——以落实转化法为例
吴猛 北京市三里屯一中 北京 100022；吴兴付 中国音乐学院附属北京实验学校 北京 100101
摘 要：科学方法教育是中学物理教学的重要内容。我国目前物理教学中科学方法教育还存在不足。物理学是以实验为基础的自然科学，实验既是学习物理的重要内容，同时也为激发学生的学习兴趣、培养学生的动手能力提供了重要的教学资源。因此以实验作为物理科学方法教育的切入点是值得尝试和研究的。
关键词：科学方法 物理实验 转换法
中学物理教学既是科学教育的重要部分，又是落实素质教育的重要方面。而物理教学的重要组成部分是实验教学。霍尔顿认为物理学任何一部分基本内容的结构及发展都可以分解为三个因素：实验、物理思想、数学。在他的观点下，以知识为中心的物理教学理论形成并写入了物理教学法教科书。其表述形式为物理学知能结构图，如图1所示：
图1. 物理学知能结构图
张宪魁提出了知法并行的教学模式。这种方法的宏观模式是“一学习”“二模仿”“三创新”。对于具体的一节课，在课堂教学中如何体现物理科学方法教育？张宪魁提出了几项要求：一是根据学生的接受能力，要适当地提出有关的科学方法名词；二是除实验方法外，每一节课再突出1～2种常用的科学方法；三是教学过程中，可以根据实际情况采取隐性教育或显性教育，但是在总结时一定要进行显性教育，要明确提出本节课物理科学方法的具体内容与要求。
一、情境创设
演示实验一：泡沫热切割。
内容：提前准备一块泡沫，在泡沫表面贴上图案。实验前让学生摸摸电阻丝，确定是没有锯齿的。利用通电的电阻丝按照图案的形状切割泡沫。
教师：这根金属丝为什么能把泡沫轻松切开？学生可能回答：1.金属丝比较细，应该是利用增大压强的方法。2.应该是金属丝被通电后导致的。针对学生的回答，展示不同档位时金属丝的状态，可以看到调档后金属丝发红。针对这一现象验证了学生的第二种判断，电流通过导体时会产生热。
二、新课
1.教师：调档以后金属丝热得发红了，而电源线并没有被烧坏，针对这一现象我们可以提出什么可探究的科学性问题？学生：（1）电流通过导体产生的热与导体的电阻有关吗？（2）电流通过导体产生的热与通过导体的电流大小有关吗？教师：电流通过导体产生的热量还与什么因素有关呢？学生：还可能与通电的时间有关。教师：电流通过导体产生的热与这么多因素可能有关，我们只研究与其中一个因素的关系时应该用什么科学方法呢？学生：控制变量法。
2.探究电流通过导体产生的热量与电阻大小是否有关。教师：现在要探究电流通过导体产生的热量与电阻大小是否有关，该控制哪些物理量呢？如何控制？学生：（1）控制电流大小和通电时间。用电流表和机械停表监视，用滑动变阻器调节。（2）控制电流大小和通电时间。把两个电阻直接串联。教师：这两种方法哪个更好？为什么？学生：第二种方法更好，因为不需要使用电流表和机械停表了。教师：电流产生的热量怎么测量？有没有测量热量的仪器？学生：没有学过测量热量的仪器，只学过测量温度用的温度计。
3.介绍转换法的思想。教师：初二我们学习声音产生原因的时候，因为观察不到鼓面、音叉的振动，我们是怎么操作的？学生：在鼓面上放碎纸，观察碎纸。把音叉放水中，可以看看水花四溅。教师：我们在比较液体内部压强大小的时候，有测量液体内部压强的仪器吗？我们是怎样比较压强大小的？学生：没有测量液体内部压强大小的仪器，我们使用的是微小压强计，通过观察U型管内部液面高度差来比较液体内部压强大小。教师：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。
4.组装实验器材进行演示实验或分组实验。
5.用类似的方法我们可以继续探究通电导体产生的热量多少是否与电流大小有关、通电导体产生的热量多少是否与通电时间有关。
教师：通过实验表明，通电导体产生的热量多少与通过导体的电流大小、导体的电阻和通电时间有关。英国的物理学家焦耳做了大量的实验，确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，也就是焦耳定律：Q=I2Rt。
参考文献
[1]阎金铎 田世昆 中学物理教学概论[M].北京，人民教育出版社，1990，8。
[2]张宪魁 物理科学方法教育[M].中国海洋大学出版社，2015，6。
论文作者:吴猛 吴兴付
论文发表刊物:《中小学教育》2018年第312期
论文发表时间:2018/2/26
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