Ⅰ 如何在物理教學設計中滲透科學研究方法
一、在剖析物理學史案例中讓學生體會科學方法
例如「原子的能級」一節就有及其豐富的科學方法教育內容,是科學方法教育的好素材。
二、在物理概念、規律建立的教學中重視科學方法滲透
在概念教學中應按照學生的認知規律教給學生形成概念的科學方法。即提出問題→觀察實驗(直接感官)→分析、比較、抽象、概括、演繹(抽象思維)→形成物理概念。使學生學習領會比值定義法、乘積定義法、類分法、比例系數法等物理概念定義的方法。
物理規律是物理知識的骨架。和物理概念教學一樣,在探索、總結物理規律時,也應重視科學方法的傳授。即教會學生:①提出問題→觀察實驗→歸納、演繹→物理規律;②已有概念和規律→建立假說→實驗驗證→物理規律;③已有概念和規律→數學或邏輯推理→得出物理規律。使學生學習領會實驗歸納法、實驗驗證法、演繹推理法、類比法等總結物理規律的方法。比如安培環流假說,盧瑟福類比太陽---行星模型,提出原子核結構學說等。
三、在探究性實驗中訓練學生科學方法
物理學是一門實驗科學,探究實驗是訓練科學方法教育的有效策略。一個完整的實驗,包括提出問題、設計操作、數據分析和理論解釋四個階段。在整個過程中蘊含著豐富的科學方法,如比較、分類、分析、綜合、推理、歸納、演譯,等等。教學中要注重把教材上的演示實驗變為學生的探索實驗,引導學生通過親身實踐去領會科學家們研究問題的科學方法,並內化為自己的思維和行為方式,培養他們用科學方法主動探求新知識、研究新問題的習慣和能力。使學生學習掌握觀察法、控制變數法、補償法、放大法、模擬法、留跡法等物理實驗的方法。
四、在練習中強化科學方法
練習教學中進行科學方法教育,主要是進行思維方法的訓練,提高學生分析和解決問題的能力。教師要站在科學方法論的高度,認真研究題型、分析歸類、精選典型例題。對學生進行邏輯思維與非邏輯思維、集中思維與發散思維、正向思維與逆向思維、局部思維與整體思維、類比思維與聯想思維等專項訓練。使學生學習掌握整體與隔離法、類比法、近似估演算法、守恆法等規律應用的方法。
五、在章節單元小結中總結科學方法
復習課的目的是總結知識結構,使學生所學知識系統化。由於物理概念和規律的建立、發展和應用過程中以及各知識點相互聯系的地方往往蘊含著豐富的科學方法。所以通過復習,一方面引導學生總結知識結構,一方面可以系統地總結一個單元或一部分內容中所涉及的重要科學方法,並通過舉例說明科學方法應用的條件、有效性和局限性,使學生進一步完善科學方法。例如數學方法在「直線運動」一章有突出的運用。教師在本章學完後的知識復習中可對數學方法作系統總結,數學方法在物理學中的運用主要體現在三個方面:用比值定義物理量、表達規律的形式化語言、運用圖象探究和描述物理現象與規律。
Ⅱ 初中物理學中控制變數法有哪些應用
「影響摩擦力大小的因素」「研究平面鏡成像特點」「力的測量」
Ⅲ 初中物理學到的控制變數法的實驗有哪些要舉例子,不
影響液體壓強大小的因素,影響電磁鐵磁性強弱的主要因素等等。
2.實驗+假設(合理外推)法
某些物理現象由於條件所限;影響物體動能和重力勢能的大小的主要因素;通過導體的電流與電壓和電阻的關系;電流產生的熱量多少與哪些因素有關常見初中物理實驗方法
1.控制變數法
這是初中物理實驗中用的最為廣泛的一種方法。具體可以這樣理解,摸的著的現象就能間接的認識它的一種方法:研究合力與各個分力的關系時用一個合力取代了各個分力的共同作用;研究串並聯電路的電阻特點時用總電阻替代了各部分電阻等等。
初中物理新課標中所涉及到的實驗方法還有很多,但作為中招考試以上四種方法是最常出現的,尤其是在實驗題方面,這只是自己幾十年來教學的體會:當實驗結果受到多個因素影響時,為了研究其中某一個因素的變化對結果有何影響,就必須控制其他幾個因素保持不變的方法.轉換法
有些物理現象直接通過感官看不見,摸不著很難直接進行觀測加以認識,於是我們通過它們所產生或表現出來的其他看的見;牛頓第一定律的實驗。
3。具體的例子有:滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;壓力的作用效果與哪些因素有關:研究真空不能傳播聲音的實驗,於是我們先進行初步實驗,無法直接由實驗得出結論;物體吸收或放出熱量的多少與哪些因素有關,再根據實驗的規律進行合理的延伸推理從而得出結論的方法。初中物理教材主要有兩個這樣的實驗。比如:馬德堡半球實驗間接反映了大氣壓不但存在且很大;研究電流產生熱量的多少是通過觀察溫度計的變化而間接反映出來的;研究影響動能大小因素時通過觀察木塊被小球推動的距離來反映小球動能大小的;研究電磁鐵的磁性是通過它吸引鐵釘的數目多少來判斷它的磁性強弱的;研究滑動摩擦力時通過觀察勻速拉動物體的彈簧測力計的示數就反映了摩擦力的大小等等。
4.等效法
實驗中為了研究的方便,用一個物理量來代替其他的物理量而不會改變物理效果的一種方法。比如
Ⅳ 初中物理教學中如何滲透控制變數法
物理教學的目標是培養學生的科學素養,學生學習物理,不但要掌握物理基礎知識,還要學習探究物理知識的技能,特別是要掌握科學的思想方法。所謂科學思想方法,是指人們對物理規律本質上的思想認識過程,也就是探索某一物理活動過程運動的方式、途徑、程序和階段,它具有過程性,層次性和可操作性等特點。科學思想是探究物理問題的靈魂,它直接支配探究物理規律的科學實踐活動。
一、初中物理教學中滲透科學思想方法的重要性
初中物理教材把物理知識加以系統、清晰、明顯地呈現出來,許多重要的規律、公式,教材都有明確清晰的結論,許多實驗也有明確、具體的說明和規定,而結論是怎麼來的,實驗的順序為什麼要這么安排,是根據怎樣的思路和方法,卻很多沒有清楚地表達出來。也就是說,我們的物理教材沒有把科學的思想方法明確地顯現出來,而是隱藏在物理教材的系統中。如果我們教師僅依照教材把物理知識點、實驗過程講清楚,而不把其中的科學思想方法,邏輯推理過程加以歸納總結,就不能使學生形成科學的思想方法,從而養成一定的科學素養和嚴密的科學思考方法。
科學思想方法是屬於思想意識范疇,它對學生的認知活動起著指導、調控的作用,對培養學生的創造能力起著決定性的作用,學習物理,是讓學生明白應該怎樣學,怎樣把繁雜的問題理解清楚。明確的指導思想和思想方法起到關鍵的作用,在教學過程中向學生滲透一些基本的解決物理問題的科學思想方法,是培養學生分析問題、解決問題能力和獨立思考能力的重要途徑。
物理教學的根本任務是全面提高學生的科學素質,培養適應社會發展的科學人才,新世紀需要人才有較強科學思想能力和創新能力,只有科學知識沒有科學思維的人是滿足不了未來社會的需要的,也無法促進社會發展和科學進步,有效地向學生滲透科學思想方法,是未來社會的要求,也是物理教學發展的必然要求。
二、初中物理教學中應該滲透哪些科學思想方法
初中物理教學中要求學生應該掌握科學探究思想、實驗思想、控制變數法、理想模型法、推導法、歸納總結法、演繹法、圖象法,比較法等等,這些都是基本的科學思想方法。
由於在傳統的物理教學中,講授科學原理、規律通常都是直接指向結論,很少讓學生經歷當初科學發現的思維過程;讓學生做的習題又過於模式化和公式化,不能使學生形成創新意識;更不去鼓勵學生大膽猜想假設、提出與眾不同的見解,而是讓學生循規蹈矩,靠機械記憶、套用公式來應付考試,學生習慣於接受性學習,死記書本上現存的結論,因此這些科學思想方法學生們是十分缺乏的,但科學思想方法對學生深刻理解物理原理,知道知識產生的過程,提高學生科學探究能力,促進創造性思維能力的發展是十分有用的。我們應該根據教學內容適時有效地滲透這些科學思想方法,將它們列入教學目標之中。
1、科學探究思想
物理是門科學,科學的核心就是探究,學會物理就要學會科學探究,通過發現問題,提出假設,設計探究方案,實驗驗證,分析實驗數據,得出結論等環節,讓學生不但總結出規律,還經歷規律產生的過程,學會進行科學探究的基本技術,了解科學探究的基本思路和知識產生的過程。
2、實驗思想
用實驗來驗證猜想或用實驗來探究課題的可行性,特別是根據學習內容,利用一些器材和儀器,自主的設計一些探究性實驗,貫穿整個初中物理學習過程中,這對提高學生自主實驗和探究的能力是十分有用的。
3、控制變數法
對多變數的問題,情況往往比較復雜,此時可以把其他變數固定,只討論其中一個變數的變化對結果的影響。在講「單擺擺動周期與什麼因素有關」、「摩擦力大小與什麼因素有關」、 「壓強大小與什麼因素有關」等等的知識內容里都可滲透控制變數思想,控制變數法可以讓學生弄清物理現象與各種繁雜因素的內在關系。
4、理想模型法
有些看不到的而事實又存在的現象如何體現出來呢?用直觀、形象的理想模型法,可以有助研究與理解,例如,光線、磁感應線等都是看不見摸不著的,就用到了理想模型法進行研究,同樣可以把它們的規律搞清楚,加強學生建立理想模型的研究方法的探究訓練,對提高學生的科學研究能力是十分有用的。
5、推導演繹法
有些問題由於現實原因無法用實驗做到,可採用推理的方法來解決。例如,牛頓第—運動定律和真空中不能傳聲內容都用到了這—個方法。
三、初中物理教學應如何進行科學思想方法的滲透
1、增強滲透科學思想方法的觀念
物理概念、規律、公式等知識都清楚地寫在課本上,是看得見的,而科學思想方法卻隱含在物理知識體系裡,是看不見的,它不成體系地散落於課本的各章節中,而且也不列為考試的內容,中國的中高考幾乎都是考一些死記硬背的知識,沒有考查學生科學探究能力和創造力的內容,一切圍繞考試指揮棒轉,對於科學思想方法,教師講不講,講多講少,隨意性較大,常常因教學時間緊、因不作考試內容而將它作為一個「軟任務」略去。對於學生的要求是能領會就領會,能領會多少算多少。
因此,教師首先要更新觀念,從思想上不斷增強對滲透科學思想方法重要性的認識,把掌握物理知識和滲透科學思想方法同時納入教學目標,把科學思想方法教學的要求融入備課環節,要深入鑽研教材,努力挖掘教材中可以進行科學思想方法滲透的各種機會,對於每一章每一節,都要考慮如何結合具體教學內容進行科學思想方法滲透,滲透哪些科學思想方法,怎麼滲透,滲透到什麼程度,應有一個總體設計,提出不同階段的具體教學要求。
2、把握滲透的契機
科學思想方法的教學,必須通過具體的教學過程加以實現,因此,必須把握好教學過程中進行科學思想方法教學的契機——概念形成的過程,結論推導的過程,方法思考的過程,探索思路形成的過程,規律揭示的過程等。例如:在牛頓第一運動定律的教學中,「假如水平板對運動的鋼球沒有任何摩擦,鋼球將有怎樣的運動狀態」,這是理想狀態的問題,由於現實原因無法用實驗的方法探究,這時,通過學習伽和略對這問題的研究思路,向學生滲透科學推理的研究方法一一推導法,就順理成章,教學效果就會顯著。
3、注意循序漸進
進行科學思想方法的教學要與教學內容有機結合自然滲透,要有意識地潛移默化地引發學生頓悟隱含於物理知識之中的種種科學思想方法,切忌生搬硬套,和盤托出、脫離實際等適得其反的做法。例如在「單擺來回擺動一次的時間與什麼因素有關」的教學中,學生猜想了多個影響因素,老師提出:「那麼多的因素,怎樣知道哪—個因素會對單擺來回擺動的時間有影響」?這時學生會積極思考,把解決問題的方法找出來,研究其中—個影響因素時,會把其它影響因素控制不變,然後,師生共同努力通過實驗把結果探究出來。在學生體驗學習成功喜悅時,教師歸納指出,在這過程中我們不知不覺使用了控制變數法,這樣,通過聯系實際問題的學習,學生容易理解接受並記憶深刻終生不忘。
4、注重滲透的長期性
科學思想方法不是有「形」的知識,它是在啟發學生思維過程中逐步積累和形成的思想意識,思想意識從無到有,從弱到強是需要長期的訓練和積累過程。為此,科學思想方法必須經過循序漸進、反復訓練和長期堅持滲透,才能使學生慢慢領會,產生頓悟,真正掌握科學思想方法的精髓。同一種思想方法,在多個章節多個知識點中都有體現,例如:科學探究思想,教師堅持多次引導學生運用科學探究思路探究物理問題,久而久之,學生就會領會其中的意義,養成科學探究的素養。
掌握物理知識熟練解題以取得高分,目前來講對學生是非常重要的,畢竟現在還是一考定前途,但對學生終生的發展來講它並不是唯一的決定因素,真正對學生以後的學習、生活和工作長期起作用的,是決定他們未來能夠達到多大成就的基本科學素質,而不是記憶了多少知識,會解多少習題,單純的知識記憶並不能形成能力,使學生終生受益的是科學思想方法。未來社會將需要大量具有科學素養和創造能力的人才。讓學生掌握正確的科學思想方法,是課改提出的新的教學任務,也是社會發展對教育的要求,我們必須重視這方面的工作。
Ⅳ 初中物理中如何區別"控制變數法","等效替代法","建模法","類比法""轉化法",
物理方法既是科學家研究問題的方法,也是學生在學習物理中常用的方法,新課標也要求學生掌握一些探究問題的物理方法。
模型法 即將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。如用太陽系模型代表原子結構,用簡單的線條代表杠桿等。
控制變數法 自然界發生的各種現象,往往是錯綜復雜的。決定某一個現象的產生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規律,必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然後來比較,研究其他兩個變數之間的關系,這種研究問題的科學方法就是「控制變數法」。初中物理實驗大多都用到了這種方法,如通過導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變。
轉換法 一些看不見,摸不著的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它們表現出來的看的見、摸的著的現象來間接認識它們。如根據電流的熱效應來認識電流大小,根據磁場對磁體有力的作用來認識磁場等。
等效法 在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。如用合力替代各個分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個壓力等。
類比法 在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現象進行類比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時,用水流進行類比。認識電壓時,用水壓進行類比。
Ⅵ 初中學習物理的過程中,用到控制變數法的有哪些
物理實驗:研究壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積大小有關.
研究電流與電阻\電壓的關系.
研究滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度的關系.
研究電流做功大小與電流\電壓\通電時間的關系.
研究電流產生的熱量與電流\電阻\通電時間的關系.
研究動能的大小與物體質量\速度的關系.
研究重力勢能的大小與物體質量和被舉高度的關系,
……
Ⅶ 初中物理教學中應注意的幾種基本方法
物理是一門以實驗為基礎的自然學科,物理不能脫離實驗而獨立發展,而實驗教學作為物理教學中一個重要的教學手段,對物理的學習及物理思想的養成起著尤其重要的作用。所以我們應該重視實驗教學。在初中物理的實驗探究中,對一些研究方法的掌握更是起著舉足輕重的作用。下面我們就談談常用的幾種研究方法。一、控制變數法控制變數法是初中物理教學中最常見且最有效的一種研究方法。
Ⅷ 初中物理有哪些實驗方法,控制變數法之類的 它們分別在哪些實驗中使用
常見初中物理實驗方法
1.控制變數法
這是初中物理實驗中用的最為廣泛的一種方法。具體可以這樣理解:當實驗結果受到多個因素影響時,為了研究其中某一個因素的變化對結果有何影響,就必須控制其他幾個因素保持不變的方法。具體的例子有:滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;壓力的作用效果與哪些因素有關;影響液體壓強大小的因素;影響物體動能和重力勢能的大小的主要因素;物體吸收或放出熱量的多少與哪些因素有關;通過導體的電流與電壓和電阻的關系;電流產生的熱量多少與哪些因素有關,影響電磁鐵磁性強弱的主要因素等等。
2.實驗+假設(合理外推)法
某些物理現象由於條件所限,無法直接由實驗得出結論,於是我們先進行初步實驗,再根據實驗的規律進行合理的延伸推理從而得出結論的方法。初中物理教材主要有兩個這樣的實驗:研究真空不能傳播聲音的實驗;牛頓第一定律的實驗。
3.轉換法
有些物理現象直接通過感官看不見,摸不著很難直接進行觀測加以認識,於是我們通過它們所產生或表現出來的其他看的見,摸的著的現象就能間接的認識它的一種方法。比如:馬德堡半球實驗間接反映了大氣壓不但存在且很大;研究電流產生熱量的多少是通過觀察溫度計的變化而間接反映出來的;研究影響動能大小因素時通過觀察木塊被小球推動的距離來反映小球動能大小的;研究電磁鐵的磁性是通過它吸引鐵釘的數目多少來判斷它的磁性強弱的;研究滑動摩擦力時通過觀察勻速拉動物體的彈簧測力計的示數就反映了摩擦力的大小等等。
4.等效法
實驗中為了研究的方便,用一個物理量來代替其他的物理量而不會改變物理效果的一種方法。比如:研究合力與各個分力的關系時用一個合力取代了各個分力的共同作用;研究串並聯電路的電阻特點時用總電阻替代了各部分電阻等等。
初中物理新課標中所涉及到的實驗方法還有很多,但作為中招考試以上四種方法是最常出現的,尤其是在實驗題方面,這只是自己幾十年來教學的體會,希望對你有所幫助!
Ⅸ 初中物理實驗哪些用到了控制變數法
控制變數法:
探究導體的電阻與哪些因素有關、影響壓力作用效果的因素、影響液體蒸發快慢的因素、探究聲音產生的因素、探究液體內部壓強的規律、比熱容概念的引入。