也類同：磁感線穿過手心，四指指向表示電流方向，拇指表示受力運動的方向。用左手還是用右手判定，關鍵不在于求哪個量的方向，而在于條件。即導線中電流與導線運動方向的因果關系，若是由于導線中有了電流在磁場中受力運動，那么不論是求磁場方向，電流方向還是導線受力運動方向，都應用左手定則。若是由于導線切割磁感線運動而產生電流，則不論求磁場方向，電流方向還是導線運動方向，都應用右手定則。差異就在于因果關系。抓住關鍵就能正確運用

6、。又例如，為了證明大氣壓的存在，可用一只底部開有小圓孔的塑料杯子，用右手手指按住小圓孔，在杯口向上時將塑料杯里盛滿水，用紙片把杯口蓋嚴，左手按住紙片把杯子倒過來使杯口向下，放開左手后，紙片不會掉下來，杯子里的水也不會流出來。這時，有學生認為“紙片是被水粘住了”，然后老師拿掉按住小圓孔的右手指，結果紙片掉下來了，水也流出來了。這樣通過手指按住小圓孔和不按住小圓孔兩次實驗的比較，使學生觀察到兩次實驗中紙片都與水接觸，所不同的是后一次實驗是杯底與大氣相通。從而解除了“紙片是被粘住了”的誤解。提高了“大氣壓存在”這個結論的可信度。二、控制變量法 “控制變量法”是初中物理中常用的探索問題和分析解決問題的

7、科學方法之一,本文就它在教學中的應用作一探討. 自然界中發(fā)生的各種物理現(xiàn)象往往是錯綜復雜的,因此影響物理學研究對象的因素在許多情況下并不是單一的,而是多種因素相互交錯、共同起作用的.譬如說某段導體中通過電流的大小不僅和其兩端電壓有關,還和這段導體的長度、橫截面積的大小及材料種類等因素有關.所以要想精確地把握研究對象的各種特性,弄清事物變化的原因和規(guī)律,單靠自然條件下整體觀察研究對象是遠遠不夠的,還必須對研究對象施加人為的影響,造成特定的便于觀察的條件,這就是“控制變量”的方法.例如為了研究某物理量同影響它的三個因素中的一個因素之間的關系,可將另外兩個因素人為地控制起來,使它們保持不變,以便觀察

8、和研究該物理量與這一因素之間的關系. 首先,在初中物理實驗過程中,控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學方法. 具體做法是根據(jù)研究目的,運用一定的手段(控制實驗儀器設備等)主動干預或控制自然事物、自然現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展的過程,在特定的觀察條件下去探索客觀規(guī)律.例如,在引導學生探索、研究導電體的電阻的大小同導電體的哪些特性有關時,可先故意將橫截面積、長度都不同的一根鎳鉻合金絲和一根銅絲分別串入接有小燈泡的直流電路中,讓學生分別觀察燈泡發(fā)光的亮度,并問學生:剛才的實驗現(xiàn)象能否說明電阻大小與導電體的某個特性有關?學生經過思考與討論,得到的結論當然是否定的.再用橫截面積和長度都不同的兩根

9、鎳鉻合金絲分別串入上述電路中,觀察小燈泡的亮度,并讓學生思考這個實驗能否說明電阻大小同導電體的某種特性有關,結論同樣是不能.這時就可不失時機地問學生:“那么,我們應該取怎樣的兩根金屬絲串入上述電路來做這個實驗,以研究導電體的電阻大小到底與哪些因素有關呢?”同時向學生出示課前準備好的幾根金屬絲讓他們選擇.學生經過思考并相互討論后,有的回答:應取兩根橫截面積相同、但長度不同的鎳鉻合金絲進行上述實驗;有的同學說:應取兩根長度相同、但橫截面積不同的鎳鉻合金絲進行上述實驗;還有的說應取長度、橫截面積均相同的一根銅絲和一根鎳鉻合金絲進行實驗比較.這時,教師可適時指出上述幾種方法都可以,同時指出要研究電阻的

10、大小同導電物質的長度、橫截面積、材料種類這三個因素任何一個因素間的關系,就要人為地控制另外兩個因素,使它們相等,并指出這種實驗的方法就是“控制變量法”,再讓學生運用這一方法系統(tǒng)地進行上述實驗,使學生在實際操作過程中去體驗這一科學方法. 在初中物理教學中還有許多概念或規(guī)律之探索和推導的實驗過程中,都運用了“控制變量法”這一科學方法,如在引導學生探索“導電體中電流大小同其兩端電壓大小和其電阻大小之間的定性關系,最終得出歐姆定律”和探索“力的作用效果同力的哪些因素有關,最終得出力的三要素”等實驗過程中都用到了這一科學方法,使學生對“控制變量法”不斷加深理解,并逐步達到有意識地去應用的目的. 其次,在

11、利用物理知識去分析和解決一些實際問題時,如能靈活運用“控制變量法”進行分析,有時可起到事半功倍的效果. 在初中物理中,可用“控制變量”去分析和解決的實際問題是很多的,這就為這一科學方法的教學和應用提供了很好的機會.例如,有這樣一道題:質量相同的水和煤油,吸收相同的熱量,誰的溫度升高較大?對于這一道習題,初看起來似乎有一定的難度,因為這樣簡短的一句話中包含了四個相互關聯(lián)的物理量,也就是說,要比較誰的溫度升高較大,就要同時分析其它三個物理量(質量、熱量、比熱容)對它的綜合影響,如果沒有一種科學的分析方法,要解決這樣一個實際問題,不僅費時費力,且準確率不高,但如能對學生加以恰當?shù)囊龑?讓他們考慮是否

12、可用物理實驗中常用的科學方法來解決這道實際問題,經過思考及同學間的相互討論,許多同學便會想到用“控制變量法”結合公式Q=cmt來解決這個問題,思路是這樣的:因為這個問題要解決的是t(升高的溫度)的大小,所以先將此公式變成t=Q/cm的形式,再分析題目發(fā)現(xiàn),m(質量)、Q(熱量)相同,即這個問題中t僅取決于c(比熱容),且從t=Q/cm這一關系式中可以看出,t與c成反比,而水的比熱容大于煤油的比熱容,因此很容易得出這個問題的答案是:“煤油升高的溫度比水大”.可見,在解決物理問題時,如能恰當運用科學方法進行分析,確實能起到提高解題速度與準確率的良好效果.更為重要的是,通過這一實際問題的解決過程,使學生對如何應用“控制變量法”等科學方法去分析、解決問題作了有益的嘗試.在初中物理(如在力學、電學、熱學)中,可用“控制變量”這一科學方法去分析解決的實際問題還很多,這就為學生靈活應用這一科學方法解決問題提供了保證.近幾年我們看到中小學教育逐漸由應試教育向素質教育轉變。物理作為一門自然科學,在教學中應側重培養(yǎng)學生的物理科學素質。而物理科學素質則由物理科學知識、物理科學能力、物理科學方法，物理科學意識和物理科學品質等諸要素構成。其中物理科學方法是科學素質的翅膀，是獲取科學知識的手段。學生只有掌握了科學方法，才能更深入地理解和牢固掌握科學知識，提高學習效率，起到事半功倍的作用。而且，科學方法對人