基于科学方法教育的物理教学情境设计

王美生

【内容摘要】科学方法教育在初中物理教学中具有十分重要的意义，它改变了以往教学模式中过于看重知识的传授，强调了学生获取基础知识与基础技能的重要性。本文对此进行了分析研究。

【关键词】科学方法教育 物理教学 情境 设计

随着时代的进步，物理学也迅速发展起来并广泛应用在各个领域，这对义务教育课程带来了新的机遇和挑战，因此课改后的物理教学标准把提高学生的学习能力作为了中学物理教学的核心内容。现在的物理教学以发展学生的自主学习能力、养成良好的思维习惯为教学目标，以帮助学生运用物理知识和科学探究方法去解决问题为最终目的，通过科学方法教育进行物理教学，帮助学生理解抽象的物理知识以及物理概念，调动了学生的学习积极性。

一、观察与实验是获得研究结论和物理知识的重要科学方法

物理是一门建立在实验基础之上的学科，它涉及的内容很丰富，而且还有严谨的理论基础，在生活和科技领域都能应用到。绝大部分物理学是从实验现象中来的，比如著名的自由落体运动。通过做实验可以观察到书本上描述的物理现象，进而加深学生们对物理知识的理解和运用。但是对物理现象的观察和理解需要借助一些科学方法的支持，观察和实验是获得研究物理知识的重要科学办法，在物理教学的情境设计中常常会利用可观察的现象来检验思维的正确与否，进而帮助学生理解抽象的物理概念和规律，形成良好的知识体系。通过感官或者借助一些实验仪器，对实验现象进行观察可以使教学情境现象变得更加生动有趣，激发学生的学习热情和课堂参与度。

如在研究“影响液体蒸发快慢的因素”时，教师设计的教学情境是让学生仔细观察“液态水在加热和不加热的情况下有什么现象发生？”在外界条件完全一样的情况下，教师在两个相同烧杯中分别倒入50ml的水，一个进行加热蒸发，一个在常温下蒸发。2分钟后，学生会看到加热的烧杯中水明显减少，这现象恰恰是说明“温度是影响蒸发加热快慢的因素”的重要证据，这就是教师精心设计的实验情境。同时教师要做同样的实验两次或三次，以确保实验的说服力。教师将烧杯中的水加热是为了使学生可以很清楚的看到实验现象，引导性地将学生的注意力转移到它所要观察的实验情境的细节变化上，让学生从这个教学现象情境中获得知识。

二、对不可见、不易见的现象进行转换

物理学中有很多看不见摸不着的现象或者不易直接测量的物理量，为了使物理教学变得更加容易，学生更容易理解，教师通常采用转换法来帮助学生理解概念规律和实验现象。在保证实验效果相同的前提下，把不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象，把陌生复杂的问题转换成熟悉简单的问题，把难以测量或者测量不准的物理量转换为能够测量或者测量准确而定物理量，帮助学生理解理论概念和规律。转换法是一种科学方法，在物理情境教学设计中经常会用到，它是教学情境变得生动，教师的教学效率和学生的学习效率都大大提高了。

转换法在电学方面的应用最为广泛，如在研究“导体的电阻大小”这一特性的时候，就是把不同的导体接入到同一电源的两端。电阻容易受到外界因素的影响，其阻值会随着温度等的变化而变化，直接测量时得出的阻值不是很准确，而电流值容易测量准确，因此本章就将直接测电阻转化为测电流。通过观察电流表可以看出电路中电流的大小，由计算公式“I=U/R”可以计算出不同导体电阻的大小，而且电路中的电流越大表明导体对电流的阻碍作用越小。这个实验的现象很明显，学生可以很直接的观察到电流的变化，进而得出导体性质对阻值的影响，让学生更容易接受和理解电阻和导体性质之间的关系，加深了学生的印象。除此之外，转换法还经常应用于声学。教师在桌子等振动的物体上放一个质量较小的纸团或者别的物体，将桌子振幅大小转化为纸团振幅的大小，进而知道桌子振动时所发出的的声音响度的大小。

三、尝试考虑影响问题的主要因素，控制其中变量

在物理教学中，对于多个变量问题常常采用控制变量法，把多个变量变成多个单因素变量的问题，只改变其中的某一个变量，进而研究该变量对事物的影响，然后在对其他变量进行研究，最后综合解决。控制变量法是进行科学探究的重要思想方法，在物理实验分析中起着十分重要的作用。

如在探究“电流与电压、电阻的关系”时，可先控制固定电阻值R不变，先研究电流与电压的关系。在实验中，通过调节滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压，记录下电压表U和电流表I的值。根据电压表和电流表值的变化和公式“I=U/R”得出结论：在电阻一定时导体中的电流与这段导体两端的电压成正比。随后再研究电流与电阻的关系，通过改变滑动变阻器的滑片使固定电阻R两端的电压始终保持一个定值U。改变滑动变阻器的阻值，记录对应的电流表示数I。根据公式“R=U/I”和电流表I的值变化得出结论：在电压一定时，导体中的电流表与导体的电阻成反比。进而总结得出电流与电压、电阻的关系。

在新课改形势下，初中物理教师应该把培养学生学习物理的兴趣放在首位，根据学生的学习特点设计教学情境，在实施教学的过程中，使学生体会到学习物理知识的乐趣，提高学生学习物理的积极性。

【参考文献】

[1] 张宪魁. 物理科学方法教育的研究与反思（续）[J]. 物理教师，2011（05）.

[2] 张宪魁. 物理科学方法教育的研究与反思[J]. 物理教师，2011（04）.

（作者单位：江苏省盐城市第五初级中学）