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摘 要:转换法是初中科学常见的一种研究方法,本文试从转换法在概念教学、科学探究、科学技术史教育、习题求解中的应用进行叙述。
关键词:研究方法;转换法;科学教学;科学素养
《义务教育初中科学课程标准2011年版》指出:初中科学课程是以对科学本质的认识为基础,以提高学生科学素养为宗旨的综合课程。它要求我们在平时的教学过程中要注重对研究方法的指导。初中科学常见的研究方法有:理想模型法、类比法、等效法、控制变量法、转换法等。下面结合我的教学实践,谈谈转换法在初中科学教学中应用的几点粗浅心得。
一、什么是转换法
“转换法”是指在保证效果相同的前提下,将一些看不见摸不着的物理现象,不易观察的物理过程或不易直接测量的物理量转化成非常直观的现象、过程或易测量的物理量进行测量的方法。在科学教学的各个环节中,注重“转换法”的渗透与应用,有利于培养学生的科学探究精神及科学思维习惯,提高学生科学素养。
二、转换法在概念教学中的应用
概念具有一定的抽象性,学生往往由于缺乏相应的感性认识,容易形成学习思维障碍。因此在概念教学中渗透转换法,有助于理解物理概念,化抽象为直观。
例如 :“物质比热容”概念的教学
华师大版九年级教材中,物质比热容指:单位质量的某种物质,温度每升高1℃(或降低1℃)所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。物质的比热容反映了物质吸热本领或放热本领大小的物理量,与物质种类和状态有关。但要让学生认识并理解物质的这种性质,就需要将陌生复杂的问题转换成熟悉简单的问题,即转换为直观的现象。
教师把初温相同,质量相同的水和煤油用相同的酒精灯加热。如图:
引导学生观察:①加热相同的时间,哪杯中的温度计示数大?说明什么?②两杯液体升高相同温度,哪杯液体酒精灯加热时间长?说明什么?
学生初次接触比热容概念,需要教师提供直观、形象的感性材料。此实验中,教师将抽象的比热容概念,通过温度计示数的变化、酒精灯加热时间的长短直观地呈现出来。学生通过这些现象建立起比热容的概念,认识到比热容是物质的一种属性,比热容大小表示物质吸热能力的大小。相同质量的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的物质升温慢,相同质量的不同物质,升高相同的温度,比热容大的物质能吸收更多的热量。
三、转换法在科学探究中的应用
新课程基本理念之一:体现科学探究的精神。科学探究是科学的本质特征,具有重要的教育价值。它不仅可以使学生更深刻地理解科学知识、更好地掌握科学方法,而且使学生得以亲身体会科学精神的实质,培养科学情感、态度与价值观,从而更有效地提高科学素养。
在科学探究过程中,有一些物理性质或物理量,由于其自身属性的关系,难以用仪器直接测量出来,这时就要灵活运用“转换法”,在等效的前提下,把不易测量的物理量转换为方便测量的物理量。
例如 液体内部的压强同哪些因素有关
学生猜想:液体内部的压强可能同液体的深度有关,可能同液体的密度有关,还可能……
实验设计:压强表示压力的作用效果,如何直观地显示出这种物理规律?如何比较液体内部压强的大小?教师引导学生通过观察压强计U型管内液柱的高度差来比较液体内部压强的大小。
进行实验:如图所示连接装置,按实验步骤进行实验,收集数据并记录在表格中。
交流与评价:U型管内液柱高度差越大,液体内部压强越大。所以液体内部压强同液体密度和深度有关。
液体内部压强看不见,摸不着。在此例中,以U型管内液柱有高度差的方式,来直接显示出来,非常简洁有效。类似的研究方法在科学教材中广泛存在:如砝码被提升的高度表示电功的多少;灯的明亮程度表示电功率的大小;墨水的扩散现象表示分子的热运动……他们变抽象为形象、用有形替代无形,使学生能更有效地掌握科学知识。
四、转换法在科学技术史教育中的应用
把科学技术史有机地融入科学课程,是当今世界各国科学教育界所大力提倡的,主要是作为学生学习科学的一种补充手段。在科学技术史教育的过程中,学生能了解科学家们科学发现过程中所涉及的科学研究方法,品味其非凡的想象力。其中转换法就是他们常用的,重要的研究方法。
例如:磁场对电流的作用。
初中学生学习了奥斯特实验后,了解到电流的周围存在磁场(通电导体周围的小磁针发生偏转,这也是一种转换法)。那么磁场对电流有没有作用?如何知道?作用的大小又同哪些因素有关?科学家为此设计了如下实验:
通电导体在磁场中运动,说明它受到磁场力的作用。该实验把抽象的磁场对电流的作用转化为通电导体在磁场中的运动,化抽象为直观、化复杂为简单,体现了“转换法”在科学技术史教育中的重大价值。
授人以鱼不如授人以渔。我们教师自觉地将转换法思想潜移默化、润物无声地渗透到日常教学中,让学生在学习活动中体验,有利于培养学生的科学探究精神及科学思维习惯,提高学生的科学素养。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.《义务教育初中科学课程标准2011年版》.北京师范大学出版社,2012年1月
[2]袁运开.科学.华东师范大学出版社,2012年6月
[3]袁运开.科学教师用书.华东师范大学出版社,2012年6月
关键词:研究方法;转换法;科学教学;科学素养
《义务教育初中科学课程标准2011年版》指出:初中科学课程是以对科学本质的认识为基础,以提高学生科学素养为宗旨的综合课程。它要求我们在平时的教学过程中要注重对研究方法的指导。初中科学常见的研究方法有:理想模型法、类比法、等效法、控制变量法、转换法等。下面结合我的教学实践,谈谈转换法在初中科学教学中应用的几点粗浅心得。
一、什么是转换法
“转换法”是指在保证效果相同的前提下,将一些看不见摸不着的物理现象,不易观察的物理过程或不易直接测量的物理量转化成非常直观的现象、过程或易测量的物理量进行测量的方法。在科学教学的各个环节中,注重“转换法”的渗透与应用,有利于培养学生的科学探究精神及科学思维习惯,提高学生科学素养。
二、转换法在概念教学中的应用
概念具有一定的抽象性,学生往往由于缺乏相应的感性认识,容易形成学习思维障碍。因此在概念教学中渗透转换法,有助于理解物理概念,化抽象为直观。
例如 :“物质比热容”概念的教学
华师大版九年级教材中,物质比热容指:单位质量的某种物质,温度每升高1℃(或降低1℃)所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。物质的比热容反映了物质吸热本领或放热本领大小的物理量,与物质种类和状态有关。但要让学生认识并理解物质的这种性质,就需要将陌生复杂的问题转换成熟悉简单的问题,即转换为直观的现象。
教师把初温相同,质量相同的水和煤油用相同的酒精灯加热。如图:
引导学生观察:①加热相同的时间,哪杯中的温度计示数大?说明什么?②两杯液体升高相同温度,哪杯液体酒精灯加热时间长?说明什么?
学生初次接触比热容概念,需要教师提供直观、形象的感性材料。此实验中,教师将抽象的比热容概念,通过温度计示数的变化、酒精灯加热时间的长短直观地呈现出来。学生通过这些现象建立起比热容的概念,认识到比热容是物质的一种属性,比热容大小表示物质吸热能力的大小。相同质量的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的物质升温慢,相同质量的不同物质,升高相同的温度,比热容大的物质能吸收更多的热量。
三、转换法在科学探究中的应用
新课程基本理念之一:体现科学探究的精神。科学探究是科学的本质特征,具有重要的教育价值。它不仅可以使学生更深刻地理解科学知识、更好地掌握科学方法,而且使学生得以亲身体会科学精神的实质,培养科学情感、态度与价值观,从而更有效地提高科学素养。
在科学探究过程中,有一些物理性质或物理量,由于其自身属性的关系,难以用仪器直接测量出来,这时就要灵活运用“转换法”,在等效的前提下,把不易测量的物理量转换为方便测量的物理量。
例如 液体内部的压强同哪些因素有关
学生猜想:液体内部的压强可能同液体的深度有关,可能同液体的密度有关,还可能……
实验设计:压强表示压力的作用效果,如何直观地显示出这种物理规律?如何比较液体内部压强的大小?教师引导学生通过观察压强计U型管内液柱的高度差来比较液体内部压强的大小。
进行实验:如图所示连接装置,按实验步骤进行实验,收集数据并记录在表格中。
交流与评价:U型管内液柱高度差越大,液体内部压强越大。所以液体内部压强同液体密度和深度有关。
液体内部压强看不见,摸不着。在此例中,以U型管内液柱有高度差的方式,来直接显示出来,非常简洁有效。类似的研究方法在科学教材中广泛存在:如砝码被提升的高度表示电功的多少;灯的明亮程度表示电功率的大小;墨水的扩散现象表示分子的热运动……他们变抽象为形象、用有形替代无形,使学生能更有效地掌握科学知识。
四、转换法在科学技术史教育中的应用
把科学技术史有机地融入科学课程,是当今世界各国科学教育界所大力提倡的,主要是作为学生学习科学的一种补充手段。在科学技术史教育的过程中,学生能了解科学家们科学发现过程中所涉及的科学研究方法,品味其非凡的想象力。其中转换法就是他们常用的,重要的研究方法。
例如:磁场对电流的作用。
初中学生学习了奥斯特实验后,了解到电流的周围存在磁场(通电导体周围的小磁针发生偏转,这也是一种转换法)。那么磁场对电流有没有作用?如何知道?作用的大小又同哪些因素有关?科学家为此设计了如下实验:
通电导体在磁场中运动,说明它受到磁场力的作用。该实验把抽象的磁场对电流的作用转化为通电导体在磁场中的运动,化抽象为直观、化复杂为简单,体现了“转换法”在科学技术史教育中的重大价值。
授人以鱼不如授人以渔。我们教师自觉地将转换法思想潜移默化、润物无声地渗透到日常教学中,让学生在学习活动中体验,有利于培养学生的科学探究精神及科学思维习惯,提高学生的科学素养。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.《义务教育初中科学课程标准2011年版》.北京师范大学出版社,2012年1月
[2]袁运开.科学.华东师范大学出版社,2012年6月
[3]袁运开.科学教师用书.华东师范大学出版社,2012年6月