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1、以科学方法引领初中重点物理知识的教学SSN1672-1438CN11-4994/"1"中国现代毂有装备2011年第4期总第116期以科学方法引领初中重点物理知识的教学高飞'邢红军1.北京市第九中学初中部北京1000412.首都师范大学北京100048采用知识与方法对应的方式,提炼初中物理教材中的科学方法因素,将科学方法作为知识的脉络去组织教学,进行显化科学方法教育.这种以科学方法引领重点物理知识的教学方式,能够促进学生对知识的理解和应用,可以更好地发展学生的能力,有助于提升学生的科学素养.物理课程重视科学方法,将科学方法纳入物理课程体系.进行科学方法教育,是新课程改革背
2、景下物理教学的应有之意.本文提出以科学方法教育引领初中重点物理知识教学,采用知识与方法对应的方式,提炼教材中的方法因素,将科学方法作为知识的脉络去组织教学,进行显化科学方法教育.一,回归"方法本质",显化科学方法内在逻辑科学方法具有把不同的物理知识联系起来从而形成知识结构的功能,它是理解知识的纲领和脉络.进行科学方法教育的前提,就是要探寻方法的内涵,理解方法的本质.以初中物理重点知识密度,功等为切入点,分别显化比值定义法和乘积定义法的内在逻辑,从而给初中物理科学教育以有益收稿日期:2O10-11-11作者简介:高飞,硕士,中教二级.邢红军,博士,教授,硕士生导师.基金项
3、目:北京市教委人文社会科学项目"义务教育物理科学方法教育内容显化的理论与实践研究"(编号:SW200910028009).的启不.1.密度——比值定义法在初中物理教学中,比值定义法是定义物理概念常用的方法之一.它适用于物质属性或特征,物体运动特征的定义,利用一个只与物质或物体的某种属性特征有关的两个或多个可以测量的物理量的比值来确定一个表征此种属性特征的新物理量.密度是初中物理的重点内容之一,通常的教学设计采取测量出几种不同物质的质量和体积,记录数值,然后分别计算出质量和体积的比值,最后分析数据得出"同种物质的质量和体积之间的比值是恒定的,不同物质的质量与体积之间的比值
4、是不同的"的结论,从而引入密度的概念.但是这样的设计,忽视了比值定义法运用中的一个关键问题——为什么要用两个物理量相比来定义一个新的物理量.这一种处理的缺陷在于并没有揭示出比值定义法的本质.实际上,比值定义法本质是比较的思想,这种思想在日常生活中早有体现,所以可结合生活实际,揭示比值定义法的实质.可以这样进行设计:"妈妈买了8斤苹果,花了17.6元钱;爸爸花了22.5元买了9斤香蕉,小明想知道是苹果还是香蕉贵?你会怎么办?"学生会直接想到计算出每斤的售价,即价钱与重量的比.而进一步思考,就是在相同的标准下再做比较.受到这样的启示,对于解决"不同物质的质量与体积的关系"问
5、题就要选取相同的标准,自然想到要计算出质量与体积的比值,即比较单位体积的质量;计算后发现:不同物质,比值不等,相同物质比值相等.为描述物质的这种属2011年2月2011年第4期总第116期中围现代毂甫装各SSN1672.1438CN11-4994/T性,引入了密度的概念.2.功——乘积定义法乘积定义法是用几个物理量的乘积定义一个新的物理量,其中相乘的几个物理量均为被定义物理量的决定因素,这种方法所定义的物理量与其他各物理量都有关系,并会随着其他各物理量的变化而变化.功是乘积法定义的一个典型例子.多数教学往往从一些生活情景中找出具有共性的决定因素,发现如果在力的方向上有移
6、动距离,这个力就对物体做功;而对于力和在力的方向上移动的距离这两个物理量,相加或相减显然量纲上不允许,相除与效果矛盾,所以就将力与距离的乘积定义为功.但对于为什么相乘,却欲言又止,说不清楚.究其原因,是在教学中没有强调乘积定义法的内涵.追溯其本质,还要起源于数学上的乘法运算,相同的数据累加起来的和可以用这个数乘以出现的次数,乘积体现的是一种累积的思想,所以,乘积定义法本质上是一种积累效应,这种积累可以是任何物理量的积累,可以是其对时间的积累或是在空间上的积累,具体到功是力对空间的积累.这种积累效应,如果用数学来衡量,不只简单表现于宏观上看似一个物理量在另一个物理量上的直
7、线变化,也不是坐标图上某一点的累计,而是它带动的整个平面面积的扩大.力对空间的积累效应,从物理学的角度认识,是人们在认识能量的历史过程中,建立了"功"的概念,如果一个力对物体做了功,物体在力的作用下就会发生能量的变化.这种积累,也是能量的一种蓄积,是从量变到质变的过渡过程.二,关注"知识生成",显化知识获得路径科学方法不仅是理解物理知识的纲领和脉络,而且它还是获取物理知识的途径和手段,根据科学方法中心的知能结构图,物理知识的获得途径为:实验事实一科学方法一物理知识(概念,定律等).显然,只有通过科学方法的参与,才能使客观存在的物理知识上升
