時(shí)間：2023-08-28 16:54:38
導(dǎo)語(yǔ)：在歐姆定律科學(xué)方法的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：物理定律；教學(xué)方法；多種多樣
關(guān)鍵詞：是對(duì)物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過(guò)大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過(guò)程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意：首先要明確、掌握有關(guān)物理概念，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論，或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區(qū)別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法，回顧“運(yùn)動(dòng)和力”的歷史。消除學(xué)生對(duì)力的作用效果的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡(jiǎn)單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，不能把它當(dāng)作第二定律的特例；慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量，也不是過(guò)程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以……”。教師還應(yīng)該明確，牛頓第一定律相對(duì)于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當(dāng)我們?cè)谝欢屋^短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問(wèn)題時(shí)，常?？梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá)：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時(shí)還應(yīng)請(qǐng)注意：公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時(shí)關(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量、功和能等知識(shí)的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬(wàn)有引力定律教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程，卡文迪許測(cè)定萬(wàn)有引力恒量的實(shí)驗(yàn)，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬(wàn)有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)生在解題中漏平方的錯(cuò)誤。③明確是萬(wàn)有引力基本的、簡(jiǎn)單的表式，只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力。萬(wàn)有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
（4）機(jī)械能守恒定律這個(gè)定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來(lái)。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來(lái)再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就沒(méi)有守恒問(wèn)題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量，用它來(lái)解決問(wèn)題時(shí)，就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過(guò)程（過(guò)程量被消去），使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。要特別注意定律的適用條件（只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功）。這個(gè)定律不適用的問(wèn)題，可以利用動(dòng)能定理或功能原理解決。
（5）動(dòng)量守恒定律歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來(lái)的。所以有人認(rèn)為動(dòng)量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出來(lái)，主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相，就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來(lái)說(shuō)，多數(shù)難以做到。即使做得到，要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動(dòng)定律導(dǎo)出，再安排一節(jié)“動(dòng)量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律，也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動(dòng)量的問(wèn)題，相互作用的物體的所有動(dòng)量都在一條直線上，所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時(shí)最容易發(fā)生符號(hào)的錯(cuò)誤，應(yīng)該使他們明確，在同一個(gè)式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動(dòng)量守恒定律反映的是物體相互作用過(guò)程的狀態(tài)變化，表式中各項(xiàng)是過(guò)程始、末的動(dòng)量。用它來(lái)解決問(wèn)題可以不過(guò)程物理量，使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。若物體不發(fā)生相互作用，就沒(méi)有守恒問(wèn)題。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理。動(dòng)量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無(wú)論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用，系統(tǒng)中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統(tǒng)不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動(dòng)量守恒定律都是適用的。
1 結(jié)合專(zhuān)業(yè)實(shí)際特點(diǎn)利用以下手段促進(jìn)課程改革
1.1 貼近生活。各種家用電器的大量使用，為物理教學(xué)提供了豐富的感性材料。如電壓、電流、電磁爐等，學(xué)生在日常生活中，觀察和接觸的電現(xiàn)象和應(yīng)用電的知識(shí)的事例，恰當(dāng)?shù)乩脤W(xué)生已有的感性認(rèn)識(shí)及生活經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)舉例引導(dǎo)學(xué)生提取儲(chǔ)存在頭腦中的印象。教師在課堂上應(yīng)密切聯(lián)系生活實(shí)際，注意身邊的科學(xué)，如學(xué)生普遍對(duì)現(xiàn)代電子信息技術(shù)比較感興趣，教師可以針對(duì)這一問(wèn)題，有意識(shí)地講述物理知識(shí)在電子信息技術(shù)中的重要作用等。以日常生活中的電學(xué)概念教學(xué)，可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
1.2 注重實(shí)驗(yàn)。物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理規(guī)律和理論是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)并驗(yàn)正的。在物理學(xué)里，某些性質(zhì)不同的物理現(xiàn)象都是要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證的，運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生親自做實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得感性認(rèn)識(shí)，容易更好的集中學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。新穎的實(shí)驗(yàn)往往更能吸引學(xué)生注意，恰當(dāng)?shù)貙⒔滩闹械膶?shí)驗(yàn)加以發(fā)展、變化，可以增加學(xué)生的好奇心和求知欲。采用演示教學(xué)法，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師邊演示、邊提問(wèn)、邊解答，學(xué)生邊觀察，邊考慮問(wèn)題，把抽象的理論變得具體、生動(dòng)。使學(xué)生在愉悅的教學(xué)環(huán)境中，深深感受到學(xué)習(xí)的趣味性和有用性。
1.3 利用多媒體課件模擬演示。物理概念和原理是比較抽象的，有些現(xiàn)象在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中也是無(wú)法展示的，所以僅靠形象、表象和想象對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)是不容易理解和掌握的。但是，利用多媒體課件可以較好地解決這一難點(diǎn)。例如“電流”概念比較抽象，可以利用多媒體模擬電路中電流的流動(dòng)，看到正電荷從正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，這樣將電流轉(zhuǎn)換成電荷的流動(dòng)，讓本來(lái)看不見(jiàn)的電流變成動(dòng)態(tài)的畫(huà)面，將課本中不動(dòng)的圖形變?yōu)殡姾刹粩嗔鲃?dòng)的動(dòng)畫(huà)。遵循學(xué)生的思維由淺入深、由表及里，從具體到抽象，由現(xiàn)象到本質(zhì)的循序漸進(jìn)的思維過(guò)程，可以比較容易地解決這一教學(xué)難點(diǎn)。加深學(xué)生對(duì)電流的感觀認(rèn)識(shí)，從而為建立電流概念打下基礎(chǔ)。
1.4 在公式分析。講解公式時(shí)，注重公式推理、得出過(guò)程，注重公式的使用條件，主要學(xué)習(xí)公式的如何使用。這是物理式正確使用的前提，前期學(xué)不好，后期無(wú)法正確應(yīng)用。中職學(xué)生在初中物理中已學(xué)過(guò)的部分電路歐姆定律，它只適用于電路中某個(gè)導(dǎo)體或某一部分電路的電壓、電流和電阻三者之間的關(guān)系?！峨姽せA(chǔ)》中引入了全電路歐姆定律新知識(shí)，進(jìn)一步完善電路中內(nèi)、外電路的電流、電壓（電動(dòng)勢(shì)）和電阻間的關(guān)系，使知識(shí)由“部分電路”向“全電路”深化和發(fā)展。教學(xué)中可以充分利用部分電路歐姆定律的概念和相關(guān)知識(shí)，引入全電路歐姆定律的概念。如在課本電路中，將全電路分解為外電路和內(nèi)電路兩部分，在外電路中，根據(jù)部分電路歐姆定律可知負(fù)載R兩端的電壓降為：U=IR.在內(nèi)電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E與內(nèi)阻r的電壓降Ur和電源端電壓的關(guān)系是：U=E-Ir。在全電路中，負(fù)載兩端電壓U與電源端電壓U相等，且內(nèi)外電路電流相等，則可得：I=E/R+r即為全電路歐姆定律。通過(guò)實(shí)例的講解，注意強(qiáng)調(diào)部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩種概念的共同點(diǎn)、不同點(diǎn)以及相互聯(lián)系，使學(xué)生對(duì)新知識(shí)能進(jìn)一步理解和掌握。
2 提高基礎(chǔ)學(xué)力，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展
學(xué)力，是指通過(guò)學(xué)習(xí)獲得的能力。物理教育在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí)，還要提高學(xué)生的學(xué)力水平，并使更多的學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生興趣。學(xué)力是教育的內(nèi)核，是學(xué)校課程設(shè)計(jì)的前提。任何一門(mén)學(xué)科教學(xué)的目標(biāo)大體有四個(gè)組成部分：①知識(shí)、理解；②技能；③思考力、判斷力；④關(guān)系、動(dòng)機(jī)、態(tài)度。前兩部分為顯性學(xué)力，后兩部分為隱形學(xué)力。就猶如浮在水面上的冰山，浮出水面的僅僅只是冰山一角，而更多的、隱匿在水面下的才是支撐浮出水面部分的基礎(chǔ)，四部分做為一個(gè)整體反映了一種學(xué)力觀。
3 結(jié)合學(xué)生、學(xué)?；?qū)I(yè)的特定環(huán)境和特點(diǎn)，開(kāi)展適合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際的校本課程開(kāi)發(fā)，是培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的必要補(bǔ)充
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)方法；高中物理；電磁學(xué)
1.引言
國(guó)家高考物理科考試大綱明確提出考生應(yīng)具備的第四種能力“應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力：能夠根據(jù)具體問(wèn)題列出物理量之間的關(guān)系式，進(jìn)行推導(dǎo)和求解，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論，能運(yùn)用幾何圖形、函數(shù)圖像進(jìn)行表達(dá)、分析”，這里所要考查的就是要有靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)方法處理物理問(wèn)題的能力。所謂數(shù)學(xué)方法，就是在科學(xué)技術(shù)工作中，把客觀事物的狀態(tài)關(guān)系和過(guò)程用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，進(jìn)行推導(dǎo)、演算和分析，以形成對(duì)問(wèn)題的判斷、解釋和預(yù)言的方法。下面就以電磁學(xué)為例談?wù)剮追N數(shù)學(xué)方法在高中物理電磁學(xué)中的應(yīng)用。
2.函數(shù)法
在電磁學(xué)問(wèn)題中，經(jīng)常需要確定兩個(gè)物理量間的變化所對(duì)應(yīng)關(guān)系（包括極值問(wèn)題），這就需要利用函數(shù)思想來(lái)完成，同時(shí)函數(shù)也是進(jìn)行物理推導(dǎo)判斷的重要數(shù)學(xué)工具。在高中物理電磁學(xué)中主要用到的是一次函數(shù)、一元二次函數(shù)和三角函數(shù)。
2.1一次函數(shù)的應(yīng)用
在電磁學(xué)問(wèn)題中用到的一次函數(shù)有形如y=ax或y=ax/（ax+b）a≠0，b≠0形式。一次函數(shù)y=ax描述的是y與x之間呈線性關(guān)系，比如在靜電場(chǎng)中討論F與E、U與d、Q與U等兩個(gè)量間的關(guān)系用的就是這種函數(shù)。
觀察函數(shù)y=ax/（ax+b（a≠0，b≠0））不難發(fā)現(xiàn)，分子分母都有未知量x（自變量），如果x增加（減?。?，則分子、分母都同時(shí)增加（減?。?，這樣無(wú)法確定因變量y的變化情況。但是如果把分子、分母都同時(shí)除以x，函數(shù)就變?yōu)閥=a/（a+b/x）關(guān)系就非常明朗了，y隨x的增大而增大，y隨x的減小而減小。這種一次函數(shù)在討論閉合電路中路端電壓隨外電阻變化等類(lèi)似問(wèn)題中經(jīng)常有用到。
例1：設(shè)一個(gè)閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，外電路為純電阻電路電阻為R，路端電壓為U外，試討論當(dāng)R發(fā)生變化時(shí)，U外如何變化？
分析與解：這類(lèi)問(wèn)題既可用閉合電路歐姆定律E=U外+Ir（間接法，較易，本文不做討論）求解，也可用部分電路歐姆定律（直接法）求解。如果用直接法如何討論呢？根據(jù)部分電路歐姆定律有U外=IR①，又由閉合電路歐姆定律有I=E/（R+r）②，把②代入①有U外=ER/（R+r），這就轉(zhuǎn)化成了形如一次函數(shù)y=ax/（ax+b），故U外=ER/（r+R）=E/（1+r/R）可見(jiàn)U外隨R的增大而增大，隨R的減小而減小。因此當(dāng)外電路斷開(kāi)即R∞時(shí)，有U外=E，此為直接測(cè)量法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)的依據(jù)；當(dāng)外電路短路時(shí)即R0，故。U外=0。
2.2一元二次函數(shù)的應(yīng)用
在處理外電路為純電阻電路中電源輸出功率隨外電路電阻變化規(guī)律以及討論滑動(dòng)變阻器分壓接法電路中■或■示數(shù)變化情況等類(lèi)似問(wèn)題，可以把電阻這個(gè)動(dòng)態(tài)變化物理量轉(zhuǎn)化成二次函數(shù)y=ax2+bx+c形式，將這個(gè)函數(shù)進(jìn)行配方整理有：y=a（x+b/2a）2-（4ac-b2）/4a，可見(jiàn)當(dāng)x=-b/2a時(shí)，y有最值（4ac-b2）/4a。當(dāng)a>0時(shí)，y有最小值，當(dāng)a
例2：如圖1所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻為r=1？萃，滑動(dòng)變阻器R的總阻值為11？萃，固定電阻R0=3？萃，求當(dāng)滑動(dòng)變阻器從a到b過(guò)程中，■的讀數(shù)范圍。
分析與解：令■讀數(shù)I，并設(shè)ap部分電阻為x，則pb部分電阻為11-x，根據(jù)閉合電路歐姆定律及并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系：I=6/（R并+11-x+r）×3/（x+3）=18/（-（x-6）2+72）
可見(jiàn)當(dāng)x=0時(shí)，Imax=0.5A，x=6？萃時(shí)，Imax=0.25A，故■示數(shù)范圍為從0.25A到0.5A連續(xù)變化
3.不等式法
不等式可用在半定量討論、推斷及求解極值問(wèn)題，如在討論等量同種電荷中垂線上場(chǎng)強(qiáng)大小變化、某些并聯(lián)電路中■或■示數(shù)變化以及在兩大小材料均相同的同種電荷接觸后放回原處過(guò)程中庫(kù)侖力大小變化問(wèn)題中，如果條件滿足均可以運(yùn)用重要不等式a+b≥2■（a、b均為正數(shù)）或a+b+c≥33■討論最值：當(dāng)和有定值，則積有最大值；反之當(dāng)積有定值，則和有最小值。
例3.如圖3所示，已知R1=2？萃，R2=3？萃，滑動(dòng)變阻器的最大值R3=5？萃，則當(dāng)滑動(dòng)片P從a滑到b過(guò)程中，電流表示數(shù)的最小值為多少？
分析與解：由閉合電路歐姆定律可知電流表示數(shù)有最小值時(shí)，外電路電阻有最大值，設(shè)ap部分電阻為x，則bp部分為5-x，1/R并=1/（2+x）+1/（3+（5-x）），化簡(jiǎn)可得R并=（2+x）（8-x）10，令a=2+x，b=8-x，而a+b=10，故當(dāng)且僅當(dāng)a=b即2+x=8-x亦即x=3？萃時(shí)ab≤（a+b）/4，故有（2+x）（8-x）≤（102/4）？萃=25？萃，所以■示數(shù)最小值Imin.=2A。
4.幾何法
在處理靜電場(chǎng)中某帶電體受到庫(kù)侖力、重力、拉力等三個(gè)共點(diǎn)力的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題時(shí)，如果直接運(yùn)用平衡條件結(jié)合力的分解（正交分解）處理該類(lèi)問(wèn)題，過(guò)程非常繁瑣，這里可充分運(yùn)用帶電體（質(zhì)點(diǎn)）所受力的矢量三角形與對(duì)應(yīng)另一個(gè)由長(zhǎng)度組成的純標(biāo)量三角形相似，這就是應(yīng)用了平衡條件中相似三角形法，然后根據(jù)題目條件可在短時(shí)間內(nèi)快速準(zhǔn)確解決要討論的問(wèn)題。
例5：一根絕緣細(xì)線下拴一帶電小球A，細(xì)線上的上端固定在天花板上，在懸點(diǎn)正下方某適當(dāng)位置，固定另一帶同種電荷小球B，A靜止時(shí)，懸線與豎直方向成θ角，如圖6所示?，F(xiàn)緩慢增加B的帶電量使θ角逐漸增大，則有關(guān)A球所受力的變化，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.懸線的拉力大小不變 B.懸線拉力逐漸增大
C.庫(kù)侖力逐漸增大 D.庫(kù)侖力大小可能不變
分析與解：設(shè)懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)，如圖7所示，掛在細(xì)線下端的小球在重力、細(xì)線拉力和電荷之間的庫(kù)侖斥力這三個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)。由平衡條件的相似三角形可知：OAB～ACD，即L/G=L/F=AB/F，可見(jiàn)細(xì)線的拉力T=G不變，而庫(kù)侖力隨著AB的增大而增大。故本題正確答案為AC。
6.結(jié)論
數(shù)學(xué)方法在高中物理電磁學(xué)中應(yīng)用廣泛而且巧妙，本文主要描述了函數(shù)法、不等式法、圖象法及幾何法，但有時(shí)在解決某些復(fù)雜電磁學(xué)問(wèn)題時(shí)可能要用到上述這些方法中的兩種或兩種以上，甚至還可能用到其它方法如極限法。因此，在解題時(shí)可通過(guò)聯(lián)想、數(shù)理結(jié)合、數(shù)形結(jié)合來(lái)靈活地選擇合適的數(shù)學(xué)方法來(lái)解決電磁學(xué)問(wèn)題，這將對(duì)提高解決電磁學(xué)問(wèn)題的能力大有裨益。
【參考文獻(xiàn)】
[1]鄭表岳.《中學(xué)物理解題方法》.上海科技教育出版社，1992年9月
[2]薛金星.《中學(xué)教材全解―高二物理（上）》.陜西人民教育出版社，2003年5月第4版
關(guān)鍵詞： 科學(xué)方法 物理教學(xué)方法
其實(shí)做任何事情都要講究方法。方法對(duì)頭，才能事半功倍。有人問(wèn)到愛(ài)因斯坦成功的秘訣時(shí)，他給我們總結(jié)了一個(gè)公式：成功=艱苦的勞動(dòng) +正確的方法+少說(shuō)空話。由此可見(jiàn)，“正確的科學(xué)的方法”是一個(gè)十分重要的因素，也是成功的必備條件。
科學(xué)方法教育的內(nèi)容和意義
物理科學(xué)方法教育是指在物理教學(xué)中，有目的、有意識(shí)、有步驟地滲透和傳授物理科學(xué)研究方法，使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練，逐步地掌握最基本、最主要的物理科學(xué)方法。
物理教師在現(xiàn)代教育背景下，初中物理教學(xué)中，應(yīng)注重進(jìn)行科學(xué)方法教育，其意義在于：
（一）科學(xué)方法教育能有效提高學(xué)生各項(xiàng)基本素質(zhì)
方法即是為了解決某一具體物理問(wèn)題從理論或?qū)嶋H生活上所采取的方式或手段。學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，也能學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)取得物理知識(shí)的方法。在這樣的長(zhǎng)期教育的熏陶下，科學(xué)方法的實(shí)施必然有利于發(fā)展學(xué)生的智力，增長(zhǎng)學(xué)生的智慧。通過(guò)科學(xué)方法教育，學(xué)生將來(lái)借鑒學(xué)到的卓有成效的方法再去探索未知領(lǐng)域中的新問(wèn)題。
（二）科學(xué)方法教育可以促使學(xué)生思想品德的健康成長(zhǎng)及科學(xué)的正確的世界觀的形成
科學(xué)家成功的方法中閃耀著熱愛(ài)科學(xué)、無(wú)私奉獻(xiàn)的思想光輝，同時(shí)也體現(xiàn)著辯證唯物主義世界觀的思想觀點(diǎn)。如觀察物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法教育就可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；那么在物理課后實(shí)踐的科學(xué)方法教育中，就體現(xiàn)出實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一標(biāo)準(zhǔn)的重要思想。
初中物理教學(xué)中如何正確實(shí)施科學(xué)方法教育
在初中物理的教學(xué)過(guò)程中，不同的版塊，模塊，知識(shí)點(diǎn)，采用的方法也有所不同，更重要的是如何讓學(xué)生通過(guò)科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，再利用科學(xué)的方法來(lái)解決具體實(shí)際問(wèn)題，為此，針對(duì)不同的物理情景應(yīng)采用不同的教學(xué)方法。
1．實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法
（1）實(shí)驗(yàn)探索法
實(shí)驗(yàn)探索法就是根據(jù)物理規(guī)律的自身特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，分析，總結(jié)，歸納出有關(guān)的物理規(guī)律。
例如在動(dòng)能的影響因素試驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索動(dòng)能與速度的關(guān)系以及質(zhì)量的關(guān)系．使學(xué)生得出：在質(zhì)量一定的條件下，物體動(dòng)能與速度平方成正比；在速度一定的條件下，物體動(dòng)能與質(zhì)量成正比的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，教師指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系，從而得出動(dòng)能與哪些因素有關(guān)。
采用實(shí)驗(yàn)探索法，不僅能使學(xué)生將實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)，而且理解深刻、記憶牢固，還能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，更重要是也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，可謂一舉多得。
（2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法是采用證明的方式論證物理實(shí)驗(yàn)及規(guī)律的方法，從而使學(xué)生理解和掌握物理原理，物理規(guī)律。其方法是先結(jié)合書(shū)本物理知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，提出物理問(wèn)題，將有關(guān)物理規(guī)律告訴學(xué)生，然后教師和學(xué)生一起通過(guò)觀察分析現(xiàn)象、總結(jié)結(jié)論，論證物理規(guī)律。
如在“驗(yàn)證杠桿的平衡條件”的教學(xué)中，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證杠桿的平衡條件，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行理論探討，得出杠桿平衡條件的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法的最突出特點(diǎn)是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程非常主動(dòng)。這是因?yàn)樵隍?yàn)證物理實(shí)驗(yàn)規(guī)律時(shí)，學(xué)生已知物理實(shí)驗(yàn)有關(guān)問(wèn)題的答案，對(duì)于接下來(lái)的學(xué)習(xí)目的及方法已經(jīng)非常清楚，所以更加有的放矢，目的性強(qiáng)。
（3）實(shí)驗(yàn)演示法
實(shí)驗(yàn)演示法就是物理教師通過(guò)課前準(zhǔn)備典型物理實(shí)驗(yàn)，上課展示，由學(xué)生觀察，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，師生共同分析、歸納，總結(jié)出有關(guān)的物理規(guī)律，物理結(jié)論。
如在“歐姆定律”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可采用如下的方法：
①研究方法：控制變量法。當(dāng)電阻R一定時(shí)，研究電流I與電壓U的關(guān)系。當(dāng)電壓U相同時(shí)，研究電流I與電阻R的關(guān)系；
②通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)找出I與U和R的關(guān)系。這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析做出兩函數(shù)圖象：I-U圖像I-R圖象．通過(guò)學(xué)生對(duì)兩幅圖的分析結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)得出正反比關(guān)系。由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：當(dāng)R一定時(shí)，I與U成正比；當(dāng)U一定時(shí)，I與R成反比。
③根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析得出歐姆定律。這種方法要充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)在物理課堂中的核心作用，大大增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的效果。
2．理想規(guī)律的教學(xué)方法
理想規(guī)律是在物理事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)合理推理至理想情況而總結(jié)出的物理規(guī)律。因此在教學(xué)中應(yīng)用“合理推理法”。如在聲音的傳播條件的物理教學(xué)中，將手機(jī)放入廣口瓶?jī)?nèi)，蓋緊瓶塞，通過(guò)抽氣機(jī)不斷從瓶中往外界抽氣，要引導(dǎo)學(xué)生分析手機(jī)的鈴聲與空氣濃度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著空氣越來(lái)越稀薄，聽(tīng)到的手機(jī)鈴聲越來(lái)越小。如果推理到真空沒(méi)有空氣的情況下，即使手機(jī)在廣口瓶不停振動(dòng)，外界也聽(tīng)不到手機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的聲音，從而總結(jié)聲音傳播需要介質(zhì)。
3．理論規(guī)律的教學(xué)方法
理論規(guī)律是由學(xué)生已經(jīng)掌握的物理規(guī)律經(jīng)過(guò)推導(dǎo)，得出的新的物理規(guī)律．因此，在物理理論教學(xué)中應(yīng)用“理論推導(dǎo)法”。
如在初中物理“機(jī)械功，功率”的教學(xué)中，教師提出問(wèn)題功率概念及表達(dá)式時(shí)，功率指物體單位時(shí)間內(nèi)所做的功。請(qǐng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，根據(jù)物理概念確定動(dòng)率表達(dá)式。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，根據(jù)速度的概念及表達(dá)式v=S/t，都能運(yùn)用“理論推導(dǎo)法”“類(lèi)比法”推導(dǎo)出P=W/t數(shù)學(xué)表達(dá)式。
4．探索物理規(guī)律的教學(xué)方法
物理規(guī)律的建立有實(shí)驗(yàn)歸納法和演繹推理法兩大類(lèi)。一般物理定律都是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)分析，總結(jié)，歸納總結(jié)出來(lái)的。教師在教學(xué)中即要組織學(xué)生觀察好實(shí)驗(yàn)，又要把實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)構(gòu)思和如何探究規(guī)律全過(guò)程的方法教給學(xué)生，讓學(xué)生從中受到啟發(fā)，靈活應(yīng)用到實(shí)際生活中去?？芍^物理來(lái)源于生活，應(yīng)用于生活。
關(guān)鍵詞：控制變量法；應(yīng)用；探究；物理規(guī)律
一、控制變量法概念的建立
自然界中發(fā)生的各種物理現(xiàn)象往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的，因此影響物理學(xué)研究對(duì)象的因素在許多情況下并不是單一的，而是多種因素相互交錯(cuò)、共同起作用的.譬如，研究某段通電導(dǎo)體放出的熱不僅與導(dǎo)體中的電流有關(guān)，還與導(dǎo)體電阻、通電時(shí)間有關(guān)，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)液體吸收的熱量反映，這與液體的種類(lèi)、質(zhì)量、熱損失等因素有關(guān).所以要想精確地把握研究對(duì)象的各種特性，弄清事物變化的原因和規(guī)律，單靠自然條件下整體觀察研究對(duì)象是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須對(duì)研究對(duì)象施加人為地影響，造成特定的便于觀察的條件，這就是控制變量的方法.
在初中物理教學(xué)中有許多概念或規(guī)律的探索和推導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，都運(yùn)用了控制變量法這一科學(xué)方法，如，密度、固體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)、物體運(yùn)動(dòng)快慢、動(dòng)能、重力勢(shì)能、機(jī)械功、功率等.控制變量法這一概念的建立，就是為了探究以上物理現(xiàn)象究竟與哪些因素有關(guān).
二、控制變量法在初中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
在初中物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，控制變量法是一種最常用的、非常有效地探索客觀物理規(guī)律的科學(xué)方法.在自然界中引起某個(gè)事物變化的因素可能很多，我們想知道事物變化與某個(gè)因素的關(guān)系，我們要把其他因素控制相同，只研究變化了的事物與某個(gè)單因素的關(guān)系這樣把多因數(shù)的問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)單因數(shù)的問(wèn)題，分別加以研究，最后再綜合解決，這類(lèi)方法叫控制變量法.控制變量法是科學(xué)探究的一種重要方法，掌握控制變量法對(duì)探究物理規(guī)律、理解物理概念、設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)、解決物理問(wèn)題等都有重要的作用.在教學(xué)中我們要讓學(xué)生運(yùn)用這一方法系統(tǒng)地進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中去體驗(yàn)這一科學(xué)方法.例如，在探究液體蒸發(fā)快慢時(shí)（猜想：液體蒸發(fā)的快慢可能與液體溫度、液體表面積、液體表面氣流速度等因素有關(guān)），要得出液體蒸發(fā)的快慢與液體溫度之間具體關(guān)系的方法是：控制液體表面積、液體表面氣流速度不變，只改變液體溫度，判斷液體蒸發(fā)的快慢的變化，從而得出規(guī)律；再采用類(lèi)似的步驟分析得出液體蒸發(fā)的快慢與液體表面積、液體蒸發(fā)的快慢與液體表面氣流速度之間的規(guī)律.又如，“歐姆定律”是電學(xué)的基礎(chǔ)和重點(diǎn)，處于電學(xué)的核心位置.學(xué)生通過(guò)之前的學(xué)習(xí)掌握了電路的3個(gè)基本部分：電流、電壓、電阻.它們之間有怎樣的關(guān)系呢？根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，教材安排了一個(gè)比較完整的探究活動(dòng)，涵蓋了探究的7個(gè)要素.其中重點(diǎn)是如何運(yùn)用“控制變量法”的方法來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)，明確用什么方法保證什么物理量不變，用什么方法改變什么物理量.（a.控制電阻R不變，改變導(dǎo)體兩端電壓U，探究電流I與電壓U之間的關(guān)系.b.控制導(dǎo)體兩端的電壓U不變，改變電阻R，探究I與R的關(guān)系 .）經(jīng)過(guò)以上兩個(gè)環(huán)節(jié)的探究，學(xué)生得出“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系”便水到渠成了.
除了“歐姆定律”外，“影響電阻大小的因素”、“焦耳定律”、“電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)”等探究過(guò)程也為“控制變量法”的教學(xué)和應(yīng)用提供了很好的機(jī)會(huì).教師應(yīng)充分利用這些機(jī)會(huì)，使學(xué)生對(duì)“控制變量法”不斷加深理解，并逐步達(dá)到有意識(shí)地應(yīng)用“控制變量”的研究方法去探究物理規(guī)律.
可見(jiàn)，在解決物理問(wèn)題時(shí)，如能恰當(dāng)運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行分析，確實(shí)能起到提高解題速度與準(zhǔn)確率的良好效果.更為重要的是，通過(guò)這一些實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程，使學(xué)生對(duì)如何應(yīng)用“控制變量法”等科學(xué)方法去分析、解決問(wèn)題作了有益的嘗試，為學(xué)生靈活運(yùn)用這一科學(xué)方法解決問(wèn)題提供了保證.
三、控制變量法的教學(xué)充分體現(xiàn)了新課程的教育理念
新課程的核心理念是以學(xué)生發(fā)展為本，課程改革要培養(yǎng)學(xué)生的信息收集和整理的能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和思考問(wèn)題的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、終生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力以及生存和發(fā)展的能力.控制變量法的教學(xué)恰恰就鍛煉了學(xué)生信息收集和整理的能力，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新的能力，掌握這種方法，學(xué)生還可以終生使用，終生受益.所以說(shuō)，控制變量法的教學(xué)充分體現(xiàn)了新課程的教育理念.因而物理教師在傳授知識(shí)時(shí)，不僅要使學(xué)生掌握物理知識(shí)，而且要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，特別是利用控制變量法探究物理規(guī)律的能力.這將為學(xué)生形成科研能力、探究能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也將對(duì)他們的學(xué)業(yè)和今后的人生之路產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響和促進(jìn).教學(xué)中，我們應(yīng)該充分發(fā)揮控制變量法的優(yōu)點(diǎn)，讓其更好地為師生服務(wù)，為教學(xué)服務(wù).
我們周?chē)氖澜缣幵诓煌５淖兓?，一個(gè)問(wèn)題往往受到多個(gè)因素的影響，控制變量法的思路在我們解決多變量問(wèn)題中起著重要的作用.對(duì)于控制變量法的學(xué)習(xí)，僅僅記住它的名稱(chēng)、或者僅僅記住它的幾個(gè)運(yùn)用實(shí)例是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們應(yīng)當(dāng)在日常的教育教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟它的思想內(nèi)涵，在分析處理具體問(wèn)題時(shí)加以靈活運(yùn)用.
參考文獻(xiàn)：
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新課程與舊課程的根本區(qū)別在于明確提出了知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀這樣的三維課程目標(biāo)。在九年級(jí)教學(xué)中，應(yīng)加強(qiáng)科學(xué)探究的教學(xué)、增加學(xué)生的活動(dòng)（討論、探究、制作等）以改變學(xué)習(xí)方式、注重學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)、擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，這樣有利于落實(shí)課程的三維目標(biāo)。
九年級(jí)新教材中的探究活動(dòng)都是實(shí)驗(yàn)性探究，絕大部分要求學(xué)生自己動(dòng)手操作。而過(guò)去的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或測(cè)量性實(shí)驗(yàn)，相比之下，新教材中的探究性實(shí)驗(yàn)在操作上的要求有所降低，但在科學(xué)方法和科學(xué)價(jià)值觀的教育上，要求卻要高出許多。另外課本中利用身邊易得的器材所做的實(shí)驗(yàn)比過(guò)去多，這樣可以使學(xué)生感到科學(xué)并不神秘、科學(xué)就在我身邊。用身邊易得的材料做實(shí)驗(yàn)，在情感態(tài)度價(jià)值觀方面的教育價(jià)值不容忽視。因此教師在教學(xué)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，積極開(kāi)展家庭實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
九年級(jí)新教材中的許多知識(shí)都是學(xué)生所熟悉的生活現(xiàn)象，因此在新教材的編寫(xiě)中，所有的科學(xué)內(nèi)容在引入時(shí)都充分考慮到學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，列舉了大量生活中的事例，加強(qiáng)了物理知識(shí)與自然現(xiàn)象和各種技術(shù)的聯(lián)系，這點(diǎn)也體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向生活”的教育理念。因此教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)將這個(gè)理念體現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生理解社會(huì)生活中所蘊(yùn)含的物理知識(shí)，同時(shí)會(huì)運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
在九年級(jí)階段，教師應(yīng)著重提高學(xué)生以下幾方面的能力。
（1）保持對(duì)自然界的好奇，發(fā)展對(duì)科學(xué)的探索興趣，在了解和認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中有滿足感及興奮感；
（2）學(xué)習(xí)一定的物理基礎(chǔ)知識(shí)，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，在解決問(wèn)題或作決定時(shí)能?chē)L試運(yùn)用科學(xué)原理和科學(xué)研究方法；
（3）經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過(guò)程，具有初步的科學(xué)探究能力，樂(lè)于參與和科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會(huì)活動(dòng)，在實(shí)踐中有依靠自己的科學(xué)素養(yǎng)提高工作效率的意識(shí)；
（4）具有創(chuàng)新意識(shí)，能獨(dú)立思考，勇于有根據(jù)地懷疑，養(yǎng)成尊重事實(shí)。大膽想像的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神；
（5）關(guān)心科學(xué)發(fā)展前沿，具有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，樹(shù)立正確的科學(xué)觀，有振興中華、將科學(xué)服務(wù)于人類(lèi)的使命感與責(zé)任感。
二、教學(xué)建議
第十章教材講述能的初步知識(shí)。機(jī)械能是最常見(jiàn)的一種形式的能，本章將繼續(xù)探究能量中的動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的一些問(wèn)題，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)宇宙萬(wàn)物之間能的轉(zhuǎn)化，以及能的轉(zhuǎn)化在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。從內(nèi)能的改變引入熱量的概念，在此基礎(chǔ)上，理論聯(lián)系實(shí)際，講述內(nèi)能的利用，介紹內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理，并最終得出能量守恒定律。
第十一章的核心是“電流和電路”的基本概念和它們的電路中的基本規(guī)律。通過(guò)讓學(xué)生研究基本的串、并聯(lián)電路和一些基本測(cè)量，使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，初步領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究的方法。在電流和電路概念的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)家庭電路的學(xué)習(xí)，受到安全用電的教育。對(duì)于初中學(xué)生來(lái)說(shuō)，雖然“電”不是陌生的東西，但是它卻讓人感到神秘。為了讓學(xué)生在開(kāi)始學(xué)習(xí)電的時(shí)候就能消除恐懼感和神秘感，教材使用配文喚起學(xué)生注意觀察自己身邊的電的世界，同時(shí)讓學(xué)生明白“一切復(fù)雜的東西都是由最簡(jiǎn)單的組合而成”的道理。只要從最簡(jiǎn)單的、基礎(chǔ)的“電”學(xué)起，掌握其規(guī)律性的東西，“電”就不會(huì)那么神秘也不那么可怕，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到電是可操作的，并產(chǎn)生進(jìn)一步探究其奧秘的興趣。
第十二章通過(guò)探究電流、電壓和電阻的關(guān)系，得出歐姆定律，這是本章的核心。要讓學(xué)生理解“歐姆定律”的探究過(guò)程和結(jié)論，知道歐姆定律揭示的是“電流、電壓和電阻”這三個(gè)電學(xué)基本量的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，知道“控制變量法”這一重要的實(shí)驗(yàn)方法。在基本測(cè)量方面，要讓學(xué)生在會(huì)用電流表的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)使用電壓表和滑動(dòng)變阻器等，并通過(guò)測(cè)量小燈泡的電阻對(duì)學(xué)生進(jìn)行伏安法測(cè)電阻的電學(xué)基本技能的訓(xùn)練。
三、重點(diǎn)要解決的問(wèn)題
1、建立探究性學(xué)習(xí)的思想和習(xí)慣
探究式教學(xué)就是用知識(shí)作為載體，注重學(xué)生接受知識(shí)的過(guò)程，把傳統(tǒng)教育中的以課堂為中心、以教師為中心、以課本為中心，轉(zhuǎn)化到以學(xué)生為中心；把科學(xué)內(nèi)容和科學(xué)方法的學(xué)習(xí)放到同等重要的地位上；把只重視傳授知識(shí)轉(zhuǎn)化到以知識(shí)為載體，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)方法、科學(xué)精神和科學(xué)價(jià)值觀的教育上。在新的課程理念中，科學(xué)探究不僅是一種教學(xué)方式、一個(gè)教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)還是一種精神，對(duì)未知事物的探索精神貫穿本套教材的始終。
九年級(jí)教材中電磁學(xué)的探究活動(dòng)也比較容易進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)成功率比較高。例如， “探究串并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”雖是一個(gè)典型的探究活動(dòng)，但它的“猜想與假設(shè)”無(wú)非是a、b、c三點(diǎn)的電流哪處大、哪處小，可以很明確地表達(dá)出來(lái)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難度也不大，一般都能想到用電流表進(jìn)行測(cè)量，看看哪里電流大，哪里電流小?！皻W姆定律”的探究是一個(gè)比較完整的探究，這個(gè)探究涵蓋了探究的七個(gè)基本要素。教師要多注意引導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)步驟，幫助學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納總結(jié)，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣。同時(shí)，這里還涉及兩個(gè)變量的問(wèn)題，教師應(yīng)適當(dāng)介紹一下“控制變量法”。
教師要設(shè)法鼓勵(lì)、提示、引導(dǎo)。學(xué)生能干的事情，教師不做；學(xué)生能說(shuō)出的，教師不說(shuō)；學(xué)生能懂的問(wèn)題，教師不講。不顧惜時(shí)間，堅(jiān)持下去，學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)探究了?？梢詮囊韵聨追矫媾囵B(yǎng)探究的習(xí)慣：
（1）注意在教學(xué)過(guò)程中幫助學(xué)生自己形成知識(shí)結(jié)構(gòu)的習(xí)慣，千方百計(jì)地引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、去認(rèn)識(shí)新的知識(shí)。不管是探究活動(dòng)、課堂講授，還是資料查詢、還是調(diào)查，都注意盡量應(yīng)用科學(xué)的教育方法。
（2）注意讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)提出問(wèn)題。學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，是求知的開(kāi)始，是教學(xué)的最好開(kāi)端，抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，嘗試應(yīng)用實(shí)驗(yàn)探究，查詢資料、調(diào)查討論等，極為重要。教學(xué)中，我們盡量創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，讓學(xué)生自己動(dòng)腦主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)提出問(wèn)題，特別是當(dāng)學(xué)生提出有價(jià)值的問(wèn)題時(shí)．便因勢(shì)利導(dǎo)，并大加贊賞和鼓勵(lì)．以培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的興趣和習(xí)慣。
（3）注意培養(yǎng)學(xué)生多方面獲取信息的習(xí)慣和能力。收集處理信息的能力是現(xiàn)代社會(huì)中生存和發(fā)展的基本能力，也是學(xué)生自主學(xué)習(xí)所必要的能力。在培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力方面，新課本示范得很好、很多，所以平常教學(xué)中，不惜耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，指導(dǎo)學(xué)生從電視、電腦、報(bào)刊、書(shū)籍、音像、事實(shí)、觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、訪問(wèn)等多渠道獲取知識(shí)信息。
（4）注意討論交流習(xí)慣的培養(yǎng)。探究教學(xué)過(guò)程的始終，都需要學(xué)生間、師生間的交流合作，而交流合作的主要表現(xiàn)形式是交流討論，只有通過(guò)充分的交流討論，才能發(fā)現(xiàn)更有價(jià)值的問(wèn)題，才能更迅速地設(shè)計(jì)出更好的實(shí)驗(yàn)方案，更快地發(fā)現(xiàn)規(guī)律。交流討論又是相互學(xué)習(xí)、相互提高的過(guò)程，所以我們盡量增加學(xué)生討論機(jī)會(huì)，以便于討論習(xí)慣的養(yǎng)成，為促進(jìn)交流討論習(xí)慣的養(yǎng)成，在學(xué)習(xí)情況評(píng)價(jià)表中專(zhuān)門(mén)設(shè)置了“小組討論發(fā)言情況”一欄內(nèi)容。
2、重視各方面能力的培養(yǎng)
物理課程應(yīng)通過(guò)探索物理現(xiàn)象揭示隱藏其中的物理規(guī)律，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生初步的科學(xué)實(shí)踐能力。教師應(yīng)聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)、生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)好問(wèn)題情景引導(dǎo)學(xué)生分析，注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，如檢查電路中是否存在故障，應(yīng)用所學(xué)的電學(xué)知識(shí)排除家庭電路中的小故障。
在練習(xí)中要讓學(xué)生分析解決一些力所能及的實(shí)際問(wèn)題，最好是看得見(jiàn)、摸得著的東西，理論聯(lián)系實(shí)際的視野可廣闊一些，讓學(xué)生通過(guò)參與應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，來(lái)提高自己的學(xué)以致用的能力。如使用照相機(jī)時(shí)，如何調(diào)節(jié)才能照得更清楚。
同時(shí)還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。創(chuàng)新人格主要表現(xiàn)為：良好的思維品質(zhì)；獨(dú)立的個(gè)性特征，如懷疑精神、創(chuàng)新意識(shí)、不迷信權(quán)威；優(yōu)良的意志品質(zhì)；強(qiáng)烈的求知欲；不竭的進(jìn)取精神。教師應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，其過(guò)程主要經(jīng)過(guò)以下階段：培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí) 激發(fā)創(chuàng)新欲 實(shí)施創(chuàng)新行為 形成創(chuàng)新能力 塑造創(chuàng)新個(gè)性．除了課堂教學(xué)外，教師可以在課外培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，如引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展家庭實(shí)驗(yàn)，即利用身邊隨手可得的物品進(jìn)行探究活動(dòng)和各種物理實(shí)驗(yàn)，這樣可以拉近物理學(xué)與生活的距離。學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)可以利用家庭中、生活中現(xiàn)成的器具或簡(jiǎn)單加工就可制成的器材，提倡“瓶瓶罐罐作器材，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”．如：在一個(gè)陀螺的上平面用美術(shù)顏料涂上不同顏色制成“七色板”，用細(xì)繩抽動(dòng)陀螺快速旋轉(zhuǎn)就能做色光的混合實(shí)驗(yàn)。利用鉛筆、導(dǎo)線、手電筒設(shè)計(jì)調(diào)光燈電路。
3、充分發(fā)揮教材中各欄目的教育功能
一、以激發(fā)興趣為目標(biāo)，增強(qiáng)知識(shí)遷移意識(shí)
學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的興趣程度，直接影響到思維遷移力的強(qiáng)度。如果學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，以積極的心態(tài)投入到學(xué)習(xí)中，就會(huì)積極探索知識(shí)，產(chǎn)生思維的遷移欲，并迫切希望知識(shí)水平得到進(jìn)一步提升，出現(xiàn)有利的正向遷移。我們應(yīng)該以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為目標(biāo)，增強(qiáng)學(xué)生的正向思維遷移意識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生尋找物理知識(shí)規(guī)律，自主探尋知識(shí)的遷移點(diǎn)，主動(dòng)對(duì)不同學(xué)科知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)性組合。在積極應(yīng)用所學(xué)知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)知識(shí)儲(chǔ)備的不足，產(chǎn)生不斷儲(chǔ)備新知識(shí)的愿望。有研究表明，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)自身實(shí)踐任務(wù)與自身的知識(shí)儲(chǔ)備產(chǎn)生一定的沖突和空缺時(shí)，就會(huì)激發(fā)遷移動(dòng)機(jī)。我們?cè)诮虒W(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意對(duì)學(xué)生所儲(chǔ)備的信息知識(shí)激發(fā)沖突和空缺感，設(shè)置具有一定難度，且具有真實(shí)性與可行性的實(shí)踐任務(wù)，由學(xué)生自主完成，遇到困難時(shí)及時(shí)提供幫助和引導(dǎo)。最終使學(xué)生具備明確的學(xué)習(xí)意識(shí)性，樹(shù)立主動(dòng)遷移的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)生的思維遷移力。
二、以實(shí)驗(yàn)為觸發(fā)點(diǎn)，讓思維參與到實(shí)驗(yàn)中
物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生思考問(wèn)題，并在實(shí)驗(yàn)中解決問(wèn)題。在教學(xué)中可以針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、隨堂小實(shí)驗(yàn)等創(chuàng)設(shè)思維觸發(fā)點(diǎn)。例如：在開(kāi)展“拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，用小錘打擊彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球被松開(kāi)，物體自由下落。那么A、B兩球同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)，但學(xué)生無(wú)論是對(duì)該實(shí)驗(yàn)的演示還是結(jié)論上的分析都存在很大的思維障礙。教師很有必要對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置思維的觸發(fā)點(diǎn)。在教師演示時(shí)，要求學(xué)生觀察哪個(gè)小球先落地，這就是思維的觸發(fā)點(diǎn)：用視覺(jué)觀察還是用聽(tīng)覺(jué)來(lái)聽(tīng)呢？學(xué)生觀察后就有了初步結(jié)論：聽(tīng)覺(jué)觀察更好些。再創(chuàng)設(shè)思維觸發(fā)點(diǎn)：小球落地后有很多聲音，聽(tīng)聲音應(yīng)該聽(tīng)哪個(gè)聲音？在結(jié)論階段可以創(chuàng)設(shè)這樣的思維觸發(fā)點(diǎn)：這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用來(lái)說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)，還是用來(lái)說(shuō)明豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)？如何改進(jìn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，以說(shuō)明水平方向的情況？在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該多創(chuàng)設(shè)這樣的思維觸發(fā)點(diǎn)，把“發(fā)現(xiàn)”結(jié)論的任務(wù)交給學(xué)生，讓他們積極思維，參與到實(shí)驗(yàn)中。
三、開(kāi)展一題多解，培養(yǎng)思維廣闊性與深刻性
在解題過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性與深刻性，通過(guò)一題多解、一題多變或一題多問(wèn)等方式可以讓學(xué)生多角度、全方位抓住問(wèn)題的本質(zhì)，提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。在進(jìn)行習(xí)題練習(xí)的過(guò)程中，有的可以采用基本的方法解決，這類(lèi)習(xí)題解題思路明顯，解題方法簡(jiǎn)單，而有些題目提問(wèn)很深?yuàn)W，如果用基本的方法就顯得很麻煩，甚至無(wú)從下手。要充分挖掘條件，靈活地聯(lián)想變換，才能找到解決問(wèn)題方法。因此，要引導(dǎo)學(xué)生把握知識(shí)的內(nèi)涵，全面分析具體問(wèn)題。例如：在牛頓定律中有F=ma，這是對(duì)質(zhì)點(diǎn)的某一時(shí)刻而言的。根據(jù)定律與有關(guān)力、質(zhì)量、加速度的概念，運(yùn)用牛頓定律，首先要明確研究的對(duì)象是哪一物體或一組物體，把它們看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)明確了，才能確定質(zhì)量m，才能分析清楚加速度a與受力F。對(duì)質(zhì)點(diǎn)的受力分析與加速分析除了根據(jù)力是物體間相互作用、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、安培力、洛侖磁力公尺與加速度定義、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式外，在很多問(wèn)題中還需要把力與加速度結(jié)合起來(lái)綜合分析，這樣才能靈活運(yùn)用。
四、以綜合為前提，提高分析與綜合能力
客觀事物的整體與部分的關(guān)系，讓運(yùn)用分析解決物理問(wèn)題不僅成為一種可能，而且已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。綜合就是把事物各個(gè)部分、側(cè)面與綜合的基礎(chǔ)，分析以綜合為前提。掌握分析與綜合的方法，訓(xùn)練分析與綜合的思維方法，提高分析與綜合的能力，是高中物理科學(xué)方法教育的主要內(nèi)容。我們應(yīng)該重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行分析與綜合思維方法的訓(xùn)練。例如：在教學(xué)“歐姆定律”時(shí)，為了探索電流、電壓、電阻這三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物理量之間的關(guān)系，采取先分析后綜合的思維方法。先保持其中一個(gè)物理量不變，再研究其與兩個(gè)物理量之間的變化關(guān)系；保持另外一個(gè)物理量不變，研究剩余兩個(gè)物理量之間的變化關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)最后得出：保持電阻不變時(shí)，電流跟電壓成正比；保持電壓不變時(shí)，電流跟電阻成反比結(jié)論的基礎(chǔ)上，再綜合得出了歐姆定律。在教學(xué)中，我們應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)探索電流、電壓、電阻三者變化關(guān)系的思維方法，這比讓學(xué)生知道歐姆定律的結(jié)論更重要。
五、實(shí)施變式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生聚合思維能力
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關(guān)鍵詞：課程標(biāo)準(zhǔn)；科學(xué)方法教育內(nèi)涵；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；科學(xué)方法教育因素
中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）2（S）-0001-5
（上接第1期）
如前所述，物理教學(xué)中實(shí)施科學(xué)方法教育的目的之一。就是要弘揚(yáng)科學(xué)的創(chuàng)新思想，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。而富有新意的實(shí)驗(yàn)則是一個(gè)教師的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的最好體現(xiàn)。下面我們結(jié)合實(shí)例，談?wù)勅绾卧趯?shí)驗(yàn)的過(guò)程中，通過(guò)反思設(shè)疑、改革創(chuàng)新，點(diǎn)燃學(xué)生創(chuàng)新的思維火花，捕捉生成新的資源，推進(jìn)創(chuàng)新人才的早期培養(yǎng)。
4.5 通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)
4.5.1 任何一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)都是綜合利用多種科學(xué)方法的成果
例如，如圖10、圖11所示的微小形變實(shí)驗(yàn)，玻璃瓶的底面是橢圓形狀的。是為了探究物體受力是否發(fā)生形變而開(kāi)發(fā)的一個(gè)看上去很簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，但是我們卻可以提出幾個(gè)有關(guān)科學(xué)方法方面的問(wèn)題：
①如何探究玻璃瓶能否發(fā)生形變？顯然利用實(shí)驗(yàn)方法是最簡(jiǎn)單可行的。
②這個(gè)實(shí)驗(yàn)是由三部分組成的：
實(shí)驗(yàn)對(duì)象――玻璃瓶；實(shí)驗(yàn)源――人手；實(shí)驗(yàn)效果顯示器――細(xì)玻璃管中的色水。初中物理實(shí)驗(yàn)中有十幾處都是利用了這種方法顯示實(shí)驗(yàn)效果。
③在此實(shí)驗(yàn)中，人手是力源還是熱源可以作為悖論提出來(lái)研究。如果是熱源，那么先后從兩個(gè)方向用手捂而加熱的話，細(xì)玻璃管中的色水應(yīng)該是連續(xù)上升的。這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果是矛盾的，否定了加熱，肯定了手是起到力源的作用。
④問(wèn)題：為什么如圖10那樣，沿著底面短半軸方向擠壓玻璃瓶時(shí)。細(xì)玻璃管中的水是上升的：如圖11沿著底面長(zhǎng)半軸方向擠壓玻璃瓶時(shí)，細(xì)玻璃管中的水是下降的。一個(gè)上升，一個(gè)下降，是否矛盾？我們只要利用數(shù)學(xué)知識(shí)，即可迎刃而解。原來(lái)沿著短半軸方向擠壓時(shí)，橢圓面積變小了，擠壓時(shí)水沿著細(xì)玻璃管上升；當(dāng)沿著底面長(zhǎng)半軸方向擠壓玻璃瓶時(shí)，底面向著圓的方向發(fā)展，同樣周長(zhǎng)的曲面，圓面積最大，因此擠壓時(shí)水沿著細(xì)玻璃管下降。
同樣如圖12所示的真空鈴實(shí)驗(yàn)也可以提出類(lèi)似的一些問(wèn)題：
①如何探究真空中能否傳播聲音？
②實(shí)驗(yàn)的三個(gè)基本組成部分：實(shí)驗(yàn)對(duì)象――封有空氣的鐘罩及發(fā)聲鬧鐘：實(shí)驗(yàn)源――抽氣機(jī)；實(shí)驗(yàn)效果顯示器――人的耳朵。
③如何分析得出結(jié)論
因果關(guān)系分析：分析電鈴聲音變小的原因是抽出了氣體。
共變分析法：聲音變小是與氣體逐漸減少同時(shí)發(fā)生的。因此，根據(jù)因果共變說(shuō)明氣體逐漸減少是聲音變小的原因。
理想實(shí)驗(yàn)：真空是難以實(shí)現(xiàn)的，抽氣到一定程度，即可做理想實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推理；如果繼續(xù)抽成真空的話，聲音就會(huì)消失了，說(shuō)明真空不能傳聲。
反向?qū)Ρ龋褐饾u向鐘罩里充氣，聲音又逐漸變大，說(shuō)明了聲音傳播與空氣的關(guān)系。
④共變法：如果每當(dāng)某一現(xiàn)象發(fā)生一定程度的變化時(shí)。另一現(xiàn)象也隨之發(fā)生一定程度的變化，那么這兩個(gè)現(xiàn)象之間就有因果關(guān)系。
4.5.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象的拓展
將實(shí)驗(yàn)對(duì)象從一個(gè)（種）拓展成多個(gè)（種）。例如，學(xué)習(xí)了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力（如圖13）之后，有的學(xué)生問(wèn)老師。通電的液體在磁場(chǎng)中是否受力，受力之后的液體呈現(xiàn)什么樣子？這是許多老師包括筆者，從來(lái)沒(méi)有考慮過(guò)的問(wèn)題。老師如實(shí)回答不知道。讓學(xué)生自己去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察研究。結(jié)果學(xué)生到化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，研究通電食鹽水在磁場(chǎng)中受力的情況，發(fā)現(xiàn)通電食鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。學(xué)生改進(jìn)了電源連接的方式。并在食鹽水中撒一些紙屑用來(lái)觀察食鹽水的轉(zhuǎn)動(dòng)（如圖14），同時(shí)研究了此過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)式。學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)，還體驗(yàn)了探究的樂(lè)趣。
4.5.3 實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新
例如，顯示光線時(shí)有的老師應(yīng)用棉線繩顯示光線的路徑，十分明顯。又如，研究平面鏡成像問(wèn)題時(shí)，現(xiàn)在一般的初中教材基本上都是借助于轉(zhuǎn)換的方法，用透明玻璃板代替平面鏡（如圖15）。人們不禁要問(wèn)，難道就沒(méi)有辦法直接用平面鏡進(jìn)行研究嗎？有的老師這樣設(shè)計(jì)：用平面鏡和兩個(gè)完全相同的墨水瓶A、B，研究“平面鏡成像的特點(diǎn)”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將平面鏡豎立在桌面上，把A放置在鏡前的邊緣處（如圖16）。調(diào)整觀察角度，可在鏡中看到它的部分像。再將B放到鏡后并來(lái)回移動(dòng)。直至其未被平面鏡遮擋部分與A在鏡中的不完整像拼接成一個(gè)完全吻合的“瓶”，那么墨水瓶B所在的位置即為A在鏡中成像的位置。
再如，有的老師用如圖17所示的“斜面塔”代替原來(lái)的單個(gè)斜面，這樣就可以“同時(shí)觀察”三種不同平面上物體移動(dòng)的距離，不必再作數(shù)據(jù)的記錄，這對(duì)定性實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)是很方便的。
4.5.4 實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn)
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn)。最常用的方法是“列舉不足”。例如，研究楞次定律時(shí)，傳統(tǒng)的是向一個(gè)線圈中插拔磁鐵，觀察與線圈相連的電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)以及偏轉(zhuǎn)的方向，進(jìn)而研究總結(jié)楞次定律（如圖18）。由于電流表的指針在偏轉(zhuǎn)過(guò)程中有慣性問(wèn)題，這樣磁針偏轉(zhuǎn)越過(guò)中心零點(diǎn)，是電流方向不同引起的還是慣性問(wèn)題。容易引起歧義。江西的郭訓(xùn)盛老師研制了一件實(shí)驗(yàn)儀器：在一個(gè)自己繞制的線圈的兩端，并聯(lián)兩個(gè)正反向連接的發(fā)光二極管（如圖19）。當(dāng)用強(qiáng)磁鐵靠近線圈時(shí)，假設(shè)是左面的二極管發(fā)光，那么遠(yuǎn)離線圈時(shí)則是右邊的那個(gè)二極管發(fā)光，進(jìn)而據(jù)此分析研究總結(jié)楞次定律。解決了上述傳統(tǒng)儀器幾十年來(lái)未解決的不足之處，這是一種儀器的創(chuàng)新。為此他在全國(guó)名師大賽中獲得了特等獎(jiǎng)。
4.5.5 開(kāi)拓研究思路。形成系列實(shí)驗(yàn)
不斷地對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思，提出一些相悖的問(wèn)題，進(jìn)而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，形成系列化實(shí)驗(yàn)。例如，如圖20所示用小燒杯做覆杯實(shí)驗(yàn)（不夠驚險(xiǎn)）――提出用大的燒杯可以做嗎？如圖21所示用大玻璃筒做覆杯實(shí)驗(yàn)（比較驚險(xiǎn)）――提出質(zhì)疑：紙片覆在玻璃杯上，真的是因?yàn)榇髿馐旱木壒蕟?？――設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：將實(shí)驗(yàn)用的覆杯放到真空罩中（如圖22），抽出空氣到一定程度時(shí)，紙片脫落下來(lái)，說(shuō)明紙片覆在玻璃杯上，真的是因?yàn)榇髿馐旱慕Y(jié)果。以上實(shí)驗(yàn)連續(xù)形成了系列實(shí)驗(yàn)，很有借鑒意義。
②求同比較：分別比較通電螺線管外部磁場(chǎng)的極性是相同的兩種情況（如圖23中①③或②④）。如果兩種情況中，有相同的條件（線圈的繞向或電流的方向），那么這個(gè)相同的條件就是決定通電螺線管外部磁場(chǎng)極性相同的條件。
4.5.6 實(shí)驗(yàn)歸納法總結(jié)規(guī)律
實(shí)驗(yàn)歸納法是總結(jié)物理規(guī)律最基本的方法，但是僅僅應(yīng)用實(shí)驗(yàn)是不足以總結(jié)出規(guī)律的，必須進(jìn)行科學(xué)的思維，并應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，方可達(dá)到目的。
（1）物理實(shí)驗(yàn)結(jié)合科學(xué)的思維
物理規(guī)律包括定律、定理、方程和法則（定則）等，下面我們以探究“通電螺線管的磁場(chǎng)是什么樣的”（即如何判斷通電螺線管的極性）為例，看看在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上，如何應(yīng)用求同法、求異法進(jìn)行因果關(guān)系分析總結(jié)規(guī)律。
①進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：在兩種（只有兩種）不同繞向的螺線管中，接入不同方向的電流，利用小磁針可以判斷出它們的極性分別如圖23中的①-④所示（或用磁感應(yīng)線表示，略）做實(shí)驗(yàn)，只有如下四種不同的情況。
據(jù)此，我們比較圖23中①③或②④可得：電流的方向相同是極性相同的原因。
③求異比較：分別比較通電螺線管外部磁場(chǎng)的極性不相同的兩種情況（如圖①②或圖③④）。如果兩種情況中，有一個(gè)是不相同的條件（線圈的繞向或電流的方向）。那么這個(gè)不相同的條件就是決定通電螺線管外部磁場(chǎng)極性不同的條件。據(jù)此，我們比較圖①②或圖③④可得：電流的方向不相同是極性不相同的原因。
④多因素比較：如果我們比較圖①④或圖②③，則有兩個(gè)不相同的條件。難以確定螺線管的極性不同是由哪個(gè)因素引起的。
綜上所述。通過(guò)以上6種涵蓋了通電螺線管外部磁場(chǎng)的所有情況的比較可知：通電螺線管外部的磁場(chǎng)，只與電流的方向有關(guān)。也就是說(shuō)知道了電流的方向就可以判斷通電螺線管外部磁場(chǎng)的極性，這是客觀的存在。至于下一步，總結(jié)用什么方法表示磁場(chǎng)方向與電流方向之間的關(guān)系，則是因人而異。例如，可以用右手螺旋法則表示，也可以用其他方法。
我們用這么多的筆墨，說(shuō)明了右手螺旋法則建立的過(guò)程和方法，好像不值得。實(shí)際上，我們只要掌握了這種思路。學(xué)會(huì)了研究問(wèn)題的方法，就可以舉一反三。我們不是變得更聰明了嗎？筆者想學(xué)生一定會(huì)應(yīng)用這種方法。找出一種形象化的方法來(lái)判斷通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受力的方向與磁場(chǎng)方向、電流方向的關(guān)系。
我們還要鼓勵(lì)求異思維。例如，2012年12月12日筆者聽(tīng)課時(shí)，有一個(gè)學(xué)生用了這樣一種方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（如圖24）：
學(xué)生說(shuō)，如果線圈是像圖24的①②那樣繞法的話，N極就在電池的正極那一方（正確）；如果線圈是像③④那樣繞法的話，N極就在電池的負(fù)極那一方（正確）。學(xué)生把判斷法則總結(jié)成二種情況，涵蓋了所有可能性。只要再進(jìn)一步合二為一即可總結(jié)出右手螺旋法則。這和歷史上關(guān)于熱輻射規(guī)律的研究，是多么的相似?。壕S恩公式只適合于短波，瑞利一金斯公式只適合于長(zhǎng)波，普朗克提出能量量子理論。綜合提出普朗克公式，化解了物理大廈上空的烏云。
（2）物理實(shí)驗(yàn)結(jié)合數(shù)學(xué)方法
我們以實(shí)驗(yàn)歸納法總結(jié)部分電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為例說(shuō)明。
①作單因子實(shí)驗(yàn)
a.先固定導(dǎo)體的電阻R不變，改變導(dǎo)體兩端的電壓U，觀察電流，與U的關(guān)系：
可得：I∝U ……（1）
b.固定電壓U不變。改變電阻R，觀察，與R的關(guān)系：
可得：I∝1/R ……（2）
c.綜合（1）與（2）兩式可得
I∝U/R ……（3）
為何可以綜合得出上述式子：不等式的右邊相乘。而不等式的左側(cè)沒(méi)變？為何可以這樣？不說(shuō)出理由，這是很難讓人相信的。但是要想說(shuō)明這一問(wèn)題，需要應(yīng)用復(fù)雜的高等數(shù)學(xué)（可以參考咸世強(qiáng)和秦曉文撰寫(xiě)的論文《牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》，刊登在北京《教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)》雜志2000年第4期）。下面我們用簡(jiǎn)單的方法解決以上問(wèn)題。
②寫(xiě)成數(shù)學(xué)關(guān)系式（即將（1）（2）二個(gè)比例式寫(xiě)成一個(gè)等式）
規(guī)定單位：如果導(dǎo)體兩端的電壓為1伏特，通過(guò)的電流為1安培，此時(shí)導(dǎo)體的電阻稱(chēng)為1歐姆，根據(jù)（1）式及上述規(guī)定，則有：
即I=U/R，此式即部分電路歐姆定律的表達(dá)式。
將I∝U/R寫(xiě)成等式理應(yīng)為：I=K?（U/R），由于上述規(guī)定單位的方法，使K=I公式最簡(jiǎn)單。凡是遵循正比例或反比例關(guān)系的物理規(guī)律，如阿基米德定律、焦耳定律、牛頓第二定律等都可以經(jīng)過(guò)類(lèi)似步驟總結(jié)出數(shù)學(xué)表達(dá)式。我們?cè)诖恕袄速M(fèi)一點(diǎn)時(shí)間”讓學(xué)生學(xué)會(huì)這種方法，是很有意義的，這也是學(xué)習(xí)科學(xué)方法之魅力所在。
（3）物理實(shí)驗(yàn)結(jié)合視頻分析方法
只做實(shí)驗(yàn)，有些現(xiàn)象的規(guī)律仍然難以總結(jié)。例如，一個(gè)物體由上向下落入一盆水中，我們會(huì)看到水花四濺，這里水花四濺的規(guī)律與物體的體積、形狀、密度、高度等因素有何關(guān)系？只根據(jù)實(shí)驗(yàn)是難以總結(jié)的。我們可以用高速攝像機(jī)，連續(xù)高速拍攝，將其圖像、數(shù)據(jù)通過(guò)傳感器輸入到計(jì)算機(jī)中，利用適當(dāng)?shù)能浖纯烧页銎湟?guī)律，這種總結(jié)規(guī)律的方法，可以稱(chēng)為視頻分析方法。
限于篇幅，物理概念教學(xué)中、物理規(guī)律教學(xué)中、習(xí)題應(yīng)用教學(xué)中的科學(xué)方法因素，讀者可參考本文后列出的參考文獻(xiàn)，不再贅述。
參考文獻(xiàn)：
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[3]張憲魁，張喜榮.物理科學(xué)方法教育視頻教程[M].廣州：廣東科技出版社.2013.
一、利用物理學(xué)史可對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)理想教育，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造精神。
熟知著名科學(xué)家的創(chuàng)造實(shí)踐，了解歷史上重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明產(chǎn)生的歷史背景和突破過(guò)程，可以開(kāi)闊眼界，堅(jiān)定學(xué)生進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)造、推進(jìn)科學(xué)發(fā)展的信心和理想。了解科學(xué)家的生平和偉大貢獻(xiàn)，從中獲得啟示，往往可以使青年學(xué)生受益終生。介紹杰出科學(xué)家的至理名言，可以使學(xué)生感受科學(xué)家勇于追求真理、獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)高貴品質(zhì)。在教學(xué)中介紹物理學(xué)史能夠使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：認(rèn)識(shí)真理除了要克服科學(xué)實(shí)驗(yàn)上的困難和危險(xiǎn)外，還要敢于突破傳統(tǒng)偏見(jiàn)，大膽進(jìn)行科學(xué)探索，沖破傳統(tǒng)觀念的束縛。要推動(dòng)科學(xué)發(fā)展，不僅要尊重權(quán)威，虛心學(xué)習(xí)繼承前人的正確理論知識(shí)，還要破除迷信和固守傳統(tǒng)觀念的思想，敢于創(chuàng)新。
二、了解物理學(xué)史，可加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理教學(xué)的人文缺陷。
物理學(xué)的知識(shí)，主要是指物理概念和物理規(guī)律。一個(gè)基本概念、規(guī)律，它是根據(jù)哪些客觀現(xiàn)象，由于何種研究的需要被引進(jìn)物理學(xué)的呢？其原始意義是什么？隨著物理學(xué)的發(fā)展，它又得到哪些補(bǔ)充和修正？這從一般教科書(shū)上難以全面了解。教科書(shū)往往只給一個(gè)定義，這容易使學(xué)生斷章取義。在教學(xué)中增加一些相關(guān)的物理學(xué)發(fā)展史實(shí)，讓學(xué)生了解這些物理學(xué)概念、規(guī)律逐步形成的歷史，使邏輯性和歷史性相結(jié)合，更有利于學(xué)生全面正確地理解和領(lǐng)悟。物理學(xué)發(fā)展史就是一部完整的科學(xué)家?jiàn)^斗史，通過(guò)物理學(xué)史的滲透可以使學(xué)生理解居里夫人等科學(xué)家的愛(ài)國(guó)情懷，促進(jìn)學(xué)生正確理解人與自然的關(guān)系，人與社會(huì)的關(guān)系并產(chǎn)生強(qiáng)烈的感情，形成對(duì)美和善的辨別力和追求熱情，樹(shù)立崇高的社會(huì)責(zé)任感和愛(ài)國(guó)主義情懷，起到提高科學(xué)素質(zhì)和人文素質(zhì)的作用。
三、利用物理學(xué)史可對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究方法的熏陶，使其全面理解科學(xué)的本質(zhì)。
物理學(xué)的思想和方法是在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中形成的，是人類(lèi)智慧的結(jié)晶。學(xué)生了解和掌握這些思想和方法，對(duì)于今后從事任何研究和工作都是很有用的。物理學(xué)方法包括：科學(xué)抽象和邏輯思維方法如分析法與綜合法、歸納法與演繹法等；與物理學(xué)原理相聯(lián)系的基本方法如受力分析法、統(tǒng)計(jì)平均法、能量守恒法等；物理學(xué)研究的常用方法如觀察和實(shí)驗(yàn)、物理模型、理想實(shí)驗(yàn)、物理類(lèi)比、物理假說(shuō)等。在物理教學(xué)中滲透物理學(xué)史教育，將物理知識(shí)教學(xué)與物理學(xué)史結(jié)合起來(lái)，在展現(xiàn)物理學(xué)家探索物理知識(shí)的過(guò)程中，使學(xué)生從中領(lǐng)悟到物理學(xué)的研究方法。例如伽利略通過(guò)邏輯推理和實(shí)驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)了自由落體定律，利用理想斜面實(shí)驗(yàn)的方法得到了慣性定律；牛頓用實(shí)驗(yàn)觀察方法和歸納方法研究光的色散現(xiàn)象，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和綜合方法得到了萬(wàn)有引力定律和力學(xué)三定律；庫(kù)侖和歐姆分別運(yùn)用類(lèi)比研究方法得到了庫(kù)侖定律和歐姆定律；愛(ài)因斯坦運(yùn)用直覺(jué)思維和理想實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)立了相對(duì)論，等等。通過(guò)展現(xiàn)物理學(xué)家揭開(kāi)自然界之謎和艱難的探索歷程，使學(xué)生感受到他們用有效的方法一步一步掀開(kāi)遮蔽真理帷幕的那種科學(xué)發(fā)現(xiàn)的震撼與激動(dòng)，從身臨其境地參與其中，獲得科學(xué)方法論思想的熏陶與升華。物理學(xué)發(fā)展的歷史就是探究的歷史，在教學(xué)中滲透物理學(xué)史可以提高學(xué)生科學(xué)探究所需要的能力和增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解，領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)特征――探究。學(xué)生與科學(xué)家的探究思維本質(zhì)上是一致的，只不過(guò)“科學(xué)家是為了求知而探究，而學(xué)生探究是為了求知”。讓學(xué)生了解物理學(xué)史中典型的探究實(shí)例，有助于他們學(xué)會(huì)做學(xué)問(wèn)、做研究的方法，從而養(yǎng)成探究習(xí)慣。
四、了解物理學(xué)發(fā)展的歷史，有助于學(xué)生樹(shù)立辯證唯物主義觀點(diǎn)。