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渗透科学研究方法 培养学生科学素养

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众所周知,正是由于伽利略创立了以实验为基础,经过科学抽象、逻辑论证、运用数学方法得到结论的科学方法,才发现了自由落体定律和惯性定律。伽利略的研究方法,为物理学奠定了坚实的基础。历史雄辩地证明,科学知识与科学研究方法是紧密联系在一起的,是不可分割的。“科学是随着研究方法所获得的成就而前进的”,此言却是切中肯綮。为使科学教学提高到一个新的层次,更为了让学生的科学知识与科学方法的构建更加完备,渗透科学研究方法培养学生科学素养就成了科学教师责无旁贷的任务。因此,教师在讲解科学知识的同时,应注重介绍科学研究方法,进而达到讲授知识与介绍方法的统一,有效促进学生科学素养的提升。

一、实验法

科学是一门以实验为基础的学科。科学实验,不仅用来验证定理或定律,更重要的是通过实验,引导学生掌握科学实验的方法,树立科学实验的思想。实验,是培育学生成才的一方沃土。

切实把握实验的基本思想是教好实验的关键。教师应采取一切措施,努力使实验过程回归自然、最真实、最少受干扰,在最接近其纯粹形态的条件下,用最简单的方法,最简易的设备进行实验。基于这一思想,从教学目的出发,利用仪器设备,控制或模拟原始现象,独具匠心,精心设计,突出主要因素,排除次要因素,勾画科学知识框架,直观形象地表现科学内容,精心设计演示实验,努力使教师层次化的实验过程、规范化的实验操作技巧,成为学生学习的榜样。通过精彩的演示实验,努力将具体的表观形象转化为无形的结论,努力将无形的结论转化为色彩斑斓的新形象,最终将形象思维与逻辑思维有机地结合起来,和学生一道,验证定理或定律。

学生分组实验是学生动手动脑的好时机,应引导学生预习实验内容,直至能默写出实验需用的仪器,能独立设计实验步骤。“纸上得来总觉浅,绝知此事要躬行。”应注意调动学生学习的积极性,激发学生自己动手完成实验的欲望。让学生在实验中严肃认真,搞清实验原理,明确实验步骤,熟悉实验操作,抓住实验关键,注重数据采集,预料实验中可能发生的异常现象,寻找实验中各因素间的联系,以便通过自己的感知与思索,模仿与创造,去理解科学中的概念,去发现科学中的规律。

第二课堂实验组(如航模小组、电工小组、摄影小组、无线电小组、钳工小组等)为教师新辟了实验渠道。在那里,课本上比较抽象的知识,变得直观、形象。生产和生活实际中的一切物品,都可作为仪器使用。不妨引导学生自行设计实验,自制教具,自己做土实验。例如,

把两本书平放在桌子上,两书间留出1厘米的空隙,将直尺架在两书之间,用手指压直尺,观察发现直尺和手指皆发生形变,被压弯的直尺产生向上的弹力,发生形变的手指对直尺产生向下的弹力,说明力的作用是相互的;让学生研究自行车的结构和功能,学生能更好地理解摩擦力。

我们周围就是一个大实验室,在生产和生活中,科学知识、科学研究方法与现实的距离会大大缩短,学生掌握的实验技能会与所学理论结合起来,学生的认识水平,会由感觉提高到理论,从而达到借助于实验,深化学生对科学概念、科学原理的理解。

二、比较法

比较是科学的重要研究方法,运用比较的方法,可找出事物的共同点和差异处,区分事物本质特征,层层深入到事物的精蕴之中,以利于鉴别事物,认识事物,形成概念。

例如,在分析作用力与反作用力时可将其与一对平衡力作比较。