浙江省宁波市初中科教育教学评比获奖论文 浅谈初中科学探究中的思维方法.doc

浅谈初中科学探究中的思维方法 摘要：科学探究的过程充满了理性思维的火花，许多的思维方法凝聚着科学家的智慧和创造。在初中科学教学过程中，展示探究过程中的思维方法，能增进学生对科学探究的理解，提高学生的科学素养。 关键词：思维方法 探究 当今社会是学习化的社会，人们要在社会上立足就必须更多的学习必备的科学知识，以顺应时代的要求。学校教育应重视学生的终身能力的培养，在诸多的能力培养中，创造能力是核心，而创造能力的关键是突出科学探究。 在科学课程中，学生体验科学探究的过程，学会一定的科学思维方法，以解决自身学习、生活、工作和社会决策中遇到的问题，为学生的终身发展奠定基础。 科学探究中的思维方法有许多，常见的有模拟法、转换法、变量控制法、比较法、累积法、守恒法、放大法、极限法、替代法等。下面就几种重要的思维方法进行一下分析。 一、模拟法 模拟法是通过设计与原型（自然现象或过程）相似的模型，并利用该模型来间接的研究原型规律的方法。此法可使事过境迁或稍纵即逝的自然现象或过程在实验室重现，可使不能直接进行实验观测的对象在模拟的条件下“实在化”。 例如，《昼夜的成因》一节里的活动“昼夜交替的演示”：用一个台灯代表太阳，用一个乒乓球代表地球，用一个长而粗的针沿乒乓球的一条直径穿过乒乓球代表地球自转轴。在乒乓球上画一红点并在离台灯稍远处对准灯泡，将粗针与水平线倾斜成66.5°，缓慢转动乒乓球，每当乒乓球转过一周，就形成红点的明暗交替一次。这个现象就模拟了昼夜交替的成因。 又比如，在研究磁体周围的磁感线分布时，因为磁感线实际不存在，在磁体周围均匀地散布细铁屑，通过细铁屑的规则排列形象地模拟磁体周围的磁感线。 二、转换法 2000多年前，希腊学者阿基米德在思考如何鉴别王冠的含金量时，从洗澡时浴缸向外溢水的现象中受到启发，归纳液体中物体受到浮力的规律时，把物体受到的浮力转换为物体排开水的重力。（《阿基米德原理》——活动：“探究浮力的大小”） 从阿基米德的思维方法中，我们可以领悟出一个解决问题的方法，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，我们把这种方法叫转换法。 例如，HCl和NaOH溶液反应时，没有明显的实验现象，如何用实验证明确实反应了？可以根据反应物与生成物的不同化学性质，借助酸碱指示剂来显示反应的进行。可将酚酞滴入NaOH溶液中（溶液变成红色），再滴入HCl至红色褪去。 又例如，分子的热运动肉眼看不见，摸不着，不便于研究，但我们可以通过研究墨水的扩散现象来认识它。（《物体的内能》——活动：“观察墨水滴在清水中的扩散”） 再如，测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积，测曲线的长短时转换成细棉线的长度等等，均应用了转换法。 三、变量控制法 所谓变量控制法，就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题。它是科学探究中常用的思维方法之一。 例如，探究影响压力作用效果的因素，我们可以保持压力大小不变，改变受力面积，从而得出压力的作用效果（压强）大小与受力面积的大小成反比的关系。（《压强》——活动：“压力的作用效果”） 又例如，探究电流和电阻的关系，我们可以保持电压不变，控制电阻的大小，再测出各个电阻值所对应的电流大小，从而可以得知电压一定时，经过导体的电流与导体的电阻成反比。（《欧姆定律》——活动：“研究相同电压下不同导体中电流与它的电阻的关系”） 再如，探究种子萌发的条件，假设种子萌发的外界条件是水分、氧气和适宜温度，在对实验方案进行设计时，可以设置一对照组和三实验组，每种处理用3粒种子（种子饱满，无病虫害，大小基本一致），增加实验成功的把握。 四、比较法 比较是人们常用的思维方法，是找出事物之间的差异点和共同点的思维方法，通过事物间相同特征或相异特征的比较，揭示事物的本质和区别。 例如，电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成，水压使水管中形成了水流进行类比，学生在教师的引导下，联想到：水压迫使水沿着一定的方向流动，使水管中形成了水流；类似的，电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流，从而得出电压是形成电流的原因的结论。水泵是提供水压的装置；类似的，电源是提供电压的装置。（《电流、电压》——思考与讨论：“电源电压”） 又例如，物质的变化，就其本质而言，分为两类：物理变化和化学变化。为帮助学生正确且形象地建立起新概念，教师设计两组实验活动，并通过记录比较变化前后的物质得出：有无新物质产生是两者的本