物理方法有效评价探究

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  新课程背景下的初中物理教学,非常重视物理方法的应用与评价.物理方法对物理学发展的推动作用是不言而喻的.伽利略发现的实验方法奠定了近代物理的基础,伽利略所用的比较方法为牛顿第一运动定律的得出打下了坚实的基础.
  物理方法是物理学科异于其它学科的重要特征之一.从目前物理方法评价的情形来看,物理方法的评价多是方法名称的评价.如:
  为了形象地说明宇宙扩张学说,小明同学把气球吹成球形之后,在气球上点上黑点.再把气球吹至排球大小,发现黑点之间的距离增大,以此模拟宇宙演变.这里运用的物理方法是(选填“等效法”、“类比法”或“转换法”).
  一般认为,这样的考查方法为显性的物理方法考查方法.这样的考查有其积极的地方,尤其是在科学方法评价的初步阶段.随着物理教学中日益重视物理方法的教育,物理方法的评价应进一步向显性评价与隐性评价相结合的方向迈进.
  初中阶段的物理方法甚多,也比较基础,在此不一一枚举.拙作以“归纳法”为例,探究如何有效评价物理方法.
  初中阶段常用的归纳法是不完全归纳法,不完全归纳法又以“穆勒五法”最为著名.其由英国著名的逻辑学家和哲学家穆勒总结得出,这五种用来判明因果关系的不完全归纳法在中学物理中非常常见,分别是契合法、差异法、契合差异共用法、共变法和剩余法.(详见《归纳与演绎》P7—36,岳燕宁著,大象出版社)
  1 物理方法的显性评价
  所谓显性评价,是指对学生进行科学方法本身的评价,既包括对方法名称的评价(如上例),也包括对方法内容的评价(如下面题1).相应的命题即可如此进行,例如:
  题1 学习物理不仅仅是学习物理知识,更要学习物理方法.在物理方法中,有一种非常有用的方法叫做“契合法”.如,我们通过分析人发声时声带在振动、音叉发声时音叉在振动、喇叭发声时喇叭在振动等例子,得出“声音是由于物体的振动产生的”这一结论,用的就是这种方法.根据上面的描述,下列哪个说法符合“契合法”的实质
  A.研究的对象在两个或两个以上的场合中,只有一种因素是共同的,那么这种共同因素与研究对象之间存在因果关系,这种方法叫做契合法;(正确)
  B.研究的对象出现的场合与未出现的场合之间只有一种因素不同,那么这一种因素与研究对象之间存在因果关系,这种方法叫做契合法;(差异法)
  C.当某一因素发生变化时,研究的对象也发生变化,这种方法叫做契合法;(共变法.如果变化的因素是唯一的,则就是初中物理中常见的“控制变量法”)
  D.已知研究对象的三种现象是由三个因素引起的,如果已经确定其中两种现象是由其中的两个因素引起的,则引起第三种现象的一定是第三个因素,这种方法叫做契合法.(剩余法)
  这样的题目直接评价学生对物理方法的理解,可以将我们的教学引向显性的物理方法教学,而这正是当下物理教学的缺失(《论物理课程改革背景下的科学方法教育》,《课程·教材·教法》2009年第8期).
  当然,如果觉得这样的评价过于概念化,我们也可以采用隐性评价的方式,相应题目的设计见后题3.
  题2 “契合法”是我们初中物理中常用的一种物理方法(题1A选项,此处不重复),运用此方法时若所分析的材料不全面,得出来的结论就不准确.下列哪个选项中是契合法的正确运用
  A.学习声音的产生原因时,根据鼓发声是由于敲击产生的,锣发声是由于敲击产生的,电铃发声是由于敲击产生的,得出“声音是由于敲击产生的”结论
  B.研究声音产生原因过程中,得出的“用的力越大,声音越大”的结论
  C.通过分析人发声时声带在振动、音叉发声时音叉在振动、喇叭发声时喇叭在振动等例子,得出“声音是由于物体的振动产生的”这一结论
  这种题目看来很“另类”,因为它考查的是学生学习过程中曾经犯过的错误,而不是标准的正确答案.但考虑到科学探究从来不是一帆风顺,学生学习物理的过程也应该有犯错的时候,常规题目往往并不能评价到这一点.相反,这样的题目或许更能评价出学生的真正学习过程—— 一个没有犯过思维错误的过程不是一个正常的学习过程,我以为.
  2 物理方法的隐性评价
  隐性评价是指在评价学生的过程中,不出现方法的名称,而直接评价学生的归纳能力.相对于显性评价而言,其更侧重于方法的应用,而非方法自身.如:题3 生活中我们发现,棉花能够保温、泡沫能够保温、羽绒能够保温……请你根据这些材料,请你判断“刚下的雪”能不能保温,并说明判断理由.(参考答案:能够保温的棉花、泡沫、羽绒等材料同时具有“疏松多孔”的特点,刚下的雪也是疏松多孔的,所以能够保温.)
  学生面对这样的题目时,可能未必知道所用归纳法的名称,但却实实在在地运用了归纳法,并能进一步作演绎推理,判断出雪也能保温.而这与学生的生活经验是矛盾的,因为雪与保温在生活经验中是风马牛不相及的,如果凭经验,则学生很可能得出雪不能保温的结论.因此,类似于本题这样的评价可以将日常物理教学由“重知识”导向“重方法”,由“教学生物理”向“用物理教学生”转变也成为可能.更何况,学生走向社会之后,更多情形下是这种方法的隐性使用,而勿需知道方法之名.
  众所周知,只有当学生在学校学到的物理思维方法,能在日后的生活中潜移默化地影响他们的思维和活动时,物理教学才是真正的有效的,也只有在这个时候,“从物理走向社会”这一物理教育的重要理念也才成为现实.我觉得在物理方法的评价上,可以通过适当的材料选择来实现这一理念.
  题4 在下面表中空格处填上合适的单位
  显然,加速度公式是初中学生未接触过的,因此,加速度的单位肯定不在学生的知识范围之内,但通过对初中物理量复合单位的研究,学生可以分析每一个单位是如何得出的,从而归纳出复合单位的得出规律,进而推理出加速度的单位.这是很好的培养学生归纳推理能力的方式.用这样的评价可以引导教师在教这些知识点时不再孤立地教,而是寻求一种规律,以让学生自我归纳推理的能力.
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