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摘 要 义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程。文章以2013教育部审定人教版义务教育教科书《物理》中所涉及的常用研究方法进行列举,将“教材内容”转化为“教学内容”,以提高教师基于物理学科核心素养的教学站位。
关键词 初中;物理教材;常用;研究方法
中图分类号:H32/37,C3 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2019)16-0072-01
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程,让学生经历实验探究过程,学习科学知识和科学探究方法,提高分析问题及解决问题的能力。教学中借助于必要的教学素材渗透物理研究方法,从而使学生具有终身发展的关键能力。现就2013教育部审定人教版义务教育教科书《物理》中所涉及的常用研究方法进行归类,以提高教师基于物理学科核心素养的教学站位。
方法一 控制变量法
定义:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
举例:研究蒸发的快慢与哪些因素的有关时,控制温度、液体表面积一定,改变液体表面空气流动速度,得出蒸发的快慢与液体表面空气流动速度的关系,多次控制不同的变量,逐步得出蒸发的快慢与温度、液体表面积的关系;研究电流与电压、电阻的关系时,控制电压一定,改变电阻,得出电流与电阻的关系,再次控制不同变量,得出电流与电压的关系等。
方法二 转换法
定义: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。
举例:测不规则小石块的体积转换成测小石块排开水的体积;测量滑动摩擦力转换成测拉力的大小;大气压强的测量转换成求被大气压托起的水银柱的压强;通过电流的效应来判断电流的存在;通过磁场的效应来证明磁场的存在;研究电热与电流、电阻的因素时,将电热的多少转换成观察液柱上升的高度;研究动能与什么因素有关,将动能的大小转换成观察小球运动的远近等。
方法三 等效替代法
定义:在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下,将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法,这就是等效替代法。
舉例:研究串、并联电路的总电阻,用一个等效电阻替代总电阻;研究平面镜成像特点,用完全相同的另一根蜡烛等效替代蜡烛的像等。
方法四 归纳法
定义:由一定程度的关于个别事物的观点过渡到范围较大的观点,由特殊具体的事例推导出一般原理、原则的解释方法,这就是归纳法。
方法五 理想化物理模型法
定义:实际现象和过程一般都十分复杂的,涉及到众多的因素,采用模型方法对学习和研究起到简化的作用,这就是理想化物理模型法。
举例:求液体对竖直的容器底的压强的时候,选一个液柱作为研究的对象简化;学习光线,使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化;研究连通器的特点,在某一位置取了一个液面,研究该液面所受到的压强和压力,将问题简化;磁感线是不存在的一条线,为了便于研究磁场人为的引入了一条线,将问题简化;力的示意图、杠杆、原子核式结构等均用到理想化物理模型法等。
方法六 图像法
定义:利用图象这种特殊且形象的数学语言工具,来表达各种现象的过程和规律,这种方法称为图象法。
举例:速度-时间图象;晶体熔化和凝固过程时间-温度图象;重力-质量图像;电流-电压图像等。
方法七 类比法
定义:由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法,这就是类比法。
举例:分子动能与物体的动能进行类比;研究串并联电路电流、电压关系,电流类比水流,电压类比水压;探究分子间的作用力用弹簧来类比等。
方法八 放大法
定义:物理实验中常遇到一些微小物理量的测量。为提高测量精度,常需要采用合适的放大方法,选用相应的测量装置将被测量进行放大后再进行测量,这就是放大法。常用的放大法有累计放大法、形变放大法、光学放大法等。
方法九 累积法
定义:把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法,将小量变大量,不仅可以便于测量,而且还可以提高测量的准确程度,减小误差,这种方法就是累积法。
方法十 比较法
定义:通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点,这就是比较法,也叫对比法。
参考文献:
[1]肖川.义务教育物理课程标准(2011年版)解读.武汉:湖北教育出版社,2012(2).
关键词 初中;物理教材;常用;研究方法
中图分类号:H32/37,C3 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2019)16-0072-01
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程,让学生经历实验探究过程,学习科学知识和科学探究方法,提高分析问题及解决问题的能力。教学中借助于必要的教学素材渗透物理研究方法,从而使学生具有终身发展的关键能力。现就2013教育部审定人教版义务教育教科书《物理》中所涉及的常用研究方法进行归类,以提高教师基于物理学科核心素养的教学站位。
方法一 控制变量法
定义:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
举例:研究蒸发的快慢与哪些因素的有关时,控制温度、液体表面积一定,改变液体表面空气流动速度,得出蒸发的快慢与液体表面空气流动速度的关系,多次控制不同的变量,逐步得出蒸发的快慢与温度、液体表面积的关系;研究电流与电压、电阻的关系时,控制电压一定,改变电阻,得出电流与电阻的关系,再次控制不同变量,得出电流与电压的关系等。
方法二 转换法
定义: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。
举例:测不规则小石块的体积转换成测小石块排开水的体积;测量滑动摩擦力转换成测拉力的大小;大气压强的测量转换成求被大气压托起的水银柱的压强;通过电流的效应来判断电流的存在;通过磁场的效应来证明磁场的存在;研究电热与电流、电阻的因素时,将电热的多少转换成观察液柱上升的高度;研究动能与什么因素有关,将动能的大小转换成观察小球运动的远近等。
方法三 等效替代法
定义:在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下,将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法,这就是等效替代法。
舉例:研究串、并联电路的总电阻,用一个等效电阻替代总电阻;研究平面镜成像特点,用完全相同的另一根蜡烛等效替代蜡烛的像等。
方法四 归纳法
定义:由一定程度的关于个别事物的观点过渡到范围较大的观点,由特殊具体的事例推导出一般原理、原则的解释方法,这就是归纳法。
方法五 理想化物理模型法
定义:实际现象和过程一般都十分复杂的,涉及到众多的因素,采用模型方法对学习和研究起到简化的作用,这就是理想化物理模型法。
举例:求液体对竖直的容器底的压强的时候,选一个液柱作为研究的对象简化;学习光线,使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化;研究连通器的特点,在某一位置取了一个液面,研究该液面所受到的压强和压力,将问题简化;磁感线是不存在的一条线,为了便于研究磁场人为的引入了一条线,将问题简化;力的示意图、杠杆、原子核式结构等均用到理想化物理模型法等。
方法六 图像法
定义:利用图象这种特殊且形象的数学语言工具,来表达各种现象的过程和规律,这种方法称为图象法。
举例:速度-时间图象;晶体熔化和凝固过程时间-温度图象;重力-质量图像;电流-电压图像等。
方法七 类比法
定义:由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法,这就是类比法。
举例:分子动能与物体的动能进行类比;研究串并联电路电流、电压关系,电流类比水流,电压类比水压;探究分子间的作用力用弹簧来类比等。
方法八 放大法
定义:物理实验中常遇到一些微小物理量的测量。为提高测量精度,常需要采用合适的放大方法,选用相应的测量装置将被测量进行放大后再进行测量,这就是放大法。常用的放大法有累计放大法、形变放大法、光学放大法等。
方法九 累积法
定义:把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法,将小量变大量,不仅可以便于测量,而且还可以提高测量的准确程度,减小误差,这种方法就是累积法。
方法十 比较法
定义:通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点,这就是比较法,也叫对比法。
参考文献:
[1]肖川.义务教育物理课程标准(2011年版)解读.武汉:湖北教育出版社,2012(2).