物理探究方法之一“提出问题”之我见

陈名中
物理探究方法常有提出问题,猜想假设,设计实验,进行试验,收集证据,得出结论,分析论证,合作交流。提出问题的方法至关重要,著名物理学海森堡曾经说过:提出正确的问题往往等于解决问题的一大半,在哈佛大学还流行这样一句话:教育的真正目的是让人不断提出问题和思考问题,科学就是探究,探究的前提是问题。一切思维都是从问题开始,一切创造也是始于问题,—个人能否经常提出问题,是衡量一个人科学素质的重要标志。教育是培养未来人才的。未来的创造性人才就是现在学校中的学生,所以教育的任务决不只是知识的单向传承。发现问题,提出问题就是很重要的能力。新课标正是要求学生提高科学探究的能力还提出了具体的要求:1,能从日常生活,自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。2,能书面或口头表述这些问题。3,认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。这是很重要的素质,培养学生的问题意识,鼓励学生勇于提出问题,发展学生的问题能力是一个重要的途径。
过去我们比较重视培养学生分析问题与解决问题的能力,这无疑是正确的,但是过去忽视了培养学生发现问题与提出问题的能力,这是个缺陷,在实施新课程标准时,我们必须将培养学生发现问题与提出问题的能力,作为物理教学的重要目标。
现就本人近年从事新教材教学谈谈自己培养学生提出问题的几种方法:
1因果法——当见到一个现象或一个结论时要习惯问一问产生的原因是什么?
比如:筷子放入水中似乎被水折断了一问为什么。水在0℃时会结冰一问原因是什么?
2比较法——比较同一物体的不同部分。或不同物体。不同现象之间的异同后问个为什么?比如:温度计的刻度为什么是均匀的。温度计与密度计比较为什么密度计的刻度不均匀。再如,量筒和量杯的比较,为什么量筒的刻度是均匀的而量杯的刻度是不均匀的。比如,玻璃加热到红炽状态导电性增强而有的材料加热到较高温度导电性反而减少这是为什么?
3验证法——通过推理得出结论,能用设计实验来给以检验吗?或反过来从实践中发现的规律,能从理论上加以验证吗?
比如:电能生磁,磁是否可生电?再如,依串联电路特点和欧姆定律推导得出:串联电路电阻公式,那么在实验中串联电路的总电阻是否与理论相一致呢?
4推广法——从某些特殊的物体或现象中总结出来的规律,推广到一般情况中还能成立吗?
比如浮力的实验,用金属块排开水做实验,能否推广到木块或其他物体呢?或用其他液体代替水是否也成立。再如,通过水做传声实验是否可以推广到其他液体也能成立?
5极端法——在通常情况下出现的现象或成立的理论规律推广到极端情况还会出现这现象以及理论规律的成立吗?还会出现新的问题吗?比如,有的材料温度降低其电阻减少,若温度降到非常低是否还成立?(超导现象)再如,物体的速度提高是否可以超过光速。
6变化法——如果把事物变化的原因改变结果又会如何呢?主要的条件变为次要的条件又有什么变化?比如,当物体温度变化时物体的状态会变化(水结冰),那么是否物体的状态改变其温度一定要变化呢?
7反问法—一正面的问题,反过来又会怎样?正定理成立,它的逆定理也成立吗?
比如,绝缘体可以变成导体。那导体是否也可以变为绝缘体?
8转换法——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。这就是转换法。
比如,我们在研究初中力学和电学时常用的等效替代的方法就有异曲同工之处。
9类比法——实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理,它是根据俩个(或俩类)对象在某些方面的相同或相似从而推出他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。比如在研究电压和电流时我们可以用水压和水流做类比,这样使问题简单化,问题容易解决。
10理想法——抓住了事物的本质特征,忽略次要因素或无关因素,经过科学的抽象,建立了理想化模型。用理想化模型代替客观原形的研究方法就是理想化方法。
比如,英国科学家牛顿总结了伽利略、笛卡尔等人的研究成果,在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理,概括出著名的牛顿第一定律,这是牛顿研究的方法。比如,在研究真空能否传声的时候,能否也用理想法来研究呢?
总之物理新课程改革的目的在手引导学生主动学习,努力减轻学生的精神负担,激发学生的创新兴趣、创新方法、创新精神。教师在教学中必须坚持以学生为主体,根据学生的认知水平,生活经验适时教子提出问题的方法,使学生在这方面的能力得到提高,也只有这样才能真正提高学生的提问的能力和创新能力。
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