新课改的教育理念 新课改理念下重视对学生进行物理方法培养

　　 [摘要] 新课改理念下,要重视对学生进行物理思维方法的培养。中学常用的物理方法有控制变量法、转换法、理想实验法、类比法、等效替代法和模型法,掌握了这些科学物理方法就拥有了打开物理知识殿堂的钥匙。
　　[关键词] 新课改 物理方法 培养
　　
　　物理中的现象、概念和规律,单凭教师的讲解很难达到理想效果。如果指导学生运用相应的物理科学方法去认识和理解,就会大大提高学生对这些物理现象、概念和规律的认知能力和理解能力。巴甫洛夫认为:“重要的是科学方法,科学是思想的总结,认识一个科学家的方法远比认识他的成果价值要大。”新课程标准也特别强调“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。”我们在物理教学过程中,要重视对学生进行物理科学思维方法的培养,如果学生掌握了科学的物理方法,就拥有了打开物理知识殿堂的钥匙。那么,我们应该对学生进行哪些物理科学方法的培养呢?
　　 一、控制变量法
　　 我们知道,自然界中的各种现象并不是孤立存在的,而是相互联系的,因此事物绝不仅仅只受一个因素的影响,而是受相互交错的多种因素的共同影响。要想准确地把握事物的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单靠在自然条件下观察事物是远远不够的,还必须对事物施加人为的影响,为我们研究事物创造有利的条件,这种研究方法称为控制变量法。简单地说,控制变量法是一种研究问题的方法,在研究某一物理量与多个因素的关系时,先使一个因素变化控制其余的因素不变,从而逐一研究出此物理量与所有因素的关系,这样就把多因素问题变成多个单因素的问题。
　　 例如,研究摩擦力与哪些因素有关的实验。我们猜想摩擦力可能受压力大小和接触面的粗糙程度的共同影响。在研究摩擦力与压力的关系时,控制接触面的粗糙程度不变,这样就排除了因接触面粗糙程度不同而对摩擦力的影响,只改变作用在接触面上的压力大小,这种情况下若摩擦力也发生了变化,足以说明摩擦力与压力有关,若摩擦力没有变化,则说明摩擦力与压力没有关系。同理,研究摩擦力与接触面的粗糙程度关系时,需要控制压力不变,只改变接触面的粗糙程度。
　　 还有,研究通过导体的电流I与导体两端的电压U和导体的电阻R的关系时,要研究电流I与电压U的关系,需要保持电阻R不变;若要研究电流I与电阻R的关系,需要保持电压U不变。
　　 课本中研究影响电阻大小的因素、焦耳定律、研究影响电磁铁磁性强弱的因素、研究影响压力作用效果的因素、研究影响液体压强的因素、阿基米德原理等用的研究方法也都是控制变量法。控制变量法是初中研究物理问题最常用的方法之一。
　　 二、转换法
　　 所谓转换法,是指通过对研究对象、物理状态、物理规律、思维角度、物理过程、物理模型等的转换,达到化繁为简,化难为易,使问题巧妙获解的一种思维方法。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常采用转化法转而观察其它相关的物理现象或间接测量其它相关的物理量来完成研究。
　　 1.转化法在物理实验现象方面的应用。在研究电热与什么因素有关时,电热的多少是无法直接“看出”的。怎么办呢?我们可以转化一下思维,电热能使煤油温度升高,煤油吸收的热量越多,温度升的越高,我们只要比较煤油温度的高低,不就知道了电热的多少了吗?还有,磁场看不见、摸不着,那磁场真的存在吗?我们把小磁针放在磁体周围,可通过观察其是否转动来确定。电磁铁磁性的强弱无法用肉眼判断,可转换为通过其吸引大头针数量的多少来判断,吸引的越多说明磁性越强。
　　 教材中,在物理实验现象方面应用转化思维的非常多。我们将小球的动能转化为对小木块做的功,被推动距离越远则动能越大;把测滑动摩擦力的大小转换成测拉力的大小;根据小灯泡是否发光来推断导线中是否有电流。
　　 2.转化法在测量工具方面的应用。依据水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩来反映物体温度的变化情况,从而制成温度计。再如,利用弹簧在一定限度内,所受的拉力越大伸长越长的原理来制成了弹簧测力计。同样,压强计是利用左右两管液面的高度差来描述被测液体压强的大小。
　　 三、理想实验法
　　 理想实验法是指在实验基础上经过概括、抽象、推理得出某些规律,而得出的这些规律却又不能用实验直接验证的一种研究问题的方法。理想实验法在科学研究中有着重要的作用。
　　 牛顿概括出牛顿第一定律前,伽利略设计了斜面小车实验,分析认为运动物体受到的阻力越小,速度减小的越慢,运动的时间就越长,进一步推理如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,物体将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去。这就是历史上著名的理想实验。再有,验证声音的传播需要介质时,逐渐抽出玻璃罩内的空气闹钟的铃声越来越小,我们进一步推理理想情况下假如把玻璃罩内抽成真空就听不到铃声了,说明真空不能传声,声音传播需要介质。
　　 四、类比法
　　 类比方法最早是由亚里士多德提出的。所谓类比,是指根据两个对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种推理方法,实际上是一种从一般到一般或从特殊到特殊的推理过程。类比方法可以帮助我们理解一些抽象、无形、陌生的物理现象和物理知识,在物理学中有较广泛的应用。
　　 为帮助学生理解电流和电压,可以把电流、电压与水流、水压进行类比。抽水机提供了水压,水压使水沿着一定的方向流动形成水流,水流通过涡轮使涡轮转动消耗水能;类似,电源提供电压,电压使电荷做定向移动形成了电流,电流通过电灯消耗电能。学习原子结构时,把电子绕原子核高速旋转的原子结构模型与九大行星绕太阳运转的太阳系进行类比。
　　 五、等效替代法
　　 在研究物理问题时,用一个物理量代替其他的物理量,物理效果相同,这种使物理问题简单化的科学思维方法叫做等效替代法。例如,用合力替代各个分力;在电路中,若干个电阻,可以等效为一个合适的电阻,即串联电路的总电阻或并联电路的总电阻;还有,在“曹冲称象”中用石头替换船中大象,效果相同。
　　 六、模型法
　　 物理模型是物理学赖以建立的基本思想方法,是物理学解决实际问题的重要途径和方法。对于一些真实存在却比较抽象模糊的东西,为了便于研究,我们可以建立特定的模型来描述和了解它。如光虽然看得见,但却不便于研究,用光线这个模型来描述光的传播径迹和方向就容易理解多了。同理,用磁感线模型来描述磁场的方向和强弱,用力的示意图来表示实际物体所受力的三要素,通过建立原子核式结构模型来研究肉眼观察不到的原子结构。可见,建立理想的模型是使抽象模糊的物理问题变具体形象化的最有效的方法之一。
　　 上述6种方法是中学物理比较常用的一些方法,在今后的教学中,我们要重视对学生进行这些科学物理方法的培养,引导学生选择合适的物理方法解决物理问题,以培养学生的创新精神,提高学生的科学素养。