如何寫科學(xué)論文(2)
如何寫科學(xué)論文
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科學(xué)方法 科學(xué)實(shí)驗(yàn)
摘要：在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)把科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法作為重要的目標(biāo)，重視對學(xué)生科學(xué)方法的培養(yǎng)，讓學(xué)生掌握科學(xué)的方法比單純的傳授知識更為重要。高師物理實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含著許多科學(xué)方法，讓學(xué)生領(lǐng)會這些科學(xué)方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)品質(zhì)、創(chuàng)造性思維和探索能力，對提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)造性精神具有十分重要的作用。
關(guān)鍵詞：科學(xué)方法 物理實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)行五年制高師物理教學(xué)仍然沿用高中物理教材，作為一名高等師范學(xué)校的物理教師，在傳授物理知識的同時(shí)應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生初步領(lǐng)會研究物理問題的科學(xué)方法，讓學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)科學(xué)方法的重要意義，這不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維品質(zhì)，而且可以提高學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。而這些正是目前高等師范學(xué)校學(xué)生所欠缺的。
1 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析
物理學(xué)是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科，沒有物理學(xué)就不會有我們今天的文明生活，這一點(diǎn)是不可否認(rèn)的，而物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)不僅為學(xué)生形成和理解物理概念提供了感性認(rèn)識，對培養(yǎng)動手能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力有十分重要的意義。隨著課程改革的不斷深入，物理實(shí)驗(yàn)更是成了探索和創(chuàng)新活動的主角，成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的必要手段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)，又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的過程中具有獨(dú)特的地位和全方位的功能。在新課程背景下，物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)顯得尤為重要。對比新課程的要求和現(xiàn)階段高中物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為以下幾點(diǎn)很值得關(guān)注。
1.1 改變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，充分調(diào)動學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性
在應(yīng)試教育的模式下，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)課缺乏活力，學(xué)生只是機(jī)械地完成預(yù)定的實(shí)驗(yàn)步驟、采編數(shù)據(jù)，學(xué)生的主體地位遠(yuǎn)沒有得到重視，因而缺乏主動探究的熱情。這與新課標(biāo)提到的要“讓學(xué)生積極參與，樂于探究，勇于實(shí)驗(yàn)，勤于思考”的理念相差甚遠(yuǎn)，收不到物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的效果。因此，在高中物理實(shí)驗(yàn)課中除了要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，更要突出學(xué)生的主體地位，鼓勵(lì)學(xué)生積極主動地參與實(shí)驗(yàn)，多給學(xué)生提供自主的時(shí)間和空間，并鼓勵(lì)他們按照自己的思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作，只有這樣，才能充分調(diào)動學(xué)生的科學(xué)探究熱情，收到較好的實(shí)驗(yàn)效果。
1.2 注重探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
創(chuàng)新能力是一個(gè)學(xué)生最重要最可貴的素質(zhì)，而物理實(shí)驗(yàn)課是學(xué)以致用的最直接的平臺，因此，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是物理實(shí)驗(yàn)的基本目標(biāo)之一。要做好這一點(diǎn)，積極開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是很好的途徑。探究性物理實(shí)驗(yàn)作為物理實(shí)驗(yàn)的一種形式，作為學(xué)生的一種積極主動的認(rèn)知手段，既有別于一般的測定性實(shí)驗(yàn)，又有別于傳統(tǒng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，其目的在于使學(xué)生獲得物理實(shí)驗(yàn)研究方法的訓(xùn)練。開展探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，能夠使學(xué)生在探索發(fā)現(xiàn)的過程中，發(fā)展理性的、批判的思想方法，體驗(yàn)學(xué)者研究的苦衷和愉悅，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、探索能力，提高科學(xué)素養(yǎng)。例如，在高中物理實(shí)驗(yàn)課上，教師提出問題后，可以鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮自己的聰明才智和想象力，獨(dú)立自主地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括自制實(shí)驗(yàn)器材等;對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，鼓勵(lì)學(xué)生自己分析并找出原因加以解決;對實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要求學(xué)生自己根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析處理。對一些較重要或具有普遍性的問題，組織學(xué)生進(jìn)行分組討論，集思廣益，共同研討解決問題的方法。這樣做可使學(xué)生的探索熱情得到充分調(diào)動，不斷體會進(jìn)行科學(xué)探究的樂趣，進(jìn)而使他們的創(chuàng)新能力得到不斷提高。
1.3 充分應(yīng)用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果
多媒體技術(shù)可以迅速改變實(shí)驗(yàn)條件和物理參數(shù)，在較短的時(shí)間內(nèi)向?qū)W生提供大量、具體、生動的教學(xué)信息，創(chuàng)設(shè)不同的物理情境，因而能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和探究的欲望。有些在一般條件下無法做到的實(shí)驗(yàn)也可以由多媒體技術(shù)進(jìn)行模擬。例如原子物理中的α粒子散射實(shí)驗(yàn)，就可以利用多媒體制作實(shí)驗(yàn)的動畫，使學(xué)生清晰地觀察到α粒子散射的過程，加深對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識，進(jìn)而為后繼的核式結(jié)構(gòu)做好鋪墊。
1.4 最后要加強(qiáng)小實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生動手動腦的機(jī)會
1.4.1 隨堂實(shí)驗(yàn)
隨堂物理實(shí)驗(yàn)是區(qū)別于演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的另一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)類型，它穿插于教師的講授、學(xué)生的理論學(xué)習(xí)之中，又稱邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)比較小型，靈活，通常幾分鐘到半小時(shí)就能完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所需要器材也比較容易得到。隨堂實(shí)驗(yàn)有利于發(fā)揮學(xué)生的主動性;有利于發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用;有利于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的比重和提高課堂教學(xué)的效率。由于隨堂實(shí)驗(yàn)小型，靈活，運(yùn)用方便，可以增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的比重，還有利于學(xué)生獲取感性認(rèn)識。通過學(xué)生的探究過程，對知識的理解比較深刻和牢固，同時(shí)提供更多的機(jī)會培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和訓(xùn)練科學(xué)方法，因此隨堂實(shí)驗(yàn)是提高教學(xué)效率的有效途徑。例如：驗(yàn)證阿基米德定律，只需要器材：一只小塑料袋(袋內(nèi)裝滿水，用細(xì)線把袋口扎緊，袋內(nèi)不留空氣)，測力計(jì)，便可以做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
1.4.2 設(shè)計(jì)性小實(shí)驗(yàn)
為了幫助學(xué)生領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想和方法，可以多布置一些設(shè)計(jì)性小實(shí)驗(yàn)。例如：測量物質(zhì)的密度可設(shè)計(jì)為①給你一粒花生米(密度略大于水的密度)，提供：天平，小燒杯，食鹽，沙子，水等。要求估測花生米的密度。②提供：石蠟塊，小杯2只(杯中有水)，針，細(xì)橡皮管，要求估測石蠟塊的密度。只要我們多動腦筋同一課題可以有多種設(shè)計(jì)方案，而這樣卻大大調(diào)動學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的積極性和提高學(xué)生發(fā)散性思維能力。
創(chuàng)造性教育期望的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心和旺盛的求知欲，培養(yǎng)開拓的精神和創(chuàng)新能力。由于實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)藏著極其活躍的因素，隨時(shí)會出現(xiàn)許多意想不到的問題，對于活化學(xué)生學(xué)習(xí)知識和訓(xùn)練思維大有益處。使它成為中學(xué)物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生開拓意識和創(chuàng)新能力的重要途徑。而物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能更有效地培養(yǎng)學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲，能創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生認(rèn)識規(guī)律的學(xué)習(xí)環(huán)境，更好地訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法和培養(yǎng)各種能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素質(zhì)。 2 常見的物理實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法
如何使實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)確定的目標(biāo)，其中蘊(yùn)含的大量的科學(xué)方法，我們必須給予足夠的重視，并且滲透到教學(xué)活動中去，適時(shí)向?qū)W生介紹、點(diǎn)撥，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中去體驗(yàn)，逐步提高學(xué)生科學(xué)探究能力。下面，就物理實(shí)驗(yàn)中的常用的幾種科學(xué)方法做以下分析和總結(jié)。
2.1 控制變量法
控制變量法是高等師范學(xué)院在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，比較常用的一種方法。通常是為了研究出一種物理量與其他影響因素之間的關(guān)系，并且人為的把除了這一因素外的其他因素控制起來，然后進(jìn)行研究和分析，得出結(jié)果。
2.2 等效替代法
等效替代法主要是指的有些研究對象因?yàn)樽陨淼南拗?，很難直接獲得其物理本質(zhì)，就需要尋找替代品，通過和這種物品有相似或者相同特征的物品來代替。這種科學(xué)方法比較容易被學(xué)生接受，簡單易懂，教學(xué)的效果很不錯(cuò)。
2.3 轉(zhuǎn)換法
有的物理量不便于直接測量，有的物理現(xiàn)象不便于直接觀察，通過轉(zhuǎn)換為容易測量到與之相等或與之相關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象，從而獲得結(jié)論的方法。譬如，在研究電熱的功率與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，電流通過阻值不等的兩根電阻絲產(chǎn)生的熱量無法直接觀測和比較，而我們通過轉(zhuǎn)換為讓煤油吸熱，觀察煤油溫度變化情況，從而推導(dǎo)出哪個(gè)電阻放熱多。
在高師物理實(shí)驗(yàn)中，利用軟細(xì)繩測量地圖上鐵路線上的長度、刻度尺和三角板配合測量硬幣的直徑、圓錐的高等，都運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法的思想。
2.4 類比法
類比法是一種科學(xué)的推理方法?？梢杂妙惐确▽⒁恍┠：母拍罱忉尩暮唵蚊髁?，主要是通過一個(gè)比較熟悉的對象，去了解另外一個(gè)與之有相似特征的對象。
2.5 平衡摩擦法
在物理實(shí)驗(yàn)中，摩擦是不可避免的。我們可以通過平衡摩擦法來降低或消除摩擦帶來的影響。
2.6 圖象法
圖象是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，用來表示一個(gè)量隨另一個(gè)量的變化關(guān)系，很直觀。由于物理學(xué)中經(jīng)常要研究一個(gè)物理量隨另一個(gè)物理量的變化情況，因此圖象在物理中有著廣泛的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用圖象來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究內(nèi)在的物理規(guī)律，具有獨(dú)特之處。
2.7 理想化方法
理想化方法是指在物理教學(xué)中通過想象建立模型和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的一種科學(xué)方法。可分為理想化模型和理想化實(shí)驗(yàn)。理想化實(shí)驗(yàn)是一種科學(xué)的抽象方法。它既要以實(shí)驗(yàn)事實(shí)作基礎(chǔ)，但又不能直接由實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論。
3 結(jié)語
總之，在高師物理實(shí)驗(yàn)中，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件的控制到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理各個(gè)環(huán)節(jié)都蘊(yùn)含著許多科學(xué)方法，我們既不能視而不見忽視它，又不能唯方法講方法，要時(shí)時(shí)做有心人，把握時(shí)機(jī)，把科學(xué)方法滲透到教學(xué)活動中，讓學(xué)生領(lǐng)會這些科學(xué)方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)品質(zhì)、創(chuàng)造性思維和探索能力，對提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)造性精神具有十分重要的作用，只有教師充分認(rèn)識到這一點(diǎn)，并在教學(xué)中有意識地對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育，將使學(xué)生受益終生。只有掌握了科學(xué)方法才能科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
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作者簡介：
肖永(1976-)，男，江蘇宿遷人，高級講師，現(xiàn)在宿遷高等師范學(xué)校從事物理教學(xué)工作。
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