初中科学推理法大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇初中科学推理法范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

一、新课标下初中科学教学思路上选择和创新

想要取得初中科学课堂教学的良好效果，最首要需要解决的问题就是要认识到教学的主体是学生而非是教师，教师在实际的教学当中可以采用多种形式的教学思路，例如自主究式学习，合作式学习，先学后教模式等等。

例如，在最初的科学学中对于杠杆的定义这一知识点传授时，传统教学方式往往直接通知同学们标记书上的：科学学上定义的杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒。这一定义，而这样的抽象概念很难同学们所理解，作为科学学的基础入门概念，这一概念不能生动理解对于同学们对于科学学的学习热情和探索精神是很大的打击。以学生学习为主的课堂可以在课前要求同学们准备日常用的剪刀、观察买菜使用的杆秤、家庭工具当中的镊子、羊角锤、喜欢运动的同学使用的滑轮和轮轴等，这样在教学过程当中学生会通过实物自然而言的理解就记住了这一概念。

二、新课标下初中科学课堂教学上教学方法的选择和创新

1.实验法。实验科学产生和发展的基础，同时也是科学教学的一个十分重要的环节，因此脱离实验的初中科学教学是失败的教学，尽管很多初中科学的理论已经是已有理论，对于教师而言很容易理解，但是对于刚刚接触科学这门课程的同学而言都是概念混乱而难以理解的。以《凸透镜的成像规律》这节课程为例，凸透镜的成像规律在焦点内外是不同的，不同情况下会有清晰和模糊不同的成像，成像的倒正在不同情况下也有所不同，成为中考的一个热门的考点，然而仅仅凭借书本上的描述学生很难真正理解和记忆，考试时题型一旦稍有变动或者更加“活”的实际问题提出的时候，做过实验的同学往往会根据自己实验的经历从更加客观的角度来分析，要没有参与过实验的同学想象实验过程以及其中遇到的问题难度明显更大。如在探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关的实验中：某同学通过科学知识的学习，知道放大镜就是凸透镜.在活动课中，他用放大镜靠近自己的手指观察，看到手指_______的像；再用放大镜观察远处的房屋，看到房屋_______的像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）。做过实验与没做过实验的同学相比正确率相差还是很大的。学生对于实验的亲身参与、亲身得出结论甚至于亲身遇到问题，都有利于其更加清晰透彻的理解课本上的知识和概念，从而更加从容的应对考试更重要的是更加严谨的建立自己的科学知识结构，打下坚实的理论基础。

2.比较法。比较的思维方式在科学这门学科当中的应用也是十分的广泛，跟所有学科一样，比较异同的方法会让同学更好地理解两种概念，对于知识的掌握更加灵活和坚实。例如下题：将光和声对比，下列说法中错误的是（）

A.声和光都具有能量，并且都会造成污染B.声和光都能够传播并且有反射的现象

C.声和光都在真空中以一定速度传播但是光速要大很多

D.声和光都能够传播信息

这样的对比题型就会经常出现在选择题当中，如果在教学过程当中总结对比两者的知识点异同，就会得到更好地教学效果。

3.类比法。由于科学学科有其抽象性，但是又有源于生活的本质，如果能够将理论与日常的生活现象进行比喻，以及凸透镜成像的时候比喻为人眼，能够更好地理解概念并且联系到生活。例如电流是抽象的物理概念，如果用水流来进行类比，学生可能更容易理解其本质。如果教学过程当中充分利用类似的比喻，同学们不仅会觉得生动形象而且还会更加有利于发展学生的想象力有利于其思维锻炼。

4.等效替代法。如串联电路的电阻用总电阻代替，家庭电路中线路中的电阻可用串联一个定值电阻代替。

5.模型法。具体的应用实践可以用 于光线、磁感线一节，表示光线、磁感线都可用带箭头的直线或曲线表示.同时也可以用于杠杆的概念一节课中，如右图：将一个方形物体推转90度，怎样推所用的力最小？可将该物体看作一个杠杆，推力最小，力臂最大，右下角是支点，离支点最远的点左上角是推力的作用点，过这一点沿对角线垂直的方向用力最小。这样的教学方式可以让同学们更加深刻的了解深刻的科学概念，化抽象为具体。

6.转换法：如在中考热点题――判断划船的桨是什么类型的杠杆时，由于支点、动力臂与阻力臂难以确定，可根据划船时人移动的距离小于桨移动的距离确定省了距离，即是费力杠杆。这样的转化法可以令同学们充分加强对于概念的理解从而解题思路更加清晰。

篇（2）

初中科学属于自然科学的范畴，实验是初中科学研究的重要方法。实验者在进行实验时，就是按照研究目的，利用一定的手段去控制和干预研究对象或研究过程中的某些因素。但是自然界中许多现象是人们难以直接控制和干预的，如被研究的对象在时间上或空间上极为遥远。因此必须采取模拟的方法，即通过模拟实验才能进行。那么，笔者从以下几方面谈谈模拟实验在初中科学教学中的应用。

一、 模拟实验的概念

初中科学是一门实验科学，科学实验是探索自然现象的奥秘，揭示自然规律的一种重要方法。但是，有些科学实验由于受到一些特殊因素的制约，不能或不许直接对研究对象进行实际实验。在这种情况下，为了获得对研究对象的认识，以揭示其本质和规律，我们可以通过模拟的方法制成研究对象的模型，然后模拟研究对象的实际情况，在模型上进行实验，这样的实验就叫做模拟实验。

科学史上曾有过许多著名的模拟实验，如1953年，美国学者米勒等人模拟原始地球条件，在实验室内用甲烷、氨、氢、水蒸气等物质制成了氨基酸等有机物，从而证明了生命起源过程的第一阶段是完全能够发生的；又如，为了深入研究生态系统的结构和功能，美国科学家于1984年开始兴建一个完全封闭的生态实验室。由于这个实验室是模拟生物圈的结构和功能而建造的，因此叫做“生物圈2号”。1993年1月，8位科学家进入这个实验室进行实验。上面所举的两个例子说明，模拟实验是进行科学研究的一种基本方法。

二、 模拟实验的特点和一般过程

同直接实验相比，模拟实验具有如下特点：（1）模拟实验直接作用于模型而非实际的研究对象（原型）。（2）模拟实验根据的是相似性原理：模型和研究对象之间具有相似性，模型所处的实验条件与研究对象所处的实际条件也是极为相似的。（3）要运用类比推理的方法，将模拟实验的结果类推到原型上去，以揭示研究对象的本质和规律。正是由于这三个特点，决定了模拟实验的实验过程不同于一般的直接实验。下面结合实例加以说明。

众所周知，绿色植物堪称为“自动的空气净化器”，能吸收二氧化碳和放出氧气，这是地球上所有动物和人类赖以生存的基本前提，因而有些园艺爱好者习惯于夜晚临睡前在自己的卧室内摆放较多的绿色盆景，以提高室内氧气的含量。你认为这种做法是否恰当？为什么？请利用下面提供的实验材料和用具设计一个简单的实验来证明你的观点。

实验材料和用具：校园内的桂花树、广口瓶、火柴、纸张。

在阅读题目时，在我们的脑海中一定会浮现这样一幅画面：

夜晚，在一间较为封闭的卧室内，摆放着很多绿色盆景，室内没有灯光，一名园艺爱好者正在睡觉。此时室内的氧气含量是否一定比不放绿色盆景时高呢？要想回答这一问题，必须进行对比实验，测定两种情况（放绿色盆景和不放绿色盆景）下的氧气含量。然而在真实场景下进行直接实验不易控制实验条件，得到的结果没有说服力。因此，我们只能利用题目提供的实验材料和用具，做一个模拟实验，根据模拟实验的结果回答问题。那么，该怎样进行这个模拟实验呢？

（一）选择和建立研究对象（原型）的模型

无论是直接实验还是模拟实验，实验之前都要明确实验目的和实验原理，配齐实验仪器和设备等。除此之外，模拟实验还有一个重要步骤，那就是要选择原型，然后依据原型的特点，按照相似性原理并运用类比推理法选择或建造与原型在结构上相似或功能上相似的事物作为实验模型，在此基础上再对模型进行实验。建立科学和正确的模型，这是进行模拟实验的基础，是实验成败的关键，这也是由模拟实验的特点所决定的。

上述实验所呈现出的画面就是本实验的原型，我们要根据原型建立模型：

根据题目提供的材料用具，可以用一个封闭的广口瓶来模拟园艺爱好者的卧室；但不能用整棵桂花树来模拟园艺爱好者的盆景，因为广口瓶太小，容不下整棵桂花树，看来要用活的桂花树的树叶来模拟画面中的盆景；题目中没有实验动物可以用来模拟园艺爱好者，只能用纸张的燃烧情况来检验氧气的含量变化。一个封闭的广口瓶，瓶内放入一些新鲜的桂花树叶片，用燃烧的纸张来检验氧气的含量，研究对象的模型就这样建立起来了。由于要进行对比实验，所以还要有一个相同的装置，并放入与装置一中同样多、大小相同的晒干的桂花树叶片，以便进行对照。

（二）将模型置于与原型相似的条件下进行实验

严格控制实验条件，要让模型与原型所处的实验条件尽可能相同或相似，只有这样，才能把从模型上获取的信息可靠地、有效地类推到原型上去。

例题中的原型是在黑暗的卧室中，没有灯光，因此我们要把两个装置（即模型）放在暗处大约24小时。

（三）将模拟实验的结果类推到原型上

观察实验现象，根据实验结果分析并得出实验结论，这是科学实验的几个重要步骤。但对于模拟实验而有，在结果处理阶段，除了要对模型实验的结果进行分析、处理之外，还要将模型实验的结果类推到原型上去。

上题的实验结果是：将纸张制成可点燃的纸棒，24小时后，用火柴点燃纸棒，分别伸入两个广口瓶中，装置1中的纸棒很快熄灭，装置2中的纸棒能燃烧较长时间。实验表明：装置1中的氧气含量低，而装置2中的氧气含量较高。

由于模型与原型具有相似性，并且模型所处的条件与原型所处的条件基本相同，因此，我们可以把模拟实验的结果类推到原型上，得出结论，即夜晚临睡前，园艺爱好者在白己的卧室内摆放较多的绿色盆景，室内氧气的含量不仅不会提高，反而会下降。究其原因，是由于在黑暗的卧室内，绿色植物不能进行光合作用制造氧气，但此时植物细胞仍要进行有氧呼吸消耗室内氧气，致使室内氧气含量下降。因此，园艺爱好者的做法是不恰当的。通过上述模拟实验，我们解决了看似复杂的实际问题。

三、模拟实验在科学教学中的作用

（一）利用模拟实验培养学生的科学思维能力和科学探究能力

随着教育改革的不断深入及新课程标准的逐步实施，对学生的科学素养和科学探究能力的培养被摆在了日益重要的位置。如模拟“噪声污染及其控制”实验，其实是在模拟噪声污染对人类造成哪些严重危害，通过该实验既能增强学生的环境保护意识，又可以培养学生的科学探究能力，提高他们的科学素养。在学生实验中增添了模拟实验或让学生制作模型，这在以前是从来没有过的。这些模拟实验或模拟原型建立模型的实验，对训练学生的科学思维能力和培养学生的科学探究能力是十分有用的。

（二）利用模拟实验突破教学难点

在教学过程中，对于一些难点知识，有时可以通过一个简单的模拟实验加以突破。

例如，在“水的组成”一节中，学生普遍认为“一个水分子是由两个氢原子和一个氧子构成”这个概念较抽象、较难理解。为了突破教学难点，我设计了一个简单的模拟实验：取两个不同颜色橡皮泥，把其中一个橡皮泥做成一个较大橡皮泥球来表示氧原子，把另一个橡皮泥做成两个较小橡皮泥球来表示氢原子，然后把他们粘在一起来表示一个水分子模型，接着把他们拆开再重新组合这一过程来表示电解水的过程。通过这个模拟实验，学生才真正理解并掌握了这个概念，难点因此而突破。

（三）通过模拟实验及模型的制作，培养学生的创新能力

创新能力是一个人根据当前的知识和经验，加工、处理并有机迁移或整合，创造出新知识或新技术的能力。创新能力分为知识创新和技术创新，在初中科学教学中应该充分利用模拟实验及构建模型的机会来培养学生的创造能力。如制作潜水艇浮沉模拟实验时，可就如下问题进行个性化的讨论：1、制作模型的选材还可以有哪些？2、物体沉浮条件与哪些因素关？3、物体沉浮条件还有哪些应用？通过上述问题可以使学生在制作潜水艇浮沉模型实验时，加深对物体沉浮条件的理解，又激发学生学习兴趣。同时，制作的过程，也是学生根据自己所获取的知识进行创新的过程。

综上所述，无论是进行科学研究，还是进行初中科学教学，模拟实验都是一种非常有用的研究方法。在教学过程中，如果能够适当运用，对突破教学难点，对提高学生学习兴趣，对培养学生的科学探究能力、科学思维能力和科学实践能力将会起到积极的推动作用。

参考文献

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中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）18-0109-03

初中科学课程标准要求在科学教学过程中融入方法论的教育，重视“传道”，传授科学的研究方法。在分析科学问题时总是同时贯穿着某种具体的思考方法。如观察法、实验法、数学法、分析与综合法、归纳与演绎法、类比法、理想模型法、量纲分析法、对称性分析、对应原理的应用、数量级估算等。在科学教学过程中，对学生进行科学方法的讲解与训练，让学生容易轻松地习得各种各样的有效科学方法和思想方法，不但可以使学生掌握正确的思想方法和工作方法，提高科学素养和科学鉴赏力，还缩短了时间，提高了学习效率，更加重要的是让学生进一步掌握获取知识的方法，为学生的终身学习和终身发展服务，从而出现初中科学领域中“万紫千红总是春”的壮美景观！

一、在探究教学的各个环节中始终坚持渗透科学方法教育

1.在“提出问题”中渗透科学方法教育。当学生提出问题时，教师要尽可能帮助展现发现问题的思路，渗透发现问题的科学方法，让学生懂得问题是怎样被发现和提出的，让学生学会自己提出问题。教师循循善诱，引导学生掌握尽可能多的关于提出问题的科学方法，常用的科学方法有观察法、联想法、比较法、推理法和实验法等。

（1）观察法。它指通过让学生观察实物、录像、挂图、实验现象等，提出可能与教学相关的有价值的问题。例如在学生探究凸透镜成像规律时，教师只要先演示凸透镜成像实验的几种现象，即移动光屏和蜡烛，让学生看到放大的像、缩小的像等。然后教师就可以提问:“你们看到了什么？由此想知道什么问题吗？”学生就有可能提出：怎样才能得到放大的像？怎样才能得到缩小的像？像为什么是倒立的？像的大小与什么因素有关？用凹透镜行吗？诸多问题，不一而足。观察法和实验法是紧密联系在一起的，一般来讲，先进行实验，再在实验中进行观察。

（2）联想法。它是指让学生对身边某个比较熟悉的物体、现象、情境或知识产生联想，提出问题。如学生在探究浮力与哪些因素有关时，教师先提问:“通常不会游泳的人能不依靠任何外力躺在水面看报纸吗？”学生的第一回答就是：“不能。”然后教师播放了游客躺在死海上看报纸的片段，再提问：“为什么人能独自自由地躺在死海上看报纸呢？”学生自然就想到:“浮力是否与液体的密度有关呢？”

（3）比较法。是指让学生通过比较几个相关而又有区别的现象和事例，从中发现问题，提出问题。例如在探究电流的热效应与电阻的大小关系时，可这样来引导学生提出问题：①教师可先出示这样两个实例：一是灯泡接入电路时，灯泡热，与灯泡相连的导线却不怎么热；二是与大功率电炉相连的导线为什么显著发热。②让学生通过比较、讨论两个实例提出问题：电流产生的热量与哪些因素有关？电流产生的热量是不是与电流和电阻有关？电流产生的热量除与电流、电阻有关外，还与其他什么因素有关？

教师作为教学的引导者、激励者，在运用各种科学方法引导学生提出问题时，一方面应鼓励学生大胆提出问题，即使学生提出的问题是幼稚的甚至是错误的，教师也要对这种积极的态度给予肯定和表扬：另一方面注重科学方法教育，让学生自己学会提出问题。

2.在“猜想与假设”中渗透科学方法教育。猜想与假设是科学探究的核心环节，它能使探究者明确探究方向，有目的、有计划地进行探究，在探究过程中起导向的作用。猜想和假设也不是随便地进行的，正确的猜想和假设应该建立在客观的现象和事实上，要求学生说出自己的猜想和假设的依据。所以，教师首先要会引导学生进行科学的猜想假设。引导学生猜想时，通常有以下科学方法的运用：

（1）分析比较法。例如，在教学“汽化”这一章节的内容时，可以这样引导学生进行猜想：①教师用湿的酒精棉球在黑板上画出相隔一定距离、大小一样的圆，其中一个圆用红外灯照射，让学生观察哪个圆干得更快。②学生观察到用红外灯照射的哪个圆干得快。③教师：“根据观察的现象进行分析，蒸发的快慢可能与什么因素有关，有什么关系？请你猜想。教师让学生通过实验观察到有关现象，再在这些现象的基础上进行分析与比较，让学生获得一定的感性认识，再做出猜想和假设。这样，不仅学生能提出科学的猜想，而且对学生渗透了一定的科学方法的教育。

篇（4）

初中物理教材中，很多物理概念的形成、规律的产生、实验的设计等等，都采用了控制变量法.控制变量法是初中物理知识中最重要最常见的研究方法，同学们一定要认真对待.

例1 （2006年三明）某物理学习小组，选择如图1所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）：

（1） 为了探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系，小组同学应选择图1中的哪两个凸透镜做实验？答：____（选填字母序号）.器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图1的甲、乙所示.

比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越____.

（2） 如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究凸透镜的焦距大小与____的关系.

分析与解答：（1） 探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系时，应选择材料相同的凸透镜，因此应选择A、C两个凸透镜做实验.比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越小（或短）.（2） A、B两个透镜的球形表面弯曲程度相同，但材料不同，因此可以探究凸透镜的焦距大小与材料的关系.

例2 在探究导体的电阻跟哪些因素有关时，某老师引导学生作了如下的猜想：

猜想1：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关；

猜想2：导体的电阻可能跟导体的长度有关；

猜想3：导体的电阻可能跟导体的材料有关.

图2是他们进行实验探究的器材，演示板上固定了四条金属电阻丝.a、b、c长度均是1 m，d的长度是0.5 m；a、b的横截面积相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的横截面积大于a；a、d的材料和横截面积都相同.

（1） 在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟____的两端连接，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根金属丝电阻的大小.

（2） 依次把M、N跟a、d的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、d两根金属丝电阻的大小，可探究电阻跟____的关系，其结论是：____.

（3） 以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法.试根据学过的物理知识再列出两例用这种方法研究的问题：____.

（4） 一般说来，所有物体都有电阻，探究过程中，又有同学提出猜想4：电阻还可能跟温度有关.请用一个废灯泡的灯芯设计一个实验来研究这个问题，要求：① 说出方法；② 画出电路图.

分析与解答：导体的长度、横截面积、材料和温度是本实验中的四个变量，因此，要研究电阻与其中一个变量的关系，需要控制其他三个量不变.

（1） 研究电阻跟横截面积的关系时，应控制长度、材料、温度不变，由题设条件，应依次把M、N跟a、c的两端连接.

（2） a、d的材料、横截面积相同，显见，比较它们电阻的大小，可探究电阻跟长度的关系.其结论是：在导体的材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大（或导体电阻跟长度成正比等）.

（3） 控制变量法应用十分普遍，除此之外还有：研究电流与电压、电阻的关系；研究压强与压力、受力面积的关系等.

（4） 略.

例3 滑动摩擦力在研究相关物体运动情况时起着重要的作用.通过实验探究已经知道，滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关，也与接触面之间的压力有关.有些同学猜想“滑动摩擦力可能还与接触面的大小有关”.请你从以下器材中选出部分器材，设计实验对此猜想进行检验.

器材：a． 斜面 b． 带钩的正方体木块 c． 带钩的长方体木块 d． 表面平整的长木板 e． 几条毛巾 f． 直尺 g． 弹簧测力计 h． 硬纸板

（1） 你所需要的实验器材（用器材前面的字母表示）：____.

（2） 简述主要的实验步骤：____.

分析与解答：本题中提出问题的方法叫“假说”，设计实验的思想是控制变量法.因此在设计实验时，一定要保证接触面粗糙程度和压力不变，仅让接触面的大小发生变化.（1） 实验器材为c、d、g.（2） 实验步骤为：① 将长方体木块平放在水平放置的长木板上，用弹簧测力计拉着它匀速前进，观察并记录这时弹簧测力计的示数；② 将长方体木块侧放在长木板上，用弹簧测力计拉着它匀速前进，观察并记录这时弹簧测力计的示数；③ 比较两次弹簧测力计的示数，即可初步检验上述猜想；④ 重复几次上述3个步骤.

在初中物理课本中，用到控制变量法的实验比较多，例如：

1． 研究滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度的关系；

2． 研究物体的动能的大小与质量和速度的关系；

3． 研究压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小的关系；

4． 研究电磁铁的磁性与线圈的匝数和电流大小的关系；

5． 研究导体电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积的关系；

6． 研究电流与电压、电阻的关系（即欧姆定律）；

7． 研究不同物质的吸热能力.

在研究看不见的物质或现象时，可以通过研究该物质或现象所产生的可见的效果，由此进一步分析物质或现象，这种方法叫转换法.值得注意的是，等效替代法虽然也包含有转换法的思想，但其研究主体已发生转移，而转换法则是通过研究主体所产生的效果来上溯其原因的一种研究方法.

例4 在体育课上练习投掷铅球时，小楠想借此探究重力势能的大小与哪些因素有关．请你帮他完成设计过程.

（1） 你将选择哪些实验器材？

（2） 写出实验步骤.

（3） 说出实验中判断重力势能大小的方法.

分析与解答：此题将同学们所熟悉的体育课场景转化为物理情景，同学们一般会想到利用铅球陷入沙子的深浅程度来判断重力势能的大小，这种方法就是转换法的应用.（1） 质量不同的两个铅球（也可添加刻度尺）.（2） 根据课本知识可知，重力势能的大小与重力和高度有关，所以在设计实验步骤时应考虑这两方面，并注意控制变量法的使用.实验步骤为：① 让同一铅球从不同的高度落下；② 使质量不同的两个铅球从同一高度落下.（3） 观察沙子凹陷程度，凹陷程度越大，则重力势能越大.

例5 （2006年南京）小明和小华做“探究导体电阻大小与长度的关系”的实验.他们准备在图3中的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，忽略灯丝电阻受温度变化的影响，待用电阻丝的规格如下表.

（1） 他们应选择序号为____的两根电阻丝来探究.

（2） 正确选择后，他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间，闭合开关，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小.实验中，两次电流表指针均有偏转，但第二次的示数小于第一次的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的阻值____（填“较大”或“较小”），同时小华发现第二次实验中灯泡不亮，你认为原因是____.

（3） 以上（2）中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到，以下描述中能体现这种方法的是（）.

A． 水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流

B． 根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态

C． 通过观察木块被运动物体撞击后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小

D． 研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同

（4） 科学研究表明：在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下，导体电阻的大小与长度成正比.你认为他们用上述（2）中的方案能否得到这个结论？请用欧姆定律加以解释.

（5） 若电流表损坏，换用一只电压表，仍然利用上述器材来探究导体电阻的大小与长度是否成正比，请画出一个能反映该实验原理的电路图.（电阻丝用电阻符号表示，导线根数不限）

分析与解答：此题考查设计实验、分析与论证、评估等方面的能力.在第（3）问中用到了转换法.另外在设计探究过程中，还应注意控制变量法这一最常用物理研究方法的应用.（1） 因为是“探究导体电阻大小与长度的关系”，所以应选择序号为2和4的两根电阻丝.（2） 由于第二次电流表的示数变小了，说明第二次接入电路的电阻丝的阻值较大；第二次实验中灯泡不亮，是因为灯泡两端的电压太小，实际功率太小，不足以发光.（3） 此实验中判断电阻大小关系的方法用到了转换法，只有选项C用到了这种方法.（4） 不能得到这个结论.根据欧姆定律可知，在电压一定的条件下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，而此方案不能控制电阻丝两端的电压一定.（5） 如图4.

在初中物理课本中，用到转换法的实验比较多，例如：

1. 利用小球的振动来判断发声体在振动；

2. 判断电路中是否有电流时，可通过电路中的灯泡是否发光去确定；

3. 通过扩散现象研究分子的热运动；

4. 电磁铁的磁性强弱可通过它吸引大头针的多少来确定；

5. 判断磁场是否存在时，可用小磁针放在其中看是否转动来判断；

6. 利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果；

7. 根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小.

将某个物理量、物理装置、物理状态（或过程），用另外一个物理量、物理装置、物理状态（或过程）来替代，得到同样的结论，这种方法叫“等效替代法”.在间接测量中，有许多物理量的测量都利用了等效替代法.

例6 （2007年大连）图5是探究平面镜成像规律的实验装置.

（1） 用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于____.

（2） 如果有3 mm厚和2 mm厚的两块玻璃板，应选择____mm厚的玻璃板做实验.

（3） 如果玻璃板没有放正，将对实验产生什么影响？____.

（4） 使点燃的蜡烛在两个不同的位置，分别测出了物距和像距相等的两组数据，得出实验结论之一：“像距与物距相等”.你认为这种方法是否合理？____.理由是：____.

分析与解答：“探究平面镜成像的规律”是光学中的一个重要实验，该实验中为了明确像和物体的大小、距离等关系，用到了等效替代法，即用一根同样大小的未点燃的蜡烛和玻璃后面已燃蜡烛的像去重合，从而替代已燃蜡烛的像.在第（1）问中用玻璃板代替平面镜，主要是为了看到玻璃板后面的蜡烛.在第（2）问中，由于玻璃板的两个表面都会成像，实验中应尽量选择较薄的玻璃，减小两个像的距离，从而减小误差.在第（3）问中，如果玻璃板没有放正，倾斜了，所成的像在白纸上方或下方，不利于找到像的位置.在第（4）问中，寻找规律时一般最少有三组数据.答案是：（1） 透过玻璃看到像，进而找到并画出像的位置 （2） 2 （3） 有可能找不到像 （4） 不合理 两组数据太少

例7 （2007年玉溪）“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他把船上的大象换成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果（船体浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石头的重.人们把这种方法叫“等效替代法”.请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题.

【探究目的】粗略测量待测电阻Rx的值.

【探究器材】待测电阻Rx、一个标准的电阻箱（符号为）、若干开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表（电流表量程足够大）．

【设计实验和进行实验】

（1） 画出你设计的实验电路图.

（2） 将下面的实验步骤补充完整，并用字母表示需要测出的物理量.

第一步：开关断开，并按设计的电路图连接电路；____.

（3） 写出Rx的表达式：Rx=____.

分析与解答：题中明确指出用“等效替代法”解决问题，因此设计实验时应设法利用电阻箱的阻值来替代待测电阻的阻值，这是解题的关键.

（1） 电路图如图6所示.（2） 第二步：闭合开关S1，观察并记录电流表的指针偏转位置；第三步：断开开关S1，闭合开关S2，调节电阻箱电阻大小，观察电流表的指针，使它指向前面记录的位置；第四步：读出此时电阻箱电阻大小R.（3） Rx＝R.

在初中物理课本中，用到等效替代法的实验有：

1. 探究多个用电器组成的串、并联电路的总电阻；

2. 测量不规则小块固体的体积时，用它排开水的体积替代固体的体积；

3. 托里拆利实验中，利用水银柱产生的压强与大气压相等测定大气压的数值.

理想模型是物理学中的一个重要的研究方法，运用这种方法的目的，就是为了摒弃次要因素，突出主要因素，对实际问题进行理想化、简单化处理，从而方便对物理本质的研究.在物理学中，常常把实际研究对象或实际过程抽象成为理想模型或物理模型.

例8 物理学常常把实际的研究对象或实际的过程抽象成物理模型.如用铡刀铡草时，可以把铡刀看做是一个能够绕轴转动的硬杆，而不必考虑刀的形状、刀的材质，在物理学中把它称为“杠杆”，这时“杠杆”就是铡刀的物理模型.汛期，江河中的水有时会透过大坝的底层从坝外的地面冒出来，形成“管涌”.初中物理讲过的什么装置可以作为“管涌”的物理模型？自行车的车把可以控制车的方向，它的物理模型又是什么？

分析与解答：江河中的水有时会透过大坝的底层从坝外的地面冒出来，说明大坝的底层有洞穴连通，所以管涌的物理模型是连通器.当转动自行车的车把时，可以使车把和车子的前叉一起转动，达到控制方向的作用，车把和前叉构成一个轮轴.

在初中物理课本中，用到理想模型法的实验有：

1． 在研究磁场的分布时，引入磁感线；

2. 在研究光的传播路径和方向时，引入光线；

3. 将光滑表面看做是没有摩擦的理想表面；

4. “电流表”、“电压表”也是一种理想模型，在实际应用时，不考虑电流表本身的电阻对电路的影响；而电压表在接入电路时，则认为其“断路”.

在研究某些较为抽象的物理问题时，往往用具体的、形象的事物来进行类比说明，找出共性的特点，使得被研究对象变得易于理解，这种方法叫做类比法.进行类比的两个对象应具备较多的共同点或相似之处.

例9 自从汤姆逊发现了电子，人们开始研究原子内部结构.科学家提出了许多原子结构的模型，在20世纪上半叶，最为大家接受的原子结构与图7中哪个图最相似？（）

分析与解答：此题考查对原子内部结构的掌握情况.原子由原子核与电子组成，其中原子核位于原子的中央，电子在周围绕原子核高速运动.因此原子的结构与太阳系的结构最为相似，在理解原子的结构时可以类比太阳系的结构.正确答案是D.

在初中物理课本中，用到类比法的还有：

1. 用水波类比声波；

2. 在学习电流时，将它比作水流；

3. 在研究分子的作用力时，用弹簧的作用力进行类比.

推理法是在大量可靠事实的基础上，以实际的实验过程为原形，通过合理的推理总结出结论，从而深刻地揭示物理规律的本质.这种方法是物理学中进行研究的一种重要方法.

例10 图8所示是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有：

① 减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度.

② 两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面.

③ 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动.

④ 如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度.

（1） 请将上述步骤按照正确的顺序排列：____（只要填写序号）.

（2） 在上述设想步骤中，有的属于可靠事实，有的则是理想化的推论.下面关于这些事实和推论的分类正确的是（）.

A. ①是事实，②③④是推论

B． ②是事实，①③④是推论

C. ③是事实，①②④是推论

D． ④是事实，①②③是推论

分析与解答：（1） 分析实验过程，可得出正确的顺序排列是②④①③；（2） 步骤②中的现象是可以观察到的事实，而步骤①、③、④中的结论都必须建立在光滑斜面的基础上，所以这些步骤是推论.正确选项是B.

此题用到了控制变量法、理想模型法和推理法.步骤③中讲到“继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动”，这一过程是在前面三个步骤（即步骤②④①）的基础上通过合理的推理得出的，这里用到了推理法.

在初中物理课本中，用到推理法的过程不多，例如：

1. 研究真空中不能传声；

2. 研究牛顿第一定律.

借助于图象来研究物理问题，是物理学中对数据进行处理的常用方法，目的是使问题形象化.作图最基本的方法是描点法，即在坐标系中，先找出对应的点，用平滑的曲线（或直线）连接各点，从而直观地反映出物理量之间的变化.

例11 某初中科技活动小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计，他们选了甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试，绘出如图9所示的图象，图中只有OA段和OB段是弹性形变.若他们要制作量程较大的弹簧测力计，应选用弹簧____；若要制作精确程度较高的弹簧测力计，应选用弹簧____.从图象中你还可以获得的信息有：____.

分析与解答：此题应结合图象与弹簧的有关性质综合分析.从图象中可以看出，在弹性限度内，弹簧乙所能承受的拉力更大，所以要制作量程较大的弹簧测力计，应选用弹簧乙；在受到相同的拉力时，弹簧甲的伸长量更大，所以要制作精确程度较高的弹簧测力计，应选用弹簧甲，因为它的刻度间隔大.从图象中还可以获得的信息有：在弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比.

例12 在“观察水的沸腾”实验中，当水温升到90 ℃时，随着加热过程，每隔1 min记录一次水的温度.某同学记录的数据如下表.

（1） 根据记录，在图10中画出水的沸腾图象.

（2） 试根据实验现象归纳水沸腾时的特点：____.

分析与解答：根据实验数据，采用描点法作出水的沸腾图象可直观地反映出水温随时间变化的特点.（1） 见图11.（2） 水沸腾时的特点有：由液体变为气体；沸腾时继续吸热；沸腾时水的温度保持不变等.

在初中物理课本中，用到图象法的过程较多，例如：

1. 研究固体的熔化过程；

2. 研究水的沸腾过程的特点；

3. 研究同种物质质量与体积的关系；

4. 研究重力与质量的关系.

归纳与分类是研究事物的重要方法之一.在物理实验中，经常要对实验现象或实验数据进行归纳总结，比如上例中的第（2）问，就用到了归纳法.对于要分类的事物，应当进行仔细的分析，找到它们之间相同之处与不同的特点，就不难正确地进行分类了.归纳与分类是科学研究中最常用的方法，归纳与分类往往是从事物的某一特征出发，而不能有双重标准.

例13 有下列光学器具：照相机、潜望镜、幻灯机、穿衣镜、放大镜、牙医内窥镜.可以把它们分成两类：

一类包括____，其特征为____.二类包括____，其特征为____.

篇（5）

《物理课程标准》中指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一.将科学探究列入学习目标，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神.”可见，探究活动除了能够改革教学过程，完善教学方式之外，还能够培养学生各方面的能力.

一、培养学生观察能力和提出问题的能力

进行科学探究的前提是先发现并提出问题，再围绕探究的问题展开深层次的探究活动，使探究过程沿着明确的方向进行合理的猜想和假设.如果没有细心观察发现问题的话，科学探究便无从谈起.对于初学物理的学生来讲，一开始就要求他们从物理现象中发现并提出具有探究价值又具体明确的物理问题是相当不易的.因此，教师在教学过程中要多创设一些适合学生发现问题，符合认知水平的教学情境，并要适时引导学生逐渐向预定的问题方向思考，通过示范演示，逐步让学生学会提出问题.

如，在“压强”教学中，让学生先观察这样的情景：一人先后穿两双不同的鞋子（一双平底鞋，一双高跟鞋）在同一沙滩上散步，对身后沙地上的鞋印进行放大对比，很明显的观察到平底鞋的鞋印宽而浅，高跟鞋后跟的印痕却窄而深.通过仔细观察，学生会提出“为什么高跟鞋在沙地上的压痕比平跟鞋的深？”的问题，这时初步目标确定，教师再适时引导，把通过观察到的现象直接问题化的表达方式转化成具体的科学问题，明确探究的方向.

二、培养学生的实践能力

物理学是一门以实验教学为基础的学科.初中物理实验的设计尽可能让学生从多角度、多方位、多层次去思考并解决问题，使学生勇于创新，不局限于传统思维定势的束缚，敢于打破常规，积极思考找出解决问题的多种方法.探究式教学明确指出，要给学生多创造亲自动手实验的机会，让学生带着对实验现象的疑惑和问题投入到实验探究中去，在实验中培养学生动手能力、解决问题的能力等.

如，在“测量盐水密度”实验中，让学生按照实验目的和要求自行设计实验步骤并完成实验，计算出盐水的密度，交流讨论时细心的学生会发现当将杯中盐水倒入量筒中进行体积测量时，有部分盐水沾在了杯的内表面，使得所测的体积值与真实值有偏差，从而对实验进行完善，对方案二的理解也更加透彻.通过亲身实践，让他们在相互纠错、自我纠错的过程中找到解决问题的方法，体验成功的喜悦，逐渐掌握基本的实验操作技能，学会观察实验现象和记录实验数据，培养学生的判断、决策能力，逐渐增强安全操作意识，养成严谨认真的科学探究态度.

三、培养学生的思维能力和想象能力

在探究式教学中，学生是主体，教师是主导，教师的主导要恰到好处，既不压抑影响学生的主体性发挥，又能为学生提供最为恰当的帮助，还要给学生提供多渠道的信息资源，让学生从各种信息资源中获取并筛选对探究有用的资源.在教学中，要让学生来唱主角，教师甘当配角，如果教师在课堂上没有给学生自主学习的机会，也没有给他们提供探究的渠道，创新也就无从谈起.

探究式教学提倡学生能自由、自主地思考，大胆提出自己的猜想和假设，根据实验要求对所牵涉的要素与信息进行取舍，围绕提出的问题，广开思路、充分想象，寻找更多解决问题的方案，亲身感知客观世界，增强探索未知世界的信心，教师鼓励学生相互激励、启发、评价、比较，培养学生思维的广阔性和灵活性，激发学生的创新思维能力.

四、培养学生运用科学方法的能力

在进行探究式教学时，不仅要突出科学探究的内容，还要重视探究方法的指导，使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学探究方法的真谛.初中物理常用的探究方法很多，比如：控制变量法、等效替代法、模型法、转换法、图像法、类比法、推理法、比较法等.

如，在“比热容”教学中，在提出“水和砂石吸收相同的热量后，升高的温度可能不同”的猜想后，进行实验设计的关键问题是要考虑水和砂石的升温可能和哪些因素有关：①与吸收的热量有关；②与物质的质量有关.本实验中若要考察温度的升高与不同物质（水或砂石）是否有关，则其它两个量应保持不变，这里渗透着控制变量的思想方法.教师要不断的引导学生通过讨论与交流，完善实验方案，提高运用各种探究方法的意识和能力.

五、培养学生表达、交流、合作的能力

交流与合作是科学探究的一个基本要素.对于每个个体他都有想展示自己才能的愿望，因此，在科学探究中，教师要多给学生提供一些能发表自己观点的机会，鼓励学生之间开展多角度的讨论与交流，这样不仅可以培养学生的表达能力，还可以充分满足学生的愿望，有助于提高学生的自我成功感.通过交流与合作，可以活跃学生的思想，增进彼此间团结合作的精神，还能从中学到他人解决问题的有效策略和方法；通过小组成员间的互动和协作，培养面临困难善于寻找解决问题的能力，有利于团队精神和社会责任意识的建立和完善.

如，在“机械运动”教学中，通过观看挂图提出 “为什么司机说坐在车里的乘客‘没动’，而站在路边的小孩却说乘客‘动的真快’？”，让学生提出猜想，并讨论设计实验方案进行归纳解释.在探究过程中，有的组在课本上放支笔，推动课本移动，分别以桌面、课本、笔作为不同的参照物，观察其它二者的运动情况；有的组两两学生并肩走、超前走、落后走亲身演示，使学生的思维向更宽广的范围拓展.最后经过组组讨论，认识到“相对不同的参照物，物体运动和静止的情况不一定相同.”

科学探究式学习源于科学家的探究，学生经历过探索的过程，对能力的提高、知识的记忆有很大帮助，这就是为什么在物理教学中科学探究具有如此重要的地位.

参考文献：

篇（6）

中国历年来实行的教育模式，即教师讲台上授课，学生讲台下听讲的形式，已经成为许多教育者统一的教育手段，影响了中国大部分人。然而，对于初中物理这样一门实践性较强的科目，在教学时，课堂上还是不可避免地出现了“教师讲、学生听”现象。在这样的教学制度下，中国初中生一般养成了对教材、对教师的依赖性。很少有学生会对教科书提出质疑或者对教师的授课内容提出疑问，他们盲目相信权威，没有自己的想法。学生总是坐在自己的座位上，看着教师在讲台上口若悬河地讲述着教学内容。这样的教学过程主要是要求学生对教学内容接受、理解。但是，事实上，在这样的教育模式下，学生没有机会独立思考，甚至失去了提出意见的权利。因此，这就极大程度上扼杀了学生学习的积极性和主动性，限制了学生思维的多向性。学生在创新思维的指导下提出的观点得不到认可，严重打击了学生的自信心。

二、新课改下物理课堂的要求

在课程改革的新环境下，物理教师不仅要传授给学生物理的基本原理和规律，了解物理的基本思想、方法，掌握物理实验内容，更要注重对学生的智力开发，加强他们的创新思维能力，引导他们将物理知识应用于实际。

1.课堂的计划性

无论是任何一门科目的授课，教师都应该认真、负责地备课，认真研究教学标准、目的及内容。教师的备课过程的详细与否，直接影响教学质量的好坏。教师在走向课室进行授课之前，应该对课堂教学内容有一个整体的把握，拿捏好教学进度，避免对学生进行灌输式的教育，导致学生难以接受课堂内容。

2.课堂的灵活性

在授课过程中，教师可以根据学生的接受程度调整自己的教学进度，提高教学质量水平。物理知识具备严谨性和逻辑性，它需要学生具有一定的想象力。因此，教师应该适当预留时间给学生思考。在课堂上，教师应该充分掌握学生的思想，了解学生是否能够理解教材内容，在课堂中可以穿插一些提问、答疑的环节，使教学更具灵活性。

三、物理课堂渗透创新思想的方法

1.转变学生固有思想

要在新课程改革下实行初中物理教育，在课堂上向学生渗透创新思想是关键。中国教育体制下的初中生，已经把被动接受教学内容视为一种很平常的事。他们大体缺乏一种好奇心以及创新能力。这主要是因为他们在受教育过程中，没有形成一种批判性的思维，而是养成了盲目接受教师安排和教学内容的习惯。要从真正意义上指导学生成为适应新时势要求的人才，初中物理教师应该积极鼓励学生进行抽象性思维，培养他们的创新能力。我们要鼓励学生敢于质疑，激发他们的创新意识。

2.依托生活经验，创设物理情境

物理与我们的生活息息相关。看似平常的生活事物，都可能蕴涵丰富的物理知识。这就为学生提供了大量的现实材料。在物理的学习过程中，我们要合理巧妙地运用身边的事物，激发学生的创新灵感，丰富学生的想象，让他们了解物理、掌握物理。例如，在讲述物体的运动过程时，我们可以引用日常过程中的汽车或者船之类的事例，帮助学生理解。又如，在讲解地心引力过程时，我们可以随手拿起一支粉笔，直接在空中松手，让学生观察粉笔的降落过程。物理教学要灵活运用生活中的一切物体，不能依赖于教材，拘泥于教材。

3.培养学生动手操作能力

在进行实验的探究过程，我们应该适当增加学生自主做实验的机会。在实验教学中，我们不仅要教会学生基本的实验原理，还要正确引导学生探究研究物理问题的实验方法，如“控制变量法”“比较法”以及“推理法”等等。如果有条件，我们更可以让学生自行安排实验内容，设计一套实验步骤，在课堂中进行演示。这样既能较好地引导学生培养自主思考能力、探究能力以及创新能力，又能帮助活跃课堂气氛。这可谓是一举多得。

4.使用多媒体辅助教学

由于物理常常需要学生发挥想象和联想，教师可根据物理讲课的需求，采用多媒体辅助教学，就可以化抽象为具体、化微观为宏观，帮助学生理解物理知识。例如，在讲解“反射定律”时，我们可以采用一些视频教学，在学生的视觉上造成冲击，加速学生对物理知识的吸收。另外，在讲述电场、磁场的微观运动时，多媒体可以通过图文声像并茂，模拟这些现象，让学生观看粒子间的相互作用。我们还可以通过视频向学生介绍物理学家，告诉他们物理学家们是如何发现物理原理的，让他们学习物理学家的创新精神。多媒体辅助教学可以使课堂趣味性加强，激发学生学习兴趣，有效提高教学质量。

5.开展物理课外活动

为了加强学生的创新意识，我们应该根据学生所学的物理知识，开展研究性调查活动，让学生加强课外动手能力。例如，我们可以让学生调查附近家庭的用电情况，通过探究活动提出节电措施。我们还可以开办实验操作比赛活动或者科技制作小发明比赛，丰富学生的生活，同时加强学生对物理知识的了解，促进学生创新能力的培养。

四、结语

总而言之，作为初中物理教师，我们有责任、有义务把学生培养成适应科技发展的人才。我们要在当前的物理教育现状下，大胆创新，积极探索教育新方案，综合培养学生的实践能力和创新能力，不断提高教学质量。我们要发挥学生的主体作用，以学生为本，开展物理课堂教学，激发学生的求知欲望。

参考文献：

[1]吴秋瑛.初中物理实验教学的探究思想[J].中学物理：初中版，2011（29）.

篇（7）

认真学习《课程标准》，仔细研读《泉州市物理中考考试说明》，全面把握中考方向，深入了解各探究实验在中考中的具体要求，以便在复习中做到有的放矢，提高复习效率。这里对《课程标准》与《考试说明》的解读就不一一赘述了。

二、熟练掌握各基本仪器的正确使用方法与读数

历届中考实验探究题的第一小题，都是一些基本仪器的使用与读数。这样的“送分题”我们必须做到稳操胜券，绝不丢分。这些题目的考查主要包括刻度尺、秒表、弹簧测力计、天平、量筒、温度计、电流表、电压表、电度表、电阻箱等基本仪器的使用与读数。

三、熟练掌握并灵活应用四大实验

中考对力、热、光、电各部分重点探究实验的考查可以说是很明确的。

归纳历届泉州市实验中考题，力、热、光、电四大实验考查概率最大为：密度、水的沸腾、凸透镜成像、伏安法测小灯泡的功率。当然，力学实验有时也考杠杆平衡条件、测量滑轮组机械效率、动能与哪些因素有关、压强、浮力等其他实验，热学有时也考查晶体熔化与凝固、比热容等，光学偶尔考查平面镜成像，电学有时考查伏安法测电阻、欧姆定律的探究实验或等效替代法测量未知电阻（2011年泉州）等，甚至还考查了电流表改装电压表的实验（2010年泉州）。当然，我们的复习不可能仅仅局限在概率最大的那几个实验，全面复习才是硬道理。考试说明里有要求的实验我们都要做好充分复习。不过，熟练掌握好四大实验还是前提。

四、注重科学探究方法的学习与应用

《课程标准》提倡以人为本，注重培养学生的科学探究能力。科学探究过程中，“让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生探索精神、实践能力以及创新意识”是《课程标准》对我们科学探究实验提出的新要求。因此，中考实验题里越来越注重这方面的考查。初中科学探究实验里，我们学过多种科学探究方法，有控制变量法、等效替代法、转换法、类比法、理想实验法、理想模型法、猜想法等。另外常用的科学方法还有图像法、归纳法、比较法、演绎法、推理法、想象法、逆向思维法、宏观与微观结合法、累积法以及微分法等。实验考查里的体现如下：

（等效替代法）（2016年泉州）1.小理要测量一个定值电阻R的大小，但他只有一个电压表、一个电源和一个阻值已知的定值电阻Ro，开关和导线若干。请你帮他设计测量的电路图，简要说明测量方法及需测的物理量（并用相应的符号表示），写出计算待测电阻R的表达式。

（归纳法）2.在科学实验时，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行反复多次实验。

①“测量物体的长度”时，多次测量；

②“研究杠杆的平衡”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量；

③“研究串、并联电路的电流特点”时，换用不同定值电阻，多次测量；

④“用电压表和电流表测导体的电阻”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值。

上述实验中寻找普遍规律的是（ ）

A.①② B.①③ C.②③ D.②④

五、注重对实验数据与图像的处理能力的培养

明确实验目的，了解实验原理，会选用合适的器材，并进行规范的、正确的实验操作过程是对实验题最平常的要求了，学会科学地处理实验数据与图像，是当前中考实验题越来越注重的一个方面。数据与图像的处理能力的考查可以是通过数据的分析归纳得出结论，也可以是利用数据做出相应图像再得出结论，或是从图像上获取有效数据做相关的计算。

六、尝试培养对实验误差的分析能力，试着学会对实验进行改进

中考实验题中最难的莫过于对实验误差的分析了，这样的考查分值不多，但体现了学生分析问题、解决问题的能力，是中考得分拉开差距的地方，若能在平时实验题复习中多教给学生分析误差的方法，学生在中考实验题的得分就占优势。而实验往往因为误差而不够完美，所以进一步地改进实验更是得分的难点了。但再难，我们都要学会尝试着进步，只有这样，学生的科学探究能力才能得以拓展与提高。

七、注意初高中知识与方法的衔接与应用

篇（8）

关键词：高职物理教育；科学素养；五年制学前教育专业

对于学前教育专业学生科学素养开展的物理教学活动并不仅仅体现于培养现在的学生这样的单纯意义，还涉及到科学素养会影响到高职物理科学素养的启蒙阶段所给予的质量。但是，在我国学前教育专业的教学中，乃至学生对于物理学习的态度和动机上，都存在着淡化和偏颇的问题。认真梳理和分析这方面的问题，拿出改变现状的对策，在学前教育专业物理教学中加强对学生科学素养的培养是本文聚焦的论题。

1 科学素养标准

学前教育专业学生物理学素养的前提是需要明确所应具备的基本科学素养的标准，标准是尺度，掌握了标准才能够掌握分析学前教育专业学生物理学素养现状的尺度。国际通用的测度本国公众科学素养状况的尺度是看被测度人是否达到了三个基本了解，即对于科学知识、对于科学的研究过程和方法、对于科学技术对社会和人所产生的影响是否达到了基本了解的程度。因而，对于我国学前教育专业学生物理学素养分析是依据这样的标准来进行的。

2 高职物理教育对五年制学前教育专业学生科学素养的作用

当前五年制学前教育专业学生科学素养水平总体偏低。一方面，缺少优秀生源。另一方面，艺术课程在学前教育专业的课程设置上所占比重很大，而物理、化学、生物等理科课时明显被压缩，学科地位被弱化、边缘化，理科课程比重则明显偏小。由于课时被压缩较多，导致学生具备的科学素养水平偏低，使他们难以承担幼儿科学教育之重任。

2.1高职物理教育有助于学生获得必要的自然科学知识。科学知识起着基础性作用，是培养和形成其他要素的载体。《幼儿园教师专业标准（试行）》指出幼儿教师应具有一定的自然科学知识。物理学是自然科学的核心。物理学知识是人类几千年文明传承和积累的结晶，也是现代文明生活和工业生产中不可或缺的基础知识。人类历史上的第一次技术革命是以牛顿建立经典力学体系为背景的，实现了工业生产从手工工具到机械化的转变。第二次技术革命以电力技术为主导，极大地推动了化工技术、钢铁技术、内燃机技术等的发展，创造了巨大的生产力。虽然在初中阶段开设过物理课程，但由于五年制学前教育专业学生生源质量不理想，他们中的多数同学对物理现象、物理原理、物理规律是一知半解，甚至一无所知，很少能对它们有深入透彻的理解。由于基本科学知识的缺乏，特别是物理知识的缺乏，导致幼儿园教师常常不能解释生活中常见的一些物理现象。通过物理教育，把物理知识与身边很多的物理现象紧密联系，将物理知识应用到实际中去。如此，承担着激发幼儿对自然、对科学、对周围世界的兴趣，启迪幼儿心智任务的准幼儿教师在将来指导幼儿科学活动中，对于孩子生活中一些有趣的、有益的现象能深入浅出地做出适当的、科学的解释。因此，在五年制学前教育专业学生知识面的拓宽、视野的开拓、文化素质的提升方面，高职物理教育具有重要的促进作用。

2.2高职物理教育有助于促进学生掌握科学方法。科学方法是科学的认识方式，是科学素养的重要组成要素。科学方法是科学工作者所应掌握的一种复杂的创造性技能，这种技能是人们通过学习不断总结经验而逐步提高和发展的。物理学中具有丰富的科学方法，如观察法、实验法、比较法、控制变量法、等效法、模型法、科学推理法等。观察和实验在物理学中发挥了至关重要的作用。物理学中每个概念的确立，原理和定律的发现，无不有着坚实的实验基础，而每一个成功的实验都建立在细致耐心观察的基础上。比较法，物理学中有许多物理规律具有可比性。在研究平抛物体的运动时，在竖直方向上把它与做自由落体运动的物体比较、在水平方向上把它与沿水平方向做匀速直线运动的物体比较，从而发现平抛运动是竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动的合成。等效法，在物理学中，诸如合力与分力、合运动与分运动、总电阻与各支路电阻以及平均值、有效值等概念都是根据等效的思想引入的。物理学中还有许多科学方法，如比值定义法、归纳法、类比法、积累法、放大法、转换法等。通过高职物理教育，学生能逐步亲身体会、掌握各种科学方法，并用在将来的幼儿科学教育活动中。

2.3高职物理教育有助于学生培养科学意识和科学品质。科学意识和科学品质是科学素养的重要表现形式，其中科学意识包含科学的世界观，在社会生产及生活中有理解和用科学的意识等内容，科学品质主要指科学态度、科学精神以及对科学的兴趣、情感、动机等内容。物理学是一门古老的、基础的学科，从古代物理学发展到经典物理，再发展到现代物理学，它的每一次发现、每一次革命都对人类的发展进步起了不可估量的作用。人类历史上的三次工业革命就是在物理学发展到一定阶段产生重大发明的基础上而发生的。当今物理学已成为现代科学的基础与核心，也是现代前沿技术的先导和源泉。学生能够理性认识科技应用到社会中可能产生的影响，更好地理解科学、技术与社会的关系。在高职物理教育中，学生可以通过物理学史的学习了解到许多科学家刻苦钻研、顽强不屈、严谨认真、勇攀高峰的精神。通过物理学习，学生将受到前辈物理学家们科学精神的感染，对学生培养科学素质和形成良好的科学品质具有重要作用。

总之，高职物理教育在促进学生掌握必要的自然科学知识、提高多方面能力、掌握科学方法、培养科学意识和科学品质方面都能发挥很好的甚至是独特的作用，这对提升五年制学前教育专业学生科学素养有着重要的作用。

参考文献：

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培根说:“读史使人明智。”科学史在科学教育中的价值,得到了全世界科学教育工作者中的认同。科学史独特的教育教学价值在于:科学史可以促进学生对科学本质的理解,促进学生对科学知识的建构,激发学生学习科学的兴趣,提升学生的人文素养,培养学生的批判精神。将科学史融入科学课堂教学,是教学的重要的方向。但目前教科书的编制没能有效地反映科学史的真实情况,教材中的科学史多是科学家的姓名、生卒年月,以及一些简单的故事,这并不能给学生学习科学带来多少实质性帮助。要真正理解、领会科学内涵及科学思想,必须从科学家如何思考这个问题上分析引入,也就是沿着科学发现的足迹从思维角度重新进行展现,这样的学习方式有利于学生思维品质的发展和科学素养的提升。

科学教学的基本理念是全面提高每个学生的科学素养,科学素养一个重要的组成部分就是对科学本质的理解。科学素养是指人们在认识自然和应用科学知识的过程中表现出来的内禀特质,指人们对知识的识记、了解、理解、掌握和应用科学知识的能力,以及发现新的自然规律的能力。因此,科学素养是人们能够认识自然和应用自然规律的特质。学生的科学素养包括知识与技能,过程、方法与能力,科学态度、情感与价值观,科学、技术与社会的关系这四方面。

科学史除了能提供科学知识与技能外,在科学方法、科学思维、科学思想、科学精神等各个方面都提供很好的载体。科学教育的目的是使学生理解科学的本质,并培养学生的科学素养和人文素养,这也是科学教育的最高境界。

一、挖掘史料资源,激发探究欲望

良好的开端是成功的一半,回溯科学发展的历史,发掘与课堂内容相关的史料导入新课,能增加科学的故事情节和人文韵味,增强学生探究欲望,提高学生的强烈求知兴趣。科学史料内容丰富,而且有许多脍炙人口的故事,但由于人们缺乏科学的思维,往往给科学故事增添了许多的神秘色彩,如牛顿因苹果落地发现了万有引力定律,这样的故事实质是对科学思维的误导。科学教学必须从现象到本质进行深度的思维分析,借学生对科学故事好感激发其原始的求知欲望。

上课开始,直接演示某一科学现象或针对某一现象介绍科学史上不同科学家的观点,产生需要解决的问题。当然,向学生揭示这些科学现象最好是利用科学家在历史上的经历。这样既能引起学生的好奇心,又能促使学生了解科学史实,利用科学史料进行探究学习,感受科学发现的过程。

在讲授力是改变物体运动状态的原因时,直接利用羽毛和小球进行落体实验,从小球运动的比较快的事实中,引出亚里士多德的观点:物体的质量越大,下落的速度越快。这一观点延续了两千多年,直到伽利略用逻辑推理的方法发现这是错误观点。推理过程是,他用一根绳子把质量不同的石头联系起来,那它们将以什么速度下落呢?按照亚里士多德的观点,它们的质量是两块石头之和,所以下落的速度也是两块石头之和。可是用绳子联系起来的两块石头又毕竟不是一块石头,大石块下落速度快,被小石块拖了后腿,所以速度减慢,而小石块下落的速度有所增加,很快两块石头都以相同的速度下落,这个速度是两个石块速度的平均值。两个大相径庭的结论都是从亚里士多德的落体观念中推导出来的,可见这种观点是不足信的。

科学史中的许多事例可以为课堂教学提供生动的资源,在大气压强中可以介绍托里拆利请教老师伽利略对“自然界害怕真空”的观点;达尔文对植物向光性的思考,发现植物的尖端可能存在着影响植物生长的物质;巴斯德对伤口感染引起的对微生物的思考。通过各种生动的科学史例,激起学生的强烈求知欲望。

二、发掘科学史料,强化科学思维过程

科学给人以知识,而科学史给人以智慧,科学史料能启迪学生的思维方法,开发学生的智慧。正如布鲁纳说,“知识是过程,不是结果”。对于相关的科学史料直接向学生介绍:(1)历史上科学家对这一现象研究观点;(2)同时期不同科学家的不同观点,以及能说明的实验事实;(3)引导学生讨论这些观点产生的背景、实验的条件,使学生认识到科学认识的历史制约性。科学的发展史是曲折的螺旋式上升的过程,是在不断总结前人基础上的发展,是通过一次又一次的实验事实―理论假设―实验(提供新的事实)―理论修正(建立新的假设)不断完善。在课堂教学中传授知识的同时,更要注重科学的思维过程,发掘科学史中的思维深度,建立完善的课程资源,如让学生理清原子结构的发展史的知识脉络:道尔顿的实心模型―汤姆生枣糕式原子模型―卢瑟福有核模型―玻尔电子云模型。

1.道尔顿的实心模型

道尔顿在思考物质组成时,提出物质是由原子构成的。用他的话来说,“我是选择用原子这个字来表示这些终极质点,而没有用质点、分子或者任何其他小的称号。因为它更容易表达出它的意思,它本身有不可再分的含意,这是其他名称所不具有的”。实际上在这里道尔顿提出了原子是一个不能再分的原子模型。

2.汤姆生枣糕式原子模型

实验事实:由于科学实验的技术进步,汤姆生在1897年发现了任何物质和原子中都有带负电荷的电子。

思维过程:原子是呈电中性的,既然任何物质的原子都有带负电荷的电子,显然原子内部肯定还有带正电荷的一种微粒。这和道尔顿提出的原子不可分的观点是矛盾的,通过这一实验事实说明原子实心模型是错误的。

新的假设:提出了面包葡萄干(西瓜模型)结构的原子模型。

电子的发现是科学史上一次革命性的事件。从电子的发现入手,打破了原子不可分的传统观念,标志着人类对物质微观结构认识的开始,证明道尔顿的实心不可分的原子模型是错误的。让学生像科学家一样思考,在探索过程中体验到学习科学知识的方法和乐趣,然后给出通过探究将“汤姆生的发现”转换变成“汤姆生的原子模型”。

3.卢瑟福有核模型

由于实验技术进步,对微观世界的认识越来越深入,1909年,卢瑟福做了α粒子散射实验。

实验事实:1909年,卢瑟福用α粒子来轰击原子内部,大部分沿原来的方向前进,少数发生了较大偏转,极少数发生超过90的大角度偏转,甚至被完全反弹。

思维过程:如果用α粒子去轰击汤姆生模型,是不可能出现反弹现象。从质量上分析电子和α粒子分别类比于泡沫球和胶木球。用胶木球撞击泡沫球路径不会改变,要使路径发生改变只能是撞击质量较大的铅球,从实验的结果看,原子内部可能存在着质量较大的微粒。由于大部分的α粒子直线前进,只有少数的发生偏转,说明质量大的微粒所占的空间比较小。依据这样推理,原子中间有一个质量很大、所占的体积却很小的微粒,而电子在周围环绕着。这样的模型和太阳系的模型有着类似之处,于是提出了原子的核式结构模型。

用卢瑟福的原话说:“这是我一生中最不可思议的事件,这就像你对着卷烟纸射出一颗15英寸的炮弹,却被反弹回来的炮弹击中一样不可思议。”一边是恩师的理论,一边是千真万确的实验事实,经过长时的思考,怀着“吾爱吾师,吾更爱真理”的批判精神,1910年底,卢瑟福终于作出决断,放弃汤姆生模型,承认原子有核的核式结构模型。

新的假设:原子有核模型(太阳系模型)。如单纯从知识传授角度,这一知识可能几分钟就可以解决,但分析科学观点的形成过程,思维解决方案,可能在课堂上花费45分钟,学生也难以领悟。科学课堂教学的目标是传授学生学习科学的方法,重视科学知识的形成过程,这样的教学是长期的、潜移默化的,不能急于求成。

目前对科学史的教学往往有急功近利的思想。如在学习电流的磁效应时,往往通过用奥斯特实验就马上知道电流周围存在着磁场。其实1820年7月,奥斯特公布了电流周围存在着磁场是一个非常严密的思维过程。他用一根白金丝把伏打电池的两极连接起来,当导线通电时,旁边的小磁针就转动了。当时他认为这可能是由于电流产生的热量使周围的空气流动造成的干扰,于是在电流和小磁针之间用纸片隔开,发现小磁针还能转动,排除了空气流动的原因,让导线转动180°小磁针也会转动180°。当导线放在小磁针的下方时,小磁针的方向发生了改变,由此说明小磁针的转动的确是由导线中的电流引起的。

从奥斯特的思考的过程中不难发现,科学课堂教学中对实验现象的分析,存在着只强调得出的实验结果的弊端,缺乏思维的严密性,对过程的分析没有有效地发掘。发掘科学史中的思维资源,是对科学思想最好的诠释。让学生在认知思维上深刻认同科学家们的思维方法和技巧,如果学生思维活动不能得到足够的关注,就将导致教学活动的表面化,缺乏深刻性。科学教育的目的就是提升学生的科学素养,促进其对科学本质的理解。

三、拓展史料情境,充实科学方法内涵

1.阿基米德的转换法

在分析阿基米德定律时,除了注重讲解浮力发现史外,还要从科学方法上进行拓展。2000多年前,古希腊学者阿基米德在思考如何鉴别王冠的含金量时,从洗澡浴缸向外溢水的现象中受到启发。质量相同金和银的体积不同,当将它们放入水中时,溢出水的体积也不相同,由此归纳出液体中物体受到浮力的规律,把物体受到的浮力转换为物体排开水的重力。从阿基米德的思维方法中,我们可以悟出一个解决问题的方法,即如果直接处理或解决某一问题而感到困难时,可以将问题等价地变换为我们熟悉的另一个问题去解决,我们把这种方法叫转换法。

“转换法”,主要是指在保证效果相同的前提下,将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象;将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题;将难以测量或测准的量转换为能够测量或测准的量的方法。在科学教学过程中,不能被测量的量例温度、电流、电压、磁性的强弱、压强都是通过这种方法测出的。温度不可以直接测量,将温度转换成液体受热膨胀来观察,根据液体液面的高度变化来衡量温度的高低;磁性的强弱不能被直接观察,但可以借助磁性的作用效果来反映,通过磁铁吸引小铁钉的多少来确定磁铁的磁性强弱;空气看不到,摸不着,可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;分子是微观世界,不能确定它的运动状况,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它。

2.伽利略的理想化法

亚里士多德认为“力是维持物体运动的原因”,这一认识统治了人们的思维观念两千年,这一凭直觉的生活经验,被看成天经地义、不证自明的结论。伽利略提出了质疑,为什么木块在水平面上运动,停止推力作用后,表面越光滑木块向前滑动的距离越大。假设所有的摩擦力都被理想化地消除,木块就会沿着直线永远不停地运动下去。由此得出一个极其重要的物理原理,即维持物体的运动速度不需要力,而力是改变物体运动状态的原因。这不仅是一个概念的产生,更是一个观念性的思想突破,是理想实验这一科学思维方法在科学探究上的真正开始,是人类思想史上最伟大的成就之一,是人类智慧史上的重大飞跃。

初中科学中除了牛顿第一定律用到了这一理想化方法外,在探究声音在真空中的传播时也用到了这一方法。在做真空不能传声的实验时,我们发现空气越少,传出的声音越低,由此推理,若空气越稀薄,则声音更低,没有空气则不能传声。而为了描述磁场中的磁性强弱和方向,则引入磁感线概念。

3.法拉第的逆向思维法

1820年,奥斯特发现了电流的磁效应,善于思考的法拉第就意识到,既然电能生磁,那么磁能否产生电呢?经历了多次的失败,他并没有退缩,坚信“电和磁是一对和谐的对称和统一现象,既然电能产生磁,那么磁也一定能生电”。在1822年法拉第的日记中有这样的记载:“我因为对产生电的方法感到不满意,因此急于想发现电磁及感应电流的关系,觉得电学在这一条路上一定可以有充分的发展。”他做了各种的实验,把磁铁静置在线圈内,没有电流产生。他又改用大的磁铁,多次改变导线与磁铁的位置,仍然没有电流产生。又不断替换各种形状的磁铁,一直都未能成功。实验断断续续地经历了10年时间,不知经受过多少挫折,他终于在1831年10月17日,获得了成功。

科学史中除了以上提到的方法外,还有假设法、发散思维法、创新法、建模法、实验法。再现科学家进行科学研究时所采用的思想和方法,可以让学生领略到科学的本质,掌握科学学习的策略和科学的思维方法,促进学生的科学素养的提升。

四、引入科学史实,渗透科学精神

科学精神难以从单纯讲授中理解,需要不断体验、内化并在潜移默化中领悟。科学史中的鲜活生动的素材为这一教学提供了大量资源。科学进步与社会的发展密切相关,科学发展史不仅记载着科学知识的一步步重大进展,而且反映着每一进展中人类为之所做的努力,历经艰辛付出的代价、获得的经验和教训等。

法拉第为发现电磁感应现象花费了十年时间。同时,在英国皇家学院实验室,沃拉斯顿也在紧张地做着相同的实验,但他却没有能成功。用法拉第老师戴维的话说:“仅仅是因为仪器出了点故障,实验失败了。他没有继续探索,否则沃拉斯顿将成为电磁感应现象的最早发现者。”而在1822年,安培做过这样的实验:把铜质多匝线圈A固定在绝缘支架上,把另一单匝线圈B用细线悬挂起来,两者在同一平面内。在实验过程中,有一个重要的异常现象被安培忽略:A线圈接通电流的瞬间B线圈动了。遗憾的是,安培没有对这一细微的现象进行观察,错过了发现电磁感应的机会。

机会是给有准备的、时刻努力、锲而不舍的人的。用活生生的事例去感染学生,用科学家的精神同化学生的心灵。用巴斯德的话说即是:“意志、工作、成功,是人生的三大要素。意志将为你打开事业的大门;工作是入室的路径;这条路径的尽头,有个成功来庆贺你努力的结果……只要有坚强的意志,努力的工作,必定有成功的那一天。”

科学精神就是敢于追求真理,对科学事业的执著和顽强,尊重客观世界,具有怀疑的态度、批判性的思维和创造能力。科学精神是探索知识的理性精神、实事求是的严谨精神、批判创新的进取精神、互助共进的协作精神。

参考文献:

[1]林德宏.科学思想史.江苏科学技术出版社.2004.

[2]黄网官.大气压强教学设计.物理教学,2008,1.