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摘 要:培养学生的科学素养是理科教育改革的总目标。科学素养的关键是科学研究方法的掌握。科学研究方法没有固定的模式,老师要结合教学内容灵活的渗透科学研究方法的教育。
关键词:创新教育 科学素养 科学研究方法
中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:1673-1875(2009)21-118-01
当前,国际理科教育改革的总目标是培养学生的科学素养,科学方法是科学素养的四大要素之一。物理创新教育强调教学过程应从过去重知识的传承转向注重科学探究的过程和掌握科学研究的方法,从“授之以鱼”变为“授之以渔”。方法的掌握是能力形成的标志,可以帮助学生形成良好的科学素养,树立正确的科学观,发挥学生的能动性和创造性。学生在进行科学探究的过程中,尽管探究的内容不同,但采用的都是基本的科学研究方法,这些方法的学习远比知识的学习更重要,教师应引导学生在学习过程中体会掌握这些方法。
科学方法反映了科学知识发生和发展的过程,是理解科学知识的纲领和脉胳。它包括科学探究的一般过程以及在此过程中涉及的具体方法,如观察法、假想模型法、科学推理法等。我在物理教学中是这样渗透具体科学方法的教育的:
一、进一步深化学习常用的科学研究方法
学生在小学自然常识和其他学科的学习中经常用到一些科学方法,如观察法、实验法、归纳法等,教师首先要纠正学生对这些方法固有的片面理解,使学生能正确使用这些方法,其次要对这些学生认为比较简单的常用方法提出更高的要求。
有的学生认为观察法就是看现象,实验法就是动手去做实验,这样就是没有领会这些方法的本质。观,知觉;察,思维,二者结合起来就是要求有目的的看,边看边想。学生观察实验现象前,教师应就如何观察进行指导。例如在观察水的沸腾时,教师要出观察要点,即在这个实验中,要观察烧杯中的水在加热升温至沸腾的全过程。随着水温的升高,一方面,观察温度计示数,一方面注意观察在不同阶段水中气泡的生成、气泡的大小、多少及上浮的特点。
在探究分子运动快慢与哪些因素有关时,教师要演示向盛有热水和冷水的烧杯中分别滴一滴红墨水的实验。实验前,我是这样指导学生进行观察的:主要观察两杯水从墨水滴入到整杯水都变均匀的过程,哪杯水先变均匀,来培养学生观察能力。正确的观察能帮助学生对现象进行全面、系统的认识,从司空见惯的现象中发现物理规律。
物理是一门实验科学,新课标中科学探究的问题,用实验探究方法的居多。实验探究并非简单的动手去做,动手去做只是实验探究方法的步骤之一。实验过程包括了选择实验器材、设计实验步骤、设计现象、数据的记录表格、进行实验、收集证据等,教师要从以上方面逐步培养学生的各种能力,使他们掌握正确的实验方法。
二、在科学探究的过程中总结并掌握重要的科学研究方法
控制变量法是把一个多因素问题转变成多个单因素问题,从而把复杂问题简单化的方法。这是物理乃至其他科学中的重要科学研究方法,初中物理教材在探究影响摩擦力大小的因素、压力的作用效果、比热、电阻、电流与电压、电阻的关系、电流的热效应等问题的研究中都采用了它。这种方法首次出现在《探究影响摩擦力大小的因素》一节中,教师要抓住时机进行点拔。当学生为探究摩擦力大小与接触面情况是否有关,设计出用弹簧测力计拉着木块在不同表面运动时,教师不要由于学生的设计有漏洞急于给出正确答案,而是要针对学生的设计提出问题:使用的是否同一个木块?若用不同的木块探究你所提出的问题是否可行,为什么?使学生在探究过程中领会到:当所研究的问题有多个变量时,可采用控制变量个数的方法,分别研究这个量与每一个因素的关系,从而得出正确的结论。
爱因斯坦把伽利略的一些发现及他所应用的科学推理方法誉为“人类思想史上最伟大的成就之一,标志着物理学的真正开端”。教材以知识为载体,方法教育蕴含其中。惯性定律的教学本身就充满了科学方法教育。它揭示了在没有外力作用时物体的运动规律,不能用实验直接验证,因此成为物理教学中的一大难点。而突破难点的途径就是使学生认识科学推理这种研究方法。在教学中,先演示实验,由学生进行分析,得出“小车受的阻力越小,它就前进的越远”的结论。再引导学生进行推理:如果小车不受任何阻力,它将以恒定不变的速度永远运动下去。向学生说明伽利略、牛顿等人就是通过类似上述实验和分析事实的基础上进行合乎逻辑的科学推理纠正了几千年来人们的错误认识。告诉学生人们认识牛顿第一定律的物理本质经过了漫长的艰难过程,在这一过程中,科学推理的研究方法起了重大作用。这是培养学生科学推理和抽象思维的典型实例。
三、引导学生领会特殊的研究方法
初中物理教材中所涉及的一些特殊的研究方法在教学中用得不好容易给学生造成神秘感、怀疑感,学生就会对相关的知识感到晦涩、难懂、望而却步。教师要帮助学生了解并学会使用它们。
例如在推导液体内部压强公式时,要用到“假想模型法”。在分析推导公式前突然提出这种方法,由于八年级学生思维能力的限制,就会感到难以理解。为此教师可补充一个演示实验:在上端开口、下端贴有橡皮膜的玻璃管中注入一定深度红色的水,橡皮膜向外凸出,将玻璃管放入盛有水的容器中,直至管内外水面相平,引导学生分析得出:只要求出玻璃管内水对橡皮膜的向下压强,也就求出了这一深度液体向各个方向的压强,随后再提出“假想液柱”的方法,这样搭一个阶梯,使学生先有一个实际感受,再进行想象,思维由形象自然过渡到抽象,就比较容易掌握这种方法了。
在连通器、浮力产生原因的教学中又相继用到了“假想液片”、“假想液块”的方法,有了前面的学习做基础,学生就不会感到太难了,这种方法又叫“刚化法”,是三百年前丹麦物理学家司忒藩提出的,对培养学生的想象能力、抽象思维能力有重要的意义。
四、循序渐进,在应用过程中灵活掌握各种研究方法
除了以上所提的方法,物理学的研究方法还有替代法、等效法、类比法、比较法、转换法等,有时一个问题的研究中可能同时用到几种研究方法,比如电流的热效应的学习中用到了控制变量法、替代法;电功率的学习中用到了比较和类比的方法。这些方法并不是短时间内就能掌握的,在教学中一般要经历一个初次接触教师指导学生学习、再次遇到教师提示学生自觉应用,直至学生完全掌握能独立灵活应用这样一个循序渐进的过程,需要在学习中不断的尝试、反复应用才能加深理解并使用学生的探索创新能力得到发展。如果平时教学中教师不注意渗透科学方法的学习,只在中考前复习时才为了应试有针对性的做一些习题,就不能使学生在真正意义上掌握这些方法,更谈不上在今后使用这些方法。
教师想在有限学习时间内把前人积累的知识都传授给学生是不可能的,科学研究方法就像一座座桥梁,能帮助学生达到思维的彼岸,在教学中要重视科学研究方法的学习。要求学生不但要学会在今后的物理学习中使用这些方法,还要能迁移应用到其它学科的学习以及日常生活中去,这样才能使学生成为具有初步创新精神、科学素养的新世纪建设者,成为具有终身学习能力的人。
关键词:创新教育 科学素养 科学研究方法
中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:1673-1875(2009)21-118-01
当前,国际理科教育改革的总目标是培养学生的科学素养,科学方法是科学素养的四大要素之一。物理创新教育强调教学过程应从过去重知识的传承转向注重科学探究的过程和掌握科学研究的方法,从“授之以鱼”变为“授之以渔”。方法的掌握是能力形成的标志,可以帮助学生形成良好的科学素养,树立正确的科学观,发挥学生的能动性和创造性。学生在进行科学探究的过程中,尽管探究的内容不同,但采用的都是基本的科学研究方法,这些方法的学习远比知识的学习更重要,教师应引导学生在学习过程中体会掌握这些方法。
科学方法反映了科学知识发生和发展的过程,是理解科学知识的纲领和脉胳。它包括科学探究的一般过程以及在此过程中涉及的具体方法,如观察法、假想模型法、科学推理法等。我在物理教学中是这样渗透具体科学方法的教育的:
一、进一步深化学习常用的科学研究方法
学生在小学自然常识和其他学科的学习中经常用到一些科学方法,如观察法、实验法、归纳法等,教师首先要纠正学生对这些方法固有的片面理解,使学生能正确使用这些方法,其次要对这些学生认为比较简单的常用方法提出更高的要求。
有的学生认为观察法就是看现象,实验法就是动手去做实验,这样就是没有领会这些方法的本质。观,知觉;察,思维,二者结合起来就是要求有目的的看,边看边想。学生观察实验现象前,教师应就如何观察进行指导。例如在观察水的沸腾时,教师要出观察要点,即在这个实验中,要观察烧杯中的水在加热升温至沸腾的全过程。随着水温的升高,一方面,观察温度计示数,一方面注意观察在不同阶段水中气泡的生成、气泡的大小、多少及上浮的特点。
在探究分子运动快慢与哪些因素有关时,教师要演示向盛有热水和冷水的烧杯中分别滴一滴红墨水的实验。实验前,我是这样指导学生进行观察的:主要观察两杯水从墨水滴入到整杯水都变均匀的过程,哪杯水先变均匀,来培养学生观察能力。正确的观察能帮助学生对现象进行全面、系统的认识,从司空见惯的现象中发现物理规律。
物理是一门实验科学,新课标中科学探究的问题,用实验探究方法的居多。实验探究并非简单的动手去做,动手去做只是实验探究方法的步骤之一。实验过程包括了选择实验器材、设计实验步骤、设计现象、数据的记录表格、进行实验、收集证据等,教师要从以上方面逐步培养学生的各种能力,使他们掌握正确的实验方法。
二、在科学探究的过程中总结并掌握重要的科学研究方法
控制变量法是把一个多因素问题转变成多个单因素问题,从而把复杂问题简单化的方法。这是物理乃至其他科学中的重要科学研究方法,初中物理教材在探究影响摩擦力大小的因素、压力的作用效果、比热、电阻、电流与电压、电阻的关系、电流的热效应等问题的研究中都采用了它。这种方法首次出现在《探究影响摩擦力大小的因素》一节中,教师要抓住时机进行点拔。当学生为探究摩擦力大小与接触面情况是否有关,设计出用弹簧测力计拉着木块在不同表面运动时,教师不要由于学生的设计有漏洞急于给出正确答案,而是要针对学生的设计提出问题:使用的是否同一个木块?若用不同的木块探究你所提出的问题是否可行,为什么?使学生在探究过程中领会到:当所研究的问题有多个变量时,可采用控制变量个数的方法,分别研究这个量与每一个因素的关系,从而得出正确的结论。
爱因斯坦把伽利略的一些发现及他所应用的科学推理方法誉为“人类思想史上最伟大的成就之一,标志着物理学的真正开端”。教材以知识为载体,方法教育蕴含其中。惯性定律的教学本身就充满了科学方法教育。它揭示了在没有外力作用时物体的运动规律,不能用实验直接验证,因此成为物理教学中的一大难点。而突破难点的途径就是使学生认识科学推理这种研究方法。在教学中,先演示实验,由学生进行分析,得出“小车受的阻力越小,它就前进的越远”的结论。再引导学生进行推理:如果小车不受任何阻力,它将以恒定不变的速度永远运动下去。向学生说明伽利略、牛顿等人就是通过类似上述实验和分析事实的基础上进行合乎逻辑的科学推理纠正了几千年来人们的错误认识。告诉学生人们认识牛顿第一定律的物理本质经过了漫长的艰难过程,在这一过程中,科学推理的研究方法起了重大作用。这是培养学生科学推理和抽象思维的典型实例。
三、引导学生领会特殊的研究方法
初中物理教材中所涉及的一些特殊的研究方法在教学中用得不好容易给学生造成神秘感、怀疑感,学生就会对相关的知识感到晦涩、难懂、望而却步。教师要帮助学生了解并学会使用它们。
例如在推导液体内部压强公式时,要用到“假想模型法”。在分析推导公式前突然提出这种方法,由于八年级学生思维能力的限制,就会感到难以理解。为此教师可补充一个演示实验:在上端开口、下端贴有橡皮膜的玻璃管中注入一定深度红色的水,橡皮膜向外凸出,将玻璃管放入盛有水的容器中,直至管内外水面相平,引导学生分析得出:只要求出玻璃管内水对橡皮膜的向下压强,也就求出了这一深度液体向各个方向的压强,随后再提出“假想液柱”的方法,这样搭一个阶梯,使学生先有一个实际感受,再进行想象,思维由形象自然过渡到抽象,就比较容易掌握这种方法了。
在连通器、浮力产生原因的教学中又相继用到了“假想液片”、“假想液块”的方法,有了前面的学习做基础,学生就不会感到太难了,这种方法又叫“刚化法”,是三百年前丹麦物理学家司忒藩提出的,对培养学生的想象能力、抽象思维能力有重要的意义。
四、循序渐进,在应用过程中灵活掌握各种研究方法
除了以上所提的方法,物理学的研究方法还有替代法、等效法、类比法、比较法、转换法等,有时一个问题的研究中可能同时用到几种研究方法,比如电流的热效应的学习中用到了控制变量法、替代法;电功率的学习中用到了比较和类比的方法。这些方法并不是短时间内就能掌握的,在教学中一般要经历一个初次接触教师指导学生学习、再次遇到教师提示学生自觉应用,直至学生完全掌握能独立灵活应用这样一个循序渐进的过程,需要在学习中不断的尝试、反复应用才能加深理解并使用学生的探索创新能力得到发展。如果平时教学中教师不注意渗透科学方法的学习,只在中考前复习时才为了应试有针对性的做一些习题,就不能使学生在真正意义上掌握这些方法,更谈不上在今后使用这些方法。
教师想在有限学习时间内把前人积累的知识都传授给学生是不可能的,科学研究方法就像一座座桥梁,能帮助学生达到思维的彼岸,在教学中要重视科学研究方法的学习。要求学生不但要学会在今后的物理学习中使用这些方法,还要能迁移应用到其它学科的学习以及日常生活中去,这样才能使学生成为具有初步创新精神、科学素养的新世纪建设者,成为具有终身学习能力的人。