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《物理课程标准》要求,在突出科学探究的过程与方法的同时,要重视科学方法的指导,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,初中物理中常用的科学方法有:如控制变量法、建立模型法、替代法、分类法、转换法、类比法等。
一、控制变量法
就是某一物理问题受多个因素的影响时,通过控制其中某个因素不变,只让其中一个因素改变,看它对物理问题的影响,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。
例如,我们常见的弦乐器可以发出不同音调,那么弦乐器发音的音调与哪些因素有关呢?弦乐器的音调高低可能与弦的粗细、长短、弦的材料及弦的松紧等因素有关,我们先控制弦的长短、材料和松紧相同,让弦的粗细不同,比较粗细对音调的影响,然后使弦的粗细、材料和松紧相同,研究弦的长短对音调的影响,以此类推,逐步进行研究,最后进行分析从而得出正确的结论。
初中物理中利用控制变量法进行研究的问题很多,如,研究影响力的作用效果的因素;研究滑动摩檫力与哪些因素有关;研究液体内部的压强的影响因素;研究影响液体蒸发快慢的因素;研究物体吸热与哪些因素有关;研究影响电阻大小的因素;研究电流与电压、电阻的关系;研究影响电流热效应的因素;探究影响电流做功的因素;研究动能(势能)大小的影响因素;探究物体质量与体积的关系;探究压力作用效果等。
二、建立模型法
实际生活中的事物是错综复杂的,在用物理的规律对实际中的事物进行研究时,我们需要对它们进行必要的简化,忽略次要因素,以突出主要矛盾,以便于解决问题,用这种理想化的方法对实际中的事物进行简化,便可得到一系列的物理模型,这种方法可以帮助人们透过现象,从本质认识和处理问题。
例如,生活中简单机械有很多,它们的形状、用途、结构各异,要分别研究它们是难于实现的,初中物理中的杠杆就是简单机械的模型,有了这个模型,再去研究简单机械,就简单多了。
在初中物理中,通过建立模型,简化研究难度的内容很多,如,原子的核式模型;电路图;力的示意图;电动机和发电机模型;用水泵和水轮机使水管中水不停流动,其中水泵就是电池的模型,水压就是电压的模型;滑动变阻器就是生活中各种变阻器的模型等。
三、转换法
物理中有一些看不见、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来间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
如,苹果落地证明重力存在;马得堡半球实验可证明大气压的存在;影的形成、小孔成像可以说明光的直线传播;奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场;用细铁屑可以很清楚地显示磁场的分布;指南针证明地磁场的存在;扩散现象证明分子做无规则运动;铅块实验证明分子间引力的存在;运动或被举高的物体能对别的物体做功可证明它具有能,用铁球撞击木块,根据木块移动的距离可以知道铁球动能的大小,利用电磁铁吸引大头针的多少而知道电磁铁的磁性强弱等。
四、类比法
实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理,它是根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维方法,物理中的类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。
如,原子结构的模型中,原子核可以类比于太阳,核外电子类比于行星,它们在空间结构和运动方式上都是相似的、利用水流类比电流、利用水压类比电压、照相机类比人的眼睛、电能使电灯发光,同时产生内能散失在空气中,但这些内能无法自动转化为电能类比能量的转化和转移具有方向性、利用水波类比电磁波、利用永久磁体的磁场分布情况类比通电螺线管周围的磁场分布等。
五、比较法
许多物理现象和物理规律具有相似之处,但又有本质的区别,我们要认识它们有一定的难度,但我们如果通过深入观察、思考和分析,找出研究对象的相同点和不同点,就能很好的区别它们,这也是认识事物的一种基本方法。
如,磁体与带电体、电动机和发电机、相同功率的白炽灯和电烙铁的发热情况、电压表和电流表的接线和读数方法、定滑轮和动滑轮、功和功率以及机械效率、相互作用力和平衡力、压力和重力、各种摩擦力、压力和压强、固体和液体气体的压强、运动和静止、光的发射和折射、噪声和乐音的区别和联系等等。
综上所述,科学方法在初中物理中使用较为广泛,是我们当前学习和今后继续学习的重要利器,对科学方法的学习和考查体现着一种新的教学理念,它有利于培养学生的科学探究精神、实践能力和创新意识,随着新课程标准的实施,科学方法是今后中考命题的热点。
一、控制变量法
就是某一物理问题受多个因素的影响时,通过控制其中某个因素不变,只让其中一个因素改变,看它对物理问题的影响,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。
例如,我们常见的弦乐器可以发出不同音调,那么弦乐器发音的音调与哪些因素有关呢?弦乐器的音调高低可能与弦的粗细、长短、弦的材料及弦的松紧等因素有关,我们先控制弦的长短、材料和松紧相同,让弦的粗细不同,比较粗细对音调的影响,然后使弦的粗细、材料和松紧相同,研究弦的长短对音调的影响,以此类推,逐步进行研究,最后进行分析从而得出正确的结论。
初中物理中利用控制变量法进行研究的问题很多,如,研究影响力的作用效果的因素;研究滑动摩檫力与哪些因素有关;研究液体内部的压强的影响因素;研究影响液体蒸发快慢的因素;研究物体吸热与哪些因素有关;研究影响电阻大小的因素;研究电流与电压、电阻的关系;研究影响电流热效应的因素;探究影响电流做功的因素;研究动能(势能)大小的影响因素;探究物体质量与体积的关系;探究压力作用效果等。
二、建立模型法
实际生活中的事物是错综复杂的,在用物理的规律对实际中的事物进行研究时,我们需要对它们进行必要的简化,忽略次要因素,以突出主要矛盾,以便于解决问题,用这种理想化的方法对实际中的事物进行简化,便可得到一系列的物理模型,这种方法可以帮助人们透过现象,从本质认识和处理问题。
例如,生活中简单机械有很多,它们的形状、用途、结构各异,要分别研究它们是难于实现的,初中物理中的杠杆就是简单机械的模型,有了这个模型,再去研究简单机械,就简单多了。
在初中物理中,通过建立模型,简化研究难度的内容很多,如,原子的核式模型;电路图;力的示意图;电动机和发电机模型;用水泵和水轮机使水管中水不停流动,其中水泵就是电池的模型,水压就是电压的模型;滑动变阻器就是生活中各种变阻器的模型等。
三、转换法
物理中有一些看不见、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来间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
如,苹果落地证明重力存在;马得堡半球实验可证明大气压的存在;影的形成、小孔成像可以说明光的直线传播;奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场;用细铁屑可以很清楚地显示磁场的分布;指南针证明地磁场的存在;扩散现象证明分子做无规则运动;铅块实验证明分子间引力的存在;运动或被举高的物体能对别的物体做功可证明它具有能,用铁球撞击木块,根据木块移动的距离可以知道铁球动能的大小,利用电磁铁吸引大头针的多少而知道电磁铁的磁性强弱等。
四、类比法
实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理,它是根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维方法,物理中的类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。
如,原子结构的模型中,原子核可以类比于太阳,核外电子类比于行星,它们在空间结构和运动方式上都是相似的、利用水流类比电流、利用水压类比电压、照相机类比人的眼睛、电能使电灯发光,同时产生内能散失在空气中,但这些内能无法自动转化为电能类比能量的转化和转移具有方向性、利用水波类比电磁波、利用永久磁体的磁场分布情况类比通电螺线管周围的磁场分布等。
五、比较法
许多物理现象和物理规律具有相似之处,但又有本质的区别,我们要认识它们有一定的难度,但我们如果通过深入观察、思考和分析,找出研究对象的相同点和不同点,就能很好的区别它们,这也是认识事物的一种基本方法。
如,磁体与带电体、电动机和发电机、相同功率的白炽灯和电烙铁的发热情况、电压表和电流表的接线和读数方法、定滑轮和动滑轮、功和功率以及机械效率、相互作用力和平衡力、压力和重力、各种摩擦力、压力和压强、固体和液体气体的压强、运动和静止、光的发射和折射、噪声和乐音的区别和联系等等。
综上所述,科学方法在初中物理中使用较为广泛,是我们当前学习和今后继续学习的重要利器,对科学方法的学习和考查体现着一种新的教学理念,它有利于培养学生的科学探究精神、实践能力和创新意识,随着新课程标准的实施,科学方法是今后中考命题的热点。