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《物理课程标准》要求,在突出科学探究内容的同时,重视研究方法的指导,使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中,逐渐拓宽视野,初步领悟到科学研究方法的真谛。巴甫洛夫认为:“重要的是科学方法,科学是思想的总结,认识一个科学家的方法远比认识他的成果价值要大。”为培养学生科学探究精神、实践能力和创新意识,帮助学生提高素质,我们在教学中要十分重视科学方法的培养。
初中物理涉及到的研究方法有很多,以下试举数例加以说明。
一、控制变量法
自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的,因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共同起作用的。要想精确地把握研究对象的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单个自然条件下整体观察研究对象是远远不够的,还必须对研究对象施加人为的影响,造成特定的便于观察的条件,这就是“控制变量”的方法。
在初中物理实验过程中,控制变量法是一种最常用、非常有效的探索客观物理规律的科学方法,其在初中物理教材中的应用有:
1.研究蒸发的快慢与哪些因素的有关;
2.研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;
3.研究液体压强与哪些因素有关;
4.研究浮力大小与哪些因素有关;
5.研究压力的作用效果与哪些因素有关;
6.研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关;
7.研究动能、重力势能大小与哪些因素有关;
8.研究导体的电阻与哪些因素有关;
9.研究电阻一定、电流与电压的关系;
10.研究电压一定、电流和电阻的关系;
11.研究电流做功的多少与哪些因素有关系;
12.研究电流的热效应与哪些因素有关;
13.研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系;
14.研究物体吸收放热的多少与哪些因素有关;
15.研究电功大小与哪些因素有关;
16.研究通电螺线管的极性与哪些因素有关;
17.研究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关;
18.研究感应电流的方向与哪些因素有关;
19.研究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。
二、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,学生不仅能顺利得出结论,而且容易接受和理解。
在初中物理教材中的应用有:
1.研究串、并联电路时,引入总电阻的概念;
2.等效替代法测电阻;
3.滑动摩擦力的测量;
4.“曹冲称象”;
5.通过导体时产生的一些现象(如小灯泡发光)来确定是否有电流通过;
6.研究大气压的值时,用水银柱高所产生的压强来研究大气压;
7.在平面镜成像的实验中用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同。
三、推理法
有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论。
在初中物理教材中的应用有:
1.研究声音不能在真空中传播;
2.研究牛顿第一定律。
四、类比与归纳法
类比法是指由一类事物所具有的属性,可以推出与其类似的事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法。从一般性较小的前提出发,推出一般性较大的结论的推理方法叫归纳法。在科学研究中,归纳法发挥着重要的作用,许多物理概念、定律及规律的获得都是借助了归纳法的力量,由实验(演示实验或学生实验)归纳获得的。
在初中物理教材中的应用有:
1.研究电流和电压时,用水流和水压类比;
2.用水波类比声波;
3.类比磁极间和电荷间的相互作用。
大多数定理和规律的提出都应用了归纳法,比如铜能导电、银能导电、锌能导电,则归纳出金属能导电。在实验中为了验证一个物理规律或定理,我们要反复地通过实验来验证它的正确性;然后归纳、分析整理得出正确的结论。在阿基米德原理中,为了验证F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳、整理均得出F浮=G排,于是我们验证了阿基米德原理的正确性,使用的正是这种方法。
五、图像法
图像是一个数学概念,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,因此图像在物理中有着广泛的应用。在实验中,运用图像来处理实验数据,探究内在的物理规律,具有独特之处。
在初中物理教材中的应用有:
1.固体的熔化和液体的凝固图像;
2.研究欧姆定律的电压与电流图像;
3.研究物体匀速直线运动的路程与时间图像;
4.液体的沸腾实验图像;
5.探究物质的密度的图像。
六、转换法
对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身,通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等去认识事物的方法。
在初中物理教材中的应用有:
1.用细线测量地图上铁路线的长度,直尺和三角板测硬币的直径;
2.用小磁针研究磁场方向;
3.用电磁铁吸引大头针的多少来比较磁性的强弱;
4.根据电灯的亮暗程度比较电流的功率;
5.通过比较电流的大小来比较电阻的大小;
6.通过观察木块被运动物体撞击后移动的距离大小来比较物体动能的大小;
7.通过观察木桩被打入沙中的深浅来比较重物的重力势能的大小;
8.通过墨水滴入水中的扩散现象来说明分子的运动特点;
9.通过物体形变量的大小来说明物体受力的大小。
研究方法多种多样,每一种方法都有自己的特点。在指导学生研究物理现象、概念和规律时,教师应潜移默化地渗透科学研究方法,正确地认识各种教学方法的功能和效果,在具体教学过程中,根据实际情况选择不同的教学方法。
另外,研究某些物理知识或物理规律,并不是仅仅用到一种方法,往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法(观察电流表的示数)、转换法(把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小)、归纳法(将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起)和控制变量法(在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积)等方法。可见,物理的科学方法题无法细致分类,我们在教学过程中应注意培养学生的综合能力。
参考文献:
[1]高贵书,杨德元.从一道试题谈初中物理研究方法.中国民族教育,2006.2.
[2]黄生强.例谈中考物理研究方法类试题.物理教学探讨,2005.5.
初中物理涉及到的研究方法有很多,以下试举数例加以说明。
一、控制变量法
自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的,因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共同起作用的。要想精确地把握研究对象的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单个自然条件下整体观察研究对象是远远不够的,还必须对研究对象施加人为的影响,造成特定的便于观察的条件,这就是“控制变量”的方法。
在初中物理实验过程中,控制变量法是一种最常用、非常有效的探索客观物理规律的科学方法,其在初中物理教材中的应用有:
1.研究蒸发的快慢与哪些因素的有关;
2.研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;
3.研究液体压强与哪些因素有关;
4.研究浮力大小与哪些因素有关;
5.研究压力的作用效果与哪些因素有关;
6.研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关;
7.研究动能、重力势能大小与哪些因素有关;
8.研究导体的电阻与哪些因素有关;
9.研究电阻一定、电流与电压的关系;
10.研究电压一定、电流和电阻的关系;
11.研究电流做功的多少与哪些因素有关系;
12.研究电流的热效应与哪些因素有关;
13.研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系;
14.研究物体吸收放热的多少与哪些因素有关;
15.研究电功大小与哪些因素有关;
16.研究通电螺线管的极性与哪些因素有关;
17.研究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关;
18.研究感应电流的方向与哪些因素有关;
19.研究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。
二、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,学生不仅能顺利得出结论,而且容易接受和理解。
在初中物理教材中的应用有:
1.研究串、并联电路时,引入总电阻的概念;
2.等效替代法测电阻;
3.滑动摩擦力的测量;
4.“曹冲称象”;
5.通过导体时产生的一些现象(如小灯泡发光)来确定是否有电流通过;
6.研究大气压的值时,用水银柱高所产生的压强来研究大气压;
7.在平面镜成像的实验中用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同。
三、推理法
有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论。
在初中物理教材中的应用有:
1.研究声音不能在真空中传播;
2.研究牛顿第一定律。
四、类比与归纳法
类比法是指由一类事物所具有的属性,可以推出与其类似的事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法。从一般性较小的前提出发,推出一般性较大的结论的推理方法叫归纳法。在科学研究中,归纳法发挥着重要的作用,许多物理概念、定律及规律的获得都是借助了归纳法的力量,由实验(演示实验或学生实验)归纳获得的。
在初中物理教材中的应用有:
1.研究电流和电压时,用水流和水压类比;
2.用水波类比声波;
3.类比磁极间和电荷间的相互作用。
大多数定理和规律的提出都应用了归纳法,比如铜能导电、银能导电、锌能导电,则归纳出金属能导电。在实验中为了验证一个物理规律或定理,我们要反复地通过实验来验证它的正确性;然后归纳、分析整理得出正确的结论。在阿基米德原理中,为了验证F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳、整理均得出F浮=G排,于是我们验证了阿基米德原理的正确性,使用的正是这种方法。
五、图像法
图像是一个数学概念,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,因此图像在物理中有着广泛的应用。在实验中,运用图像来处理实验数据,探究内在的物理规律,具有独特之处。
在初中物理教材中的应用有:
1.固体的熔化和液体的凝固图像;
2.研究欧姆定律的电压与电流图像;
3.研究物体匀速直线运动的路程与时间图像;
4.液体的沸腾实验图像;
5.探究物质的密度的图像。
六、转换法
对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身,通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等去认识事物的方法。
在初中物理教材中的应用有:
1.用细线测量地图上铁路线的长度,直尺和三角板测硬币的直径;
2.用小磁针研究磁场方向;
3.用电磁铁吸引大头针的多少来比较磁性的强弱;
4.根据电灯的亮暗程度比较电流的功率;
5.通过比较电流的大小来比较电阻的大小;
6.通过观察木块被运动物体撞击后移动的距离大小来比较物体动能的大小;
7.通过观察木桩被打入沙中的深浅来比较重物的重力势能的大小;
8.通过墨水滴入水中的扩散现象来说明分子的运动特点;
9.通过物体形变量的大小来说明物体受力的大小。
研究方法多种多样,每一种方法都有自己的特点。在指导学生研究物理现象、概念和规律时,教师应潜移默化地渗透科学研究方法,正确地认识各种教学方法的功能和效果,在具体教学过程中,根据实际情况选择不同的教学方法。
另外,研究某些物理知识或物理规律,并不是仅仅用到一种方法,往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法(观察电流表的示数)、转换法(把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小)、归纳法(将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起)和控制变量法(在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积)等方法。可见,物理的科学方法题无法细致分类,我们在教学过程中应注意培养学生的综合能力。
参考文献:
[1]高贵书,杨德元.从一道试题谈初中物理研究方法.中国民族教育,2006.2.
[2]黄生强.例谈中考物理研究方法类试题.物理教学探讨,2005.5.