开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了八篇科学方法范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!
1. 转换法: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,通常用一些非常直观的现象去认识,或用易测的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。如温度是抽象概念,看不见摸不着,只能感觉到温度的高低,因此,要准确判断物体的温度则需要温度计。而温度计的原理是液体的热胀冷缩,就是将看不见的温度转化为温度计中看得见的液体变化,从而测量物体的温度。
例1 寒暑表是温度计之一,寒暑表是测量气温的工具,图1所示寒暑表的读数是( )。
A. -4℃ B. -6℃ C. 6℃ D. 16℃
解析:空气温度人体只能感觉到,但不能准确说出,只能由温度计来测定。由图1可以读出当时的温度为零下6℃。
答案:B。
2. 比较法:通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点,它是认识事物的一种基本方法。如:(1)在研究晶体与非晶体熔化或凝固的特点时就用到了比较法。晶体熔化有一定的熔点,而非晶体熔化则没有固定的熔点。同样,晶体有一定的凝固点,而非晶体则没有凝固点。同种晶体的熔点与凝固点相同等都是通过比较得出的。(2)在研究熔化与升华、凝固与凝华时用了比较法。熔化是固体变为液体的过程,而升华是固体直接变为气体的过程。凝固是液体变成固体的过程,而凝华则是气体直接变成固体的过程。(3)蒸发和沸腾的区别。蒸发是在任何温度下液体表面进行的缓慢的汽化现象,而沸腾则是在一定温度下液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。从温度、位置、程度上去认识。通过这样的比较能更清晰地认识蒸发与沸腾的区别。
例2 图2是A,B两种物质熔化时的温度――时间图象,其中_______物质是晶体,它的熔点是___℃,在第8min时,这种晶体处于______状态。
解析:由图2比较可知,A有确定的熔点,B没有确定的熔点,因此A物质是晶体,B物质是非晶体。A物质的熔点为80℃,在5到10分钟A物质处于熔化状态。因此,在第8min时,这种晶体处于固液共存状态。
答案:A,80℃,固液共存。
3. 控制变量法:控制变量法是当某一个物理量受多个因素的影响时,通过控制某几个因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为某一物理量受多个单一因素影响问题的研究方法。如,在探究影响水沸腾因素时就采用了控制变量法。
例3 小明用如图3所示的装置做观察水的沸腾实验,水沸腾时,温度计的示数如图3所示,此时水的沸点是______℃,这表明当时的大气压强要比1标准大气压强______;本实验中,要缩短加热时间使水尽快沸腾。请写出两种可行的办法:
①_____________________________
__________________________________;
②_____________________________
__________________________________。
解析:由图3所示可知水的沸点为98℃,根据沸点与气压的关系表明此处的气压低于1个标准大气压。水沸腾的快慢与水的多少、水的初温、大气压高低、供热情况等有关。因此,研究水沸腾时间必须采用控制变量法。所以在水的多少、水的初温、大气压高低都相同时,供热量越大,沸腾时间越短;在水的多少、水的初温、供热情况都相同时,气压越大,沸腾时间越短;在水的多少、大气压高低、供热情况都相同时,水的初温越高,沸腾时间越短;在水的初温、大气压高低、供热情况都相同时,水量越少,沸腾时间越短。
答案:
①水的多少、水的初温、大气压高低都相同时,供热量越大,沸腾时间越短;
②在水的多少、水的初温、供热情况都相同时,气压越大,沸腾时间越短;
1、四平马步。练功时两腿并立,两脚平行站好(距离约为自己脚长的三倍)。两膝弯屈半蹲,两大腿微平,脚尖内扣,五趾抓地,重心落于两腿正中,膝部外展与脚尖垂直。裆部撑圆,同时注意保持头正、颈直、含胸、收腹、提肛、立腰、开胯、沉肩、收臀。双手合掌,放于胸前,目视前方。
2、脚上宽马。其它与姿势一相同,双手环抱于胸前,指尖相对,目视前方。放松自然。
3、双掌前推,四指弯曲。仍旧采取姿势一站法,双臂平举于胸前,掌心向外,四指弯曲食指直立,似按似推。
(来源:文章屋网 )
健康科学的晨练减肥方法
1、早上跑步前不宜吃过饱
虽然说早晨空腹跑步不好,但也不适宜在跑步前把自己吃得饱饱的。吃得太饱再运动对胃部的伤害是非常大的,在运动前应该先喝上一杯牛奶,并且搭配一些鸡蛋、粗粮、糕点等最合适。
早晨空腹跑步是不正确的做法,空腹跑步对人体的害处很多。因此,我们有早上跑步习惯的就应该多注意这个问题。在跑步前适当补充食物,在跑步之后适当为身体补充水分最有利于健康。
健身跑步锻炼一般安排在早晨最好,其次是上午9点左右和下午5点左右。中年人由于工作,一般安排在早晨锻炼,一是不与工作发生冲突;二是早晨跑步空气新鲜,新鲜的空气对呼吸系统有好处。
2、跑步前谨记跑步原则
凡是参加健身跑步的人,都应注意坚持经常和循序渐进,特别要注意控制运动量。此外,必须学会“自我控制”,这点尤为重要。因为有时跑步的愿望会突然消失,这就需要将“不能跑”还是“不想跑”加以区分。当然,如果有病时绝对不要跑步,而在其他情况下则应克服“惰性”,坚持锻炼。
在锻炼初期,跑步的速度以没有不舒服的感觉为限度,跑完的距离以没有吃力的感觉为宜。跑步后可能出现下肢肌肉疼痛,这是正常反应,坚持锻炼几天后这种现象就会消失。
不要幻想在短期内取得理想结果,只有经常锻炼才会提高锻炼水平。如果一周只跑一次,跑的距离再长也没有多少益处。
因为在中断跑步的六天里,身体组织已将跑步带来的好处消耗得一干二净。因此,一周内跑步不得少于三次。平常缺乏锻炼的人,一旦决心开始经常性锻炼后,往往运动过量,这样会导致不良后果。
骑自行车减肥方法
间歇型骑车法
骑车的时候,先以中慢速骑1-2分钟,再以1.5-2倍的速度骑2分钟,然后再以中慢速骑,再回到快速,如此交替循环锻炼,可以提高训练者对有氧运动的适应能力。
强度型骑车法
首先要以自己6成极限速度启程5-7分钟,然后用心率表观察自己每分钟的脉搏,使其处于心肺功能训练区间内,这样不仅能瘦身,还能达到锻炼心血管系统的效果。
核心肌力骑车法
在骑车的过程中,臀部离开座位,但是又不站直身体,同时核心部位(腰腹部)发力控制身体平衡。运用这个方法,可以锻炼核心部位肌群力量。
力量型骑车法
根据不同的条件,用力去骑自行车,比如:上坡的时候调节齿轮大小(限五速或十速可调速自行车),这个方法可以提高双腿的肌力或者肌耐力素质。
减脂汽车法
以中等速度骑车,一般要连续不间断地骑40分钟以上,同时要注意保持规律的呼吸,对减脂很有效果。
运动出汗不能减肥的原因
并不是简单地运动就能够达到脂肪燃烧的功效。科学证明,当人体运动并达到一定强度时,脂肪才会燃烧转化成热量,通过汗液排出体外。因此,运动流汗散发热量而促进脂肪更多的燃烧,从而达到减肥的效果。通过运动流汗减肥没有副作用,是理想的减肥方法。
是不是大量出汗成为运动减肥的一个硬性指标?这个观念有些偏颇,出汗越多并不代表减肥效果越好。汗液的排出,有调节体温的作用,同时也排出部分代谢废物。正常情况下,发汗是一种反射活动,汗腺的分泌可由温热性刺激或精神紧张引起。当热引起血管扩张时,血液中的水将热量传递至皮肤表面,然后随汗水蒸发,将热传到周围环境中,在高温环境下,人体的出汗量可高达每天8-12升。正常出汗对人体健康有利,但是出汗过多,就可能导致人体脱水,从而出现头晕眼花、腹痛等症状。
出汗的过程主要是把体内的多余热量散发出去,大量的出汗导致人体处于失水状态,只能暂时减轻体重,真正减肥应是减少脂肪,每天进行适当的运动,消耗一定的热量,这样才能达到有效减肥。
既然运动就一定要达到大汗淋漓的效果才痛快。于是,很多人执著的追求运动后的大汗淋漓。但这并不是体现出运动效果良好的唯一标准,因为出汗还有很多其它因素的存在。
1、每个人的身体素质:体质强壮的人,肌肉与运动器官都比较健康,即使进行强度较大的运动,也毫不费力,出的汗自然就少;相反,体质差的人稍稍活动,就会大汗淋漓。
2、体液含量:体液较多运动时出汗就多。而体液的多少由体内脂肪的含量决定,因为脂肪组织中含水量比较少,胖人的体液比瘦人反而要少,尽管运动时胖人出汗多,但耐受水分丢失的能力却比较差,因此胖子在运动不长时间就会觉得很疲劳。
健康科学的晨练减肥方法相关文章:
1.运动减肥的最好方法
2.怎样通过运动快速减肥的方法
3.简单十种有效的减肥运动法
4.关于健康的减肥方法
关键词:科学方法 力学 显化教育
在初中物理教学中进行科学方法的显化教育是近年来科学方法教育的重要取向。但就目前来看,对在物理教学中如何落实科学方法显化教育这一问题的探讨尚且不多,特别是实证方面的研究鲜有见到。本文在科学方法显化教育指引下,结合初中物理力学部分的内容,开展了教学实践,得到一些研究结论,以期为科学方法教育提供有益的启示。
一、科学方法显化教育实践的研究设计
1 研究方法
将同一物理概念或规律编写成两套不同的教案并在两个平行班分别实施教学。对照班按照教材的处理方式教学,实验班则将对应的科学方法显化并在教学中重点突出该科学方法逻辑含义。在教学过程中,笔者邀请了5位初二年级物理教师和从对照班和实验班各选出的5位同学全程听课,课后分别对他们进行访谈。
2 研究对象
北京市海淀区北方交通大学附属中学随机分配的两个普通平行班作为合作对象:初二(1)班作为实验班,初二(11)班作为对照班。这两个班都由笔者进行教学。
3 研究素材
北京市海淀区北方交通大学附属中学初二年级使用的教材是北京师范大学出版社出版的《新世纪版义务教育课程标准实验教科书・物理》(8年级上册)。力学重点物理概念有:质量、密度、速度、匀速直线运动等,在此不一一叙述。所用的主要科学方法,如比值定义法、实验归纳法、控制变量法等。教学中,尽量本着“以点带面”的原则来进行教学。
4 研究思路
由于科学方法涉及的不是物质世界本身,而是人们认识物质世界的途径与方式,是高度抽象的。从学生心理特点来说,初中学生思维规律的第一个特点是处在由形象思维转向抽象思维的过程,是思维发展的转型期。第二个特点是以定向思维为主要形式。学生的这个思维规律的特点决定了初中学生学习物理的认知活动特点是从经验型概念到科学概念的转变。基于以上两点原因,笔者在科学方法显化教育实施过程中,调整了教材中科学知识的教学顺序,先讲《第三章物质的简单运动》,对比值定义法进行教学,为《密度》这节课做了铺垫。
二、科学方法显化教育实践的实施过程
为了使教育实践顺利进行,特制订如下计划,计划分为3个环节:编写“案例”、实施“案例”和访谈分析。
1 编写“案例”
在编写教案时,一方面考虑到科学方法与物理知识之间的关系以及学生的认知程度与生活经验。科学方法要体现在物理知识的认知过程中,依照学生的认知模式推进教学,将科学方法显化出来;另一方面,让学生经历物理概念或规律形成的过程,使学生真正领略到科学方法和物理知识的内涵,理解科学方法的本质,最终使学生的能力得到提高。教学设计以初中物理重点知识,密度、功、阿基米德原理和液体内部压强规律等为切入点,分别显化比值定义法、乘积定义法、实验归纳法等科学方法的内在逻辑,从而给初中物理科学方法教育的实践以有益的启示。
(1)密度――比值定义法
比值定义法就是用两个或多个物理量的比值来定义一个新的物理量的方法,在初中力学部分的内容如密度、速度、压强、功率等概念的引入都使用了比值定义的方法。应用比值定义法定义的物理量,依据其意义的不同,还可分为两种类型:一类是两个或多个物理量的比值是个常数,如密度等,比值反映的是物质本身的一种性质,它的大小是由物体本身所决定,与定义式中出现的其他量没有关系;另一类基于控制变量的思想,如速度、压强、功率等,比值反映的是效果,它的大小受定义式中出现的其他量的影响。但无论哪一类,比值定义法的本质都是选取相同的标准进行比较。
《密度》教学设计是用生活中的例子引导揭示比值定义法的本质,再通过学生的探究实验和相关计算分析以及对恒量的解释最终引入密度的概念。
(2)功――乘积定义法
乘积定义法是由两个或两个以上的物理量的乘积来定义一个新的物理量的方法,乘积定义法的本质是一种数学累积的思想。在初中力学部分的内容如功、杠杆平衡条件、动能、重力势能等概念的引入都使用了乘积定义的方法。用这种方法定义的物理量与定义式中出现的其他物理量有关系,它受这几个物理量的影响,会随这几个量的变化而变化。以功为例,功是力的作用效果对空间的积累,所以它的大小由力和距离共同决定。
(3)阿基米德原理――实验归纳法
所谓实验归纳法是在对物理现象和过程进行大量的观察和实验的基础上,对取得的大量资料进行分析、综合、概括和归纳,从中找出有关物理量之间的内在联系,得出结论或建立假说,再通过观察和实验进一步验证。这样就可建立与发现物理规律。
《阿基米德原理》的教学设计是将教材所提供的演示实验加以改进,只用一个步骤就可以定量的演示出浮力的大小与物体排开的液体所受重力的关系,这样既使演示实验的结果更加一目了然又符合初中学生的物理认知水平。
(4)液体内部压强规律――演绎推理
所谓演绎推理法就是指人们以已知的客观规律为依据,推知未知规律的方法。是由一般推出个别的过程。
《液体内部压强规律》的教学设计是采取先通过例题进行压强计算而推导出液体压强公式的方法,再将液体中想象出“液柱模型”具体化,用金属丝制成一个长方体框架,在框架底面贴上带色的薄塑料片,使框架上底与水面相平,借助长方体框架,帮助学生建立理想液柱的物理模型。最后再指导学生从液体中想象出“液柱模型”。然后可以按照教材,引导学生一步步讨论如何计算出液柱的体积、质量、液柱重、对底面的压力、底面受到的压强,每步的计算结果同时用字母表示出来,最后得出计算液体压强的公式。这样将抽象问题具体化,增加学生的感性认识,可以逐渐培养学生的抽象思维能力和想象能力。
由于文章篇幅限制,本文采取的是“以点带面”的方式,后面的实施“案例”部分只选取了实验班《密度》这节课的教学设计思路和案例中应用的主要科学方法的教学设计的摘要,来重点讲解“比值定义法”。
2 实施“案例”
《密度》教学设计是从问题“木头一定比铝轻吗?”引发学生思考与讨论,为了使学生更好理解,先用生活中的例子引导揭示比值定义法的本质:爸爸买了两斤苹果花了5元钱;妈妈在买了3斤相同的苹果花了6元钱,谁买的苹果更便宜?学生很自然地想到比较每斤的售价更公平合理!教师引导思考这样的做法是用总价与质量做比后再比较,其合理的原因是选取了相同的标准。由这个例子思考刚才的问题,学生很轻松地就说出比较时需要选择相同的质量或相同的体积木头和铝进行
比较。接着教师再追问:“如果木头和铝的质量和体积都不相同时,如何比较谁更轻”,学生能顺理成章地说出用质量与体积做比后再比较。教师引导学生得出不论是质量与体积做比还是体积与质量做比,只要比较时选取了相同的标准,都能得出正确的结论。接着通过学生的探究实验和相关计算分析讨论出不同物质质量和体积的比值一般是不同的;相同物质质量和体积的比值总是相同的――是个恒量;教师解释“恒量”的意思是说这个比值是个定值。不论组成这种物质不同物体形状与体积如何不同,但是最终质量与体积的比值是一样的,它能够反映这种物质本身的一种特性,从而引入了密度的概念。
3 访谈分析
通过对教师的访谈发现,科学方法教育得到了教师们的共识,并且很渴望对科学方法有更深入的了解。同时被访谈老师都认为在初中阶段将科学方法显化是有必要的。掌握科学方法是获取物理知识的重要途径,学生只有掌握科学方法,才能更快捷地获取物理知识。虽然科学方法很抽象,不容易理解,教学上会有一定难度,但是把那些意义明确、应用广泛、符合学生认知水平的科学方法,作为典型的、主要的科学方法,在初中的重点物理概念和物理规律教学中加以渗透、显化,具有真实性和可操作性。
通过对部分学生的访谈发现,针对我的问题,学生回答的内容略显肤浅。可见,科学方法对他们来说,还是太抽象。但是,大部分学生还是认为把科学方法讲出来更便于物理概念的理解。所以,在教学时,更要注意分析并掌握中学生学习物理的心理特点与思维规律,在此基础上,选择更适合初中学生物理认知水平的那些典型的科学方法进行科学方法的显化教育,这样才更有实效性和针对性。
三、科学方法显化教育实践的研究结论
基于科学方法的教学实践,以及对教和学生的访谈,通过分析研究,得到如下的结论:
1 在初中物理教学中,应该将科学方法教育的内容加以确定
在物理学的范畴之中,科学方法与科学知识是相互平行的。与科学知识不同的是,科学方法涉及的不是物质世界本身,而是人类认识物质世界的途径与方式,是高度抽象的,隐藏在知识背后。因此,初中物理的各种教材和教学参考书,都应该依据教育部颁布的义务教育《物理课程标准》,从物理知识与科学方法相对应的角度,将科学方法的内容具体化,具有可操作性。教师在进行科学方法教育时,也应把“隐藏”在物理知识背后的科学方法挖掘出来,向学生揭示科学方法,帮助学生借助科学方法获取知识。
2 在初中物理教学中,科学方法教育的方式应该采取显性的教育方式
科学方法所涉及的不是物质世界本身,而是人们认识物质世界的途径与方式,所以,科学方法往往隐藏在知识的背后,既不易学习,又不易掌握。如果教师在教学过程中还不显化科学方法的话,学生就更难感受到科学方法的妙处,更体会不到学习科学方法对学习物理知识和物理规律的实际用途。
3 在进行科学方法显性教育时,要把握住科学方法的本质
教师在进行科学方法显性教育时,不能只是停留在表面,必须要把科学方法的本质显化出来。通过本文的研究发现,显化比值定义法的本质就是比较的思想,即选取相同标准的思想;显化乘积定义法的本质就是积累的思想等等。在教学中都应该应用各种教育手段把科学方法的本质显化出来,把它讲透。
四、结束语
在中学物理教学中有意识地加强科学方法的显化教育,逐渐得到越来越多的物理教育工作者的共识。在中学进行科学方法教育,是实现学生增长知识、发展能力、提高素质的一个有效途径。应把科学方法的显化教育作为物理教学的重要目标和内容,牢牢把握住科学方法这条主线组织教学,以科学方法教育引领物理概念和规律的教学,使学生不但掌握了物理知识,而且学会了用科学的方法去研究、解决问题,从而逐渐培养学生的研究能力、提高学生的科学素养。
参考文献
[1]乔际平,邢,物理学习心理学[M],广西:广西教育出版社,2002
关键词 科学方法 归类复习 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
“科学方法”(科学研究的一般方法)作为一个专题进行划分是基于新课标高考生物考试大纲中的能力考核要求――“具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法”。科学方法是能力的组成部分,方法是能力的核心。
在科学方法复习中,教师要确定好复习目标,处理好教材,把握好以下的原则:重点知识结构化――抓各模块科学方法知识的中心点,将知识以此中心组织起来,形成知识网络;基础知识系统化――打破原教材的排序结构,系统地归类基础知识;难点知识问题化――以问题解决为难点,精编一些含有难点知识的习题,让学生在解题过程中消化和理解生物科学的研究方法,从而突破难点知识。
由于此专题在高考中占有很大比例,且“科学方法”贯穿于高考生物大部分知识点,笔者结合近几年高三复习课的教学实践,对此专题基础知识进行如下归类,目的是便于学生形成系统的知识结构。
1 科学研究方法的基本思路
观察、提出问题一提出假说并作出预期判断,得出假定性的结论一设计完成实验一分析数据、得出结论。
2 高考生物中考查的科学方法
依据考纲及考试说明归纳比较见表1。
2.1 获取经验性材料的方法
2.1.1 实验法
分析近几年高考生物试卷中的实验题,主要考查教材中的观察类和鉴别类实验(表2、3)。试题突出的特点是重视实验回归教材。从内容上看,既有对教材实际内容的直接考查,也有对教材相关实验原理和方法的拓展考查。通过创设新的实验情境,考查考生对教材实验的分析、理解和提取新信息的能力。因而教材中的实验在复习时尽量让学生做一做、想一想,找回感觉,摒弃“背实验”的错误复习方法,以引导考生通过探究获得新知和接受科学方法训练。
还可以归纳“常规实验技术比较”(光学显微镜观察,制作临时装片、切片和涂片,研磨、过滤技术,解离技术,恒温技术,纸层析技术,同位素示踪技术等);“常规实验方法比较”(观色法,等组实验法,对比实验法,加法创意,减法创意,杂交实验法,化学分析法,分级离心法,梯度离心法,离体培养法,理论分析法,模拟实验法等);“探究性实验与验证性实验比较”、“经典性实验比较”、“以教材知识为背景的实验题材归纳比较”、“教材中实验变量(自变量、因变量)比较”等等。
另外,设计类实验中常常提供实验器材、药品,如能明确它们的用途和使用方法,往往能从中发现实验设计的思路和方法,甚至具体的实验步骤。简单总结如下:
常用的化学试剂:NaHCO3――提供CO2;NaOH――用于吸收CO2或改变溶液的pH;NaCl--配制生理盐水及其他不同浓度的盐溶液,可用于测定动物细胞内液的浓度或用于提取DNA;龙胆紫或醋酸洋红――碱性染料,用于染色体染色等。
实验条件的控制方法:增加水中氧气――泵人空气或吹气或放入绿色植物;减少水中氧气――容器密封或油膜覆盖或用凉开水;除去容器中CO2――NaOH溶液;除去叶片中原有淀粉――置于黑暗环境;除去叶片中叶绿素――酒精隔水加热;除去光合作用对呼吸作用的干扰――给植株遮光;如何得到单色光――棱镜色散或彩色薄膜滤光;血液抗凝――加入柠檬酸钠;灭菌方法――微生物培养的关键在于灭菌,对不同材料,灭菌方法不同:培养基用高压蒸气灭菌;接种环用火焰灼烧灭菌;双手用肥皂洗净,擦干后用75%酒精消毒;整个接种过程都在实验室无菌区进行等。
2.1.2 调查法
调查是科学探究常用方法之一。调查类实验(实习)涉及调查方案的制定,随机取样、确定样本的大小、设计记录数据的表格、对调查结果的整理和分析、计算等(具体比较见表4)。
2.1.3 模拟法
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。为了获得对研究对象的认识,以揭示其本质和规律,通过对替代物的实验来获取经验性材料,这种方法叫做模拟法。复习时重点掌握教材中的案例(表5),帮助学生分析模拟的过程与结论。
2.2 理性思维方法
2.2.1 类比推理法
类比推理又称类比法,它是根据两个或两类对象有部分属性相同,从而推出它们的其它属性也相同的推理。在科学研究中,类比推理是提出假说的重要途径,往往可以导致新发现、新理论。但是,应当注意的是,类比推理的结论具有或然性,可能是正确的,也可能是错误的,其证实或证伪还需要通过观察或实验。在高考复习时要带领学生复习教材中的例子(表6),以此训练学生思维,利于学生解答高考试题中的有关类比推理的试题。
2.2.2 演绎推理法
演绎推理是从一般到个别,从普遍到特殊的推理方式。从一般(普遍)到特殊(个别),根据一类事物都有的一般属性、关系、本质来推断该类中的个别事物所具有的属性、关系和本质的推理形式和思维方法。通常用三段论式的演绎推理过程来理解,如必修1中“1969年,人们在坠落于澳大利亚启逊镇的陨石中发现了氨基酸,这些氨基酸不是来自地球。由此你可以作出什么推测?”这可以看成是三段论式的演绎推理。大前提:氨基酸是组成蛋白质的基本单位,蛋白质是生命活动的主要承担者;小前提:陨石(非地球来源)中有氨基酸;结论:陨石中存在生命形式。
高考试题中尤以遗传题、实验题考查演绎推理较多,演绎推理法对于学生的逆向思维的培养,对于学生能力的提高都有很好的作用。如2006年全国I卷的第31题第4问(试题略)。复习时注意演绎过程,让学生重点体会教材中的例子。
再如必修3第49页生长素的发现过程强调了“科学重视实证”,也强调了“逻辑推理过程”,并用技能训练栏目对学生的推理能力作了训练。这里所涉及到的严谨的逻辑推理,多数指的是演绎推理。第69页进一步探究“根据你对影响酵母菌种群数量增长的因素作出的推测,设计实验进行验证。”
2.2.3 模型法
必修1中的模型概念:人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式包括物理模型、概念模型、数学模型等。高中生物中涉及模型法的案例较多。
3 复习建议
科学方法的复习尤其要重视科学思维的训练,即努力使学生将科学方法内化为自己的思维方式和行为方式。因此,为了达到较好的复习效果,在复习每一类科学方法时,除了掌握系统知识外,要进行配套试题的强化训练。
3.1 训练高考试题
因为高考试题的设计比较严密,尤其是生物实验的设计有较强的逻辑性,有利于培养学生科学方法(尤其是逻辑思维习惯)。教师和学生都要认真研究如何提出问题、做出假设、安排实验步骤、收集检验实验数据、得出实验结论等问题。
一 实验方法
戊戌时期,实验方法已经颇受维新思想家的重视。康有为在《实理公法会书》中首先对这种科学方法进行了介绍和应用。他把实验法称为“实测”之法,认为这是格致家考明实理的方法之一。在“凡例”中他指出:“是书于凡可用实测之理而与制度无关者乃不录,理涉渺茫,无从实测者更不录。”[1] 这是一种前所未有的科学实证精神。许多西学新知都是因有“实测”之据而倍受康氏推崇,在讲学中,他多次向学生指出:“中国人向来穷理俱虚测,今西人(俱)实测。”他教育学生要以科学实证方法批判“清谈的程朱”之穷理思想方法。严复是近代传播科学方法影响最大的一人。他在《论世变之亟》中指出,西方富强是因其“于学术则黜伪而崇真,于刑政则屈私以为公”[2]。“黜伪而崇真”,即抑虚而尚实,这就是西学实验方法的要求。在《救亡决论》中,严复经过中西文化比较,认定“西学格致”之道与中国相反,西方自然科学讲求“一理之明,一法之立,必验之物物事事而皆然,而后定之为不易”[3]。在《西学门径功用》中,他指出,西人“学以穷理”之法门分为三种,即“考订”、“贯通”和“试验”,由于“考订”与“贯通”“所得之大法公例,往往多误,于是近世格致家乃救之以第三层,谓之试验”,“试验愈固,理愈靠实”。[4] 梁启超也在《格致之学沿革考略》一文中指出:“虚理非不可贵,然必籍实验而后得其真,我国学术迟滞不进之由,未始不坐是矣。”[5] 对实验方法的推重甚至在一些当时制定的学校章程中都有反映。管学大臣张百熙在筹办京师大学堂时,也强调“泰西各种实学,多籍实验始能发明”。“政学以博考而乃精,艺学以实验而获益”。[6] 当时不少人认为“置器”为试验之“第一义”,因此亲自购置各种科学仪器倡行实验。如谭嗣同组织的金陵测量会,凑集了天文镜、子午仪、经纬仪、叠测仪、地平仪、测向仪、罗盘、陆地记里轮、水银风雨表、量风器、量雨器、量潮器等20多种科学仪器。总理衙门还拟设“仪器院”,要求集中天算、声光、化电、农矿、机器制造、动植物诸学所必须之仪器,“以为实力考求之助”。当然,维新派虽然对实验方法很重视,应用的热情也很高,但真正系统介绍西方实验方法的书籍尚未出现,国人尚没有总结出一套自己的实验方法理论来。
二 逻辑方法
近代中国,早在戊戌维新之前就有人对西方逻辑思想进行过一些零碎介绍。1873年,王韬在《瓮牖余谈》中最早向国人介绍了培根的生平及学说,但十分简略[7]。随后,传教士慕维廉(william muirhead)译介了培根的《新工具》,但并没有引起广泛关注。直到戊戌时期,严复第一个系统地把西方逻辑学引介到中国来,才在中国思想文化界产生了深远的影响。严复一方面严厉批判了中国传统认识论中先验理性、唯书唯圣的“圣学演绎”积习,一方面全面介绍了西学中以实证归纳为基础的科学方法。20世纪初,他还翻译了西方近代逻辑学巨著——穆勒的《名学》和耶方斯的《名学浅说》,成为近代向中国移植西方逻辑学体系的最大功臣。严复把形式逻辑学称为“名学”,把归纳法与演绎法称为“内籀”与“外籀”,有时也称作“内导”与“外导”。他写道:“及观西人名学,则见其于格物致知之事,有内籀之术焉,有外籀之术焉,……二者即物穷理之最要途术也。”[8] 他又说:“而于格物穷理之用,其涂术不过二端,一曰内导,一曰外导。”[9] 可见,严复认为归纳与演绎是科学的两种基本方法,但实际上他对这两种方法并不是一样看待的,受培根、穆勒的归纳主义思想影响,严复也偏重于归纳法。他认为归纳能给人提供新知识,能实现认识上的飞跃:“内籀西名inductive,其所以称此者,因将散见之实,统为一例,如以壶吸气,引之向里者然。惟能此术,而后新理日出,而人伦乃有进步之期。”[10] 归纳法所概括出来的结论能提供新知识,是人们的具体认识过渡到普遍性知识的一个步骤。所以,“欲有所知,其最初必由内籀”[11],“内籀者,观化察变,见其会通,立为公例者也”[12]。各门科学的公例最初都是由“内籀”而生,“格致真术,存乎内籀,此说固确”[13]。严复对归纳法的巨大作用充满信心,认定自然科学和社会科学上的一切进步都主要是因为应用了此种“格致真术”的缘故。
严复对科学归纳法的提倡,其锋芒是直接指封建经学的。他认为,
严复对科学归纳法的具体程序进行了充分阐释,认为其程序步骤有四层:一是麋集有关系之事实,用观察法;二是造立“希卜梯西”(hypathesis,即“假设”),用臆度法;三是以连珠等术,推较所臆度者,用外籀法;四是多用实事以校勘所立之例,用印证法。[16] 从这个程序中可以看出,严复已经意识到归纳法是与演绎法不可截然分开的。实际情况正是归纳之中有演绎,演绎之中有归纳。严复推崇归纳,但并未绝对地反对演绎,他反对的是中国学术传统中的“圣学演绎”。从总体上看,严复把归纳和演绎同样看作是科学方法,认为“内外籀之相为表里,绝非二途”[17]。甚至说“科学正鹄在成外籀之故”[18]。认为只有运用了演绎才是科学成熟的标志,“学至外导,则可据已然已知以推未然未知者,此民智最深时也”[19]。这些思想无疑是很可宝贵的。 康有为也曾传播和运用过逻辑方法。在《实理公法全书》的开篇《实字解》中,康氏认为西方科学方法有三种:一是“实测”之法,大约相当于实验法;二是“实论”之法,大约相当于归纳法;三是“虚实”之法,大约相当于演绎法。[20] 该书中,运用以上各种方法的例证俯拾即是,如运用巴黎1891年离婚率等多项统计资料说明“凡男女立约,必立终身之约”不合“实理”,这是归纳推理;而主张“如出自几何公理之法;则其理较实;出自人立之法,则其理较虚。又几何公理所出之法,称为必然之实,亦称为永远之实。人立之法,称为两可之实”[21]。此为演绎推理。可见,康氏甚至比严复更早开始采用归纳法和演绎法来阐述自己的变法主张。
戊戌时期传播和运用科学逻辑方法的另一位重要人物是。1901年,他在给别人著作所写的序言中明确指出:“科学大法有二:曰归纳法、曰演绎法。归纳者,致曲而会其通,格物是也。演绎者,结一而毕万事,致知是也。从现有材料看,这是首先直接使用“归纳”、“演绎”等术语的文字。而且把它们分别与“格物”、“致知”相对应,这是很有特色的。还与严复一样,既认为归纳、演绎都是不可少的近代科学方法,又认为获得新知主要依靠归纳。他说:“二者互相为资,而独辟之智必取径于归纳。”[22]
这个时期,还有章太炎、梁启超、马君武等人也重视逻辑方法。章太炎侧重于演绎法,他第一个对亚里士多德的逻辑学、印度的因明学和中国的《墨经》之间的异同作了比较和探讨。梁启超将演绎法引进历史研究领域,强调“综合观之”,“有说明焉,有推论焉”,“注意于其来因与后果”,“体悟于百年间若断若续之史迹”[23]。马君武则把逻辑学(时称论理学)称为“科学之科学”。他在《弥勒约翰之学说》中指出:“盖各种科学皆须以论理学分析之,查其元素之微,明其聚集之故,究其连合之因,考其组织之序。故论理学者,实凡百科学之科学也。”[24]
总之,经过维新派的努力,包括归纳和演绎在内的逻辑方法最终在戊戌时期比较系统地被引进到中国。此时,除严复译著外,尚有多部宣讲逻辑学的译著先后问世。如王国维译的《辨学》、林祖同译的《论理学达旨》、田吴?菀氲摹堵劾硌Ц僖?返取>??庑?鞯墓惴捍?ィ?奥劾硌?挤缧泄?冢?环窖?I栉?纬蹋?环窖д哂梦?卵Х椒ā?25]。
三 数学方法
戊戌以前,中国的算学一直仅以“器”的形式作为“道”的附庸而存在,真正将它提升抽象,作为一种文化的基础学科和科学的思维方法,则始于维新派。康有为是近代中国以数学方法来阐释人文理论的第一人。他认为:“天文地理各学皆从算学入,通算犹识字也。”[26] 他鼓励学生要循序渐进,学好数学。据《康南海自编年谱》载,他自己于1885年即“从事算学,以几何著《人类公理》”,第二年“又作《公理书》,依几何为之者”[27]。维新运动时期,康有为在前两稿基础上,编成《实理公法全书》,模拟欧几里德《几何原本》的思维路数,将其认定的人类必须共同遵守的公私关系的道理,分门别类,归算为若干“实理”,类似欧氏几何学的“定义”;而把其所设计的为保证“实理”得到遵守的社会生活准则,叫作“公法”,与之作为比照的是各国现行或曾行、将行的信条,即所谓“比例”;还在各论条之下加按语说明,分别相当于欧氏几何学的“定理”、“公式”和“证明”。康有为这种依“几何公理”来比拟、推导人类社会进化的做法,虽大有牵强附会之嫌,但却显示了这位思想家的大胆思维尝试和向西方寻求真理的探索精神。
另外,谭嗣同也是非常重视数学、几何学及其方法的思想家。他创办的第一个学会就是算学会。他说,“算法……为格致入门之始”[28],“格致、制造、测地、行海诸学,固无一不自测算而得”[29]。他曾下苦功通读过《几何原本》前六卷,还试图解答其中的疑难问题,认为“算学即不深,而不可不习几何学。盖论事办事之条段在是矣”[30]。和康有为一样,他也以数学逻辑来建立其哲学体系。《仁学》中的《界说》即模仿《几何原本》书前的“界说”(定义)制定。例如,界说第十四条“不生与不灭平等,则生与灭平等,生灭与不生不灭亦平等”,即是以代数中的等式原理来推演的。以康、谭为代表的这部分维新知识分子坚信只有数学才是科学的根本门径,而严复则在高度重视归纳逻辑的同时,为数学给出了一个更为恰当的学术定位。他批评了某些国人盲目崇拜数学的倾向,但并未像培根、穆勒那样武断地贬低数学的作用。培根“低估了演绎法在科学方法研究中的重要性。演绎法多半是应用数学的,而培根不了解数学在科学研究中的重要性”[31]。严复没有沿袭这种偏见,他在《原强》一文中明确提出:“非为数学、名学,则其心不足以察不遁之理,必然之数。”[32] 可见他是把数学与形式逻辑看作同等重要的。当然,实事求是地讲,维新派所接受的数学知识还比较有限,他们反复运用的《几何原本》到19世纪末也已显陈旧,而现代数学知识和方法对他们来说又深奥难解,所以数学方法在戊戌时期远没有受到前两种方法的那般重视和广泛传播。
四 简短评价
关键词:物理实验; 科学方法; 观察法; 比较法; 图像法; 转换法; 类比法; 等效替代法
物理新课标倡导探究式的学习,注重学生自己动手、动脑探究科学规律,体验科学研究的方法,科学探究既是一种重要的教学方式,又是学生的学习目标。如何使实验教学达到课程标准确定的目标,其中蕴含的大量的科学方法,我们必须给予足够的重视,并且渗透到教学活动中去,适时向学生介绍、点拨,让学生在学习活动中去体验,逐步提高学生科学探究能力。下面,笔者就来谈谈初中物理实验中的几种科学方法。
一、观察法
观察法是人们为了认识事物的本质和规律有目的有计划的对自然发生条件下所显现的有关事物进行考察的一种方法,是人们收集获取记载和描述感性材料的常用方法之一,是最基本最直接的研究方法。简单的讲观察法就是看仔细地看。但它和一般的看不同,观察是人的眼睛在大脑的指导下进行有意识的组织的感知活动。因此,亦称科学观察。实例:水的沸腾:在使用温度计前,应该先观察它的量程,认清它的刻度值。实验过程中要注意观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况,温度计在沸腾前和沸腾时的示数变化;在学习声音的产生时可让学生观察小纸片在扬声器中的运动状态,观察正在发声的音叉插入水中激起水花,观察蟋蟀知了鸣叫是的情况,就会发现发出声音的物体都在振动;除此之外还有光的反射规律;光的折射规律;凸透镜成像;滑动摩察力与哪些因素有关等。
二、比较法
比较法是确定研究对象之间的差异点和共同点的思维过程和方法,各种物理现象和过程都可以通过比较确定它们的差异点和共同点。比较是抽象与概括的前提,通过比较可以建立物理概念总结物理规律。利用比较又可以进行鉴别和测量。因此,比较法是物理现象研究中经常运用的最基本的方法。实例:象汽车轮船火车飞机它们的发动机各不相同但都是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能装置。而汽油机和柴油机虽然都是内燃机但是从它们的构造、吸入的气体、点火方式、使用范围等方面都有不同。再如蒸发与沸腾的比较两者的相同点都是汽化过程。不同点从发生时液体的温度、发生所在的部位及现象都不同。还可以用比较法来研究质量与体积的关系;重力与质量的关系;重力与压力;电功与电功率等。
三、图像法
图象是一个数学概念,用来表示一个量随另一个量的变化关系,很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况,因此图象在物理中有着广泛的应用。在实验中,运用图象来处理实验数据,探究内在的物理规律,具有独特之处。如:在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中,就是运用图象法来处理数据的。它形象直观地表示了物质温度的变化情况,学生在亲历实验自主得出数据的基础上,通过描点、连线绘出图象就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体的沸腾特点了。
四、转换法
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,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。实例:物体发生形变或运动状态改变可证明一些物体受到力的作用;马德堡半球实验可证明大气压的存在;雾的出现可以证明空气中含有水蒸气;影子的形成可以证明光沿直线传播;月食现象可证明月亮不是光源;奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场;指南针指南北可证明地磁场的存在;扩散现象可证明分子做无规则运动;铅块实验可证明分子间存在着引力;运动的物体能对外做功可证明它具有能等。
五、类比法
类比法是一种推理方法。为了把要表达的物理问题说清楚明白,往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物,通过借助于一个比较熟悉的对象的某些特征,去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征。实例:电压与水压;电流与水流;内能与机械能;原子结构与太阳系;水波与电磁波;通信与鸽子传递信件;功率概念与速度概念的形成。在物理学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识,有助于提出假说进行推测,有助于提出问题并设想解决问题的方向。类比可激发学生探索的意向,引导学生进行探索使学生成为自觉积极的活动,发展学生的思维能力。
六、等效替代法
等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当,不仅能顺利得出结论,而且容易被学生接受和理解。例如,在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板替代了平面镜,因两者在成像特征上有共同之处,容易使学生接受,而玻璃板又是透明的,能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛,便于研究像的特点,揭示出规律。我们在教学中,在学生亲历实验过程的基础上,教师注重引导学生进行方法的总结,在思维方式上受到启发,他们以后遇到有关的实验设计时,就会自觉地加以运用。比如在学习伏安法测电阻之后,要求学生设计一个实验,在上述实验中缺少电压表或电流表,其它器材不变,另有一个已知阻值的定值电阻供选用,要求测出未知电阻,应该怎么办?学生就可以用等效替代的思想进行设计了。
七、控制变量法
控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法。这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍。在初中物理中,探究影响导体电阻大小的因素、电流跟电压电阻的关系、影响电热功率大小的因素、影响电磁铁磁性强弱的因素、影响滑动摩擦力大小的因素、决定压力作用效果的因素等等实验,运用了控制变量法。
八、建立模型法
建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态用物理模型,用物理模型可以使抽象的假说理论加以形象化,便于想象和思考研究问题。物理学的发展过程可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。实例:研究肉眼观察不到的原子结构时,建立原子核式结构模型;研究光现象时用到光线模型;研究磁现象是用到磁感线模型;力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型;电路图是实物电路的模型;研究发电机的原理和工作过程用挂图及手摇发电机模型;研究内燃机结构和工作原理用挂图及汽油机柴油模型。
总之,在初中物理实验中,蕴含着许多科学方法,我们既不能视而不见忽视它,又不能唯方法讲方法,要时时做有心人,把握时机,把科学方法渗透到教学活动中去,恰当点拨,就能不断提高学生的科学探究能力。
关键词:气息的运用 长号教学 练习与实践
常见的长号分为三种:中音长号、次中音长号和低音长号。当今社会音乐氛围逐渐形成,长号的普及程度显著提升,越来越多青少年选择学习长号。因此,如何使用科学的方法提升演奏和教学的效果,成为目前社会所关注的热点问题。
一、正确理解长号吹奏方法
在长号的教学过程中,对提升学生演奏技巧有非常显著作用的是通过讲解让他们正确地理解长号的演奏方法。与当今长号演奏者快速增加相伴的是,学习长号的学生越来越多。于是一个显著的问题逐渐凸显:很多学生,尤其是初次接触乐器者在长号的学习过程中往往不够重视理论知识的学习,初次拿到长号便希望快速接触乐曲,类似急功近利的心态很不利于长号的学习,使之在后期的长号学习过程中面临很多困难,即使进行大量的练习也未必可以得到改善,导致这种状况的根源就是学习者对长号基础理论知识的掌握不透彻,不仅影响水平提升,也会对学生的学习兴趣产生严重的负面影响。
进入实践阶段,无论付出多大的努力,假如缺乏科学的理论依据作为指导,那么所做出的行动都是缺乏意义的,很难收获理想的效果。
古语“学而不思则罔,思而不学则殆”,所以,相对生硬的理论也不能脱离实践,只有这样理论才具备指导实践的意义和功能。由此可见,在长号的教学过程中,必须把吹奏理论讲解和演奏实践示范做到有机结合,才能着手解决学习中产生的各种问题。
综上可知,理论教学具有不可忽视的重要性,作为长号教师,在教学过程中必须在第一堂课,就把系统的长号吹奏理论逐步讲解给学生,让学生直观地理解长号演奏的多种基本方法,给学生学习乐曲演奏打下坚实的基础,促进学生综合能力的提高。
二、教学内容进行科学安排
通常长号练习的内容是三部分:基本功练习、提高练习曲和大乐曲。
基本功练习包含有:吐音、连音、长音等。完成了基本功练习后,才可以掌握琶音和音阶,笔者所讲的音阶是指跨度在两个八度以上的,因此对于初学者,掌握起来还是有一定的难度,一定程度是因为长号高音吹奏确实不好把控,必须通过科学的和足量的练习以及不断的尝试才有可能突破。作为老师,合理设置教学内容可以有效地促进学生高音吹奏的突破。所以,在长号教学中,合理安排授课内容对提升长号教学效果有重大意义。
学生在长号学习中,所做的一切基本功练习,都是为了日后学习练习曲以及学成后演奏乐曲服务的。因此,教师在学生能够良好的掌握基本功练习之后,就应当指导学生,学习如何充分理解练习曲中所表达的内容,以及进一步尝试演奏一些特色乐曲,通过这些,学生的演奏能力一定会得到显著的提高,学生对乐曲的认识也就有了新的进展。
三、强化基础科目练习
长号基础科目大致包含以长号基础练习为主的大量科目。例如:琶音练习、音程练习、同一把位练习等等。在笔者看来,训练这些基础科目将会影响对音乐的表现能力。在谱面上,乐曲大都由音程、音阶等构成,在节奏上来看,就是多种基本节奏型的组合和变化,所以教学实践中重视基础科目的练习非常有必要,这样才能为学生后期演奏出流畅完美的乐曲打下扎实的基础。
据很多专业的长号演奏员讲,他们在长号学习阶段选择了练习《雷明敦教程》,所以他们都能够娴熟地把握长号演奏的常用基本技能。这本《雷明敦教程》详实且系统地给出了长号教学必须的的基础内容。由此可见,初学者的学习中一定要认识到基础练习的重要性。在笔者的教学过程中发现,有不少初学者具备一点共性:一旦学完成了几个章节的基础的练习,就迫不及待地想尝试一些好听的乐曲。所以,我们必须通过引导,使学生不仅要有自己的想法,也要明白基础性练习的必要性,就算可能感到枯燥乏味,也要坚持反复练习,脚踏实地完成这个环节。
四、结语
综上所述,我们身为专业团体的演奏教学人员,应当在实践中总结归纳教学的实际应用价值。随着音乐这门艺术的不断发展,长号演奏技法的不断创新和前进,长号这种乐器自身的发展,以及越来越多的学习者选择这门乐器,如何才能圆满完成长号演奏方法的传授,使学生深入掌握使用这种乐器表达音乐,这些问题逐渐被长号演奏和教学者重视并探究,甚至成为西洋铜管乐的热点话题。笔者通过联系自身教学实践经历,以及指导学生正确理解掌握长号的吹奏方法的过程,关于如何科学的安排教学内容和如何强化对基础能力的练习做出了以上的研究和论述。希望能够更好地促进长号的教学效果提升,有助于长号学习者科学的提升演奏能力。
参考文献:
[1]张敏.拉尔松《小协奏曲》的演奏技法剖析与演奏版本比较[D].武汉:武汉音乐学院,2012年.