1 控制變量法:這個(gè)應(yīng)該是最常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)方法。
例如,在“探究壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”、“探究電流與電阻的關(guān)系”、“研究弦樂(lè)器的音調(diào)與弦的松緊、長(zhǎng)短和粗細(xì)的關(guān)系”等實(shí)驗(yàn)中都用到了該實(shí)驗(yàn)方法。
2 類比法:例如,在學(xué)習(xí)電流時(shí),為了更好地理解,與生活中熟悉的水流作類比。
實(shí)驗(yàn)+推理法:有些理論只有在理想空間里才能通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出,此時(shí),我們可以在現(xiàn)實(shí)條件實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來(lái)這些理論。
例如,在初二我們學(xué)過(guò)牛頓第一定律:一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。我們知道,物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中必定會(huì)受到阻力作用,但是我們通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),可以推出這一結(jié)論。
3 描述法:例如,在生活中是不存在光線的,我們?yōu)榱烁玫貙W(xué)習(xí)光,才引進(jìn)了“光線”這一詞。
4 轉(zhuǎn)換法:例如,我們?cè)趯W(xué)習(xí)“聲音是振動(dòng)產(chǎn)生的”這一知識(shí)時(shí),我們把音叉的微小振動(dòng)轉(zhuǎn)換為乒乓球的擺動(dòng)。使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更為明顯。
5 模型法:我們?cè)趯W(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)時(shí),為了更好地認(rèn)識(shí)原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),用太陽(yáng)系模型代表原子結(jié)構(gòu)。
擴(kuò)展資料:
物理實(shí)驗(yàn)是初高中階段物理課程中包含的相關(guān)實(shí)驗(yàn),包括電學(xué)實(shí)驗(yàn)、力學(xué)實(shí)驗(yàn)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)等等,常用于驗(yàn)證物理學(xué)科的定理定律。
實(shí)驗(yàn)物理是相對(duì)于理論物理而言,理論物理是從理論上探索自然界未知的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的學(xué)科。
理論物理的研究領(lǐng)域涉及粒子物理與原子核物理、統(tǒng)計(jì)物理、凝聚態(tài)物理、宇宙學(xué)等,幾乎包括物理學(xué)所有分支的基本理論問(wèn)題。而實(shí)驗(yàn)物理主要是從實(shí)驗(yàn)上來(lái)探索物質(zhì)世界和自然規(guī)律。
實(shí)驗(yàn)室使用守則
1、為保護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器和保持環(huán)境衛(wèi)生,學(xué)生必須脫鞋進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。
2、實(shí)驗(yàn)室是全校師生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研活動(dòng)的場(chǎng)所,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后要保持肅靜,遵守紀(jì)律。
3、做實(shí)驗(yàn)前,認(rèn)真聽(tīng)教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、步驟、儀器的性能操作、方法和注意事項(xiàng),認(rèn)真檢查所需儀器設(shè)備是否完好齊全,如有缺損要及時(shí)向教師報(bào)告。
4、實(shí)驗(yàn)時(shí)要遵守操作規(guī)程,按照實(shí)驗(yàn)步驟認(rèn)真操作。
5、實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意安全,防止意外發(fā)生。
6、愛(ài)護(hù)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備。
7、實(shí)驗(yàn)完畢要認(rèn)真清理儀器設(shè)備,關(guān)閉水源電源。
性質(zhì)
1.真理性:物理學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)揭示了自然界的奧秘,反映出物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律。
2.和諧統(tǒng)一性:神秘的太空中天體的運(yùn)動(dòng),在開(kāi)普勒三定律的描繪下,顯出多么的和諧有序。物理學(xué)上的幾次大統(tǒng)一,也顯示出美的感覺(jué)。牛頓用三大定律和萬(wàn)有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統(tǒng)一了。
麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一。愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程又把質(zhì)量和能量建立了統(tǒng)一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動(dòng)性實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一。愛(ài)因斯坦的相對(duì)論又把時(shí)間、空間統(tǒng)一了。
3.簡(jiǎn)潔性:物理規(guī)律的數(shù)學(xué)語(yǔ)言,體現(xiàn)了物理的簡(jiǎn)潔明快性。如:牛頓第二定律,愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程,法拉第電磁感應(yīng)定律。
4.對(duì)稱性:對(duì)稱一般指物體形狀的對(duì)稱性,深層次的對(duì)稱表現(xiàn)為事物發(fā)展變化或客觀規(guī)律的對(duì)稱性。如:物理學(xué)中各種晶體的空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)具有高度的對(duì)稱性。豎直上拋運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、波動(dòng)鏡像對(duì)稱、磁電對(duì)稱、作用力與反作用力對(duì)稱、正粒子和反粒子、正物質(zhì)和反物質(zhì)、正電和負(fù)電等。
5.預(yù)測(cè)性:正確的物理理論,不僅能解釋當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象,更能預(yù)測(cè)當(dāng)時(shí)無(wú)法探測(cè)到的物理現(xiàn)象。例如麥克斯韋電磁理論預(yù)測(cè)電磁波存在,盧瑟福預(yù)言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預(yù)言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預(yù)言電子的存在。
6.精巧性:物理實(shí)驗(yàn)具有精巧性,設(shè)計(jì)方法的巧妙,使得物理現(xiàn)象更加明顯。
參考資料:搜狗百科——物理實(shí)驗(yàn)
初中物理實(shí)驗(yàn)中的幾種科學(xué)方法一、控制變量法控制變量法是初中物理實(shí)驗(yàn)中常用的探索問(wèn)題和分析解決問(wèn)題的科學(xué)方法之一。
所謂控制變量法是指為了研究物理量同影響它的多個(gè)因素中的一個(gè)因素的關(guān)系,可將除了這個(gè)因素以外的其它因素人為地控制起來(lái),使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關(guān)系,得出結(jié)論,然后再綜合起來(lái)得出規(guī)律的方法。這種方法在整個(gè)初中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用比較普遍。
例如在人教版實(shí)驗(yàn)教科書《物理》(八年級(jí)上冊(cè))第一章第一節(jié)關(guān)于探究聲是怎樣傳播的實(shí)驗(yàn)中,就開(kāi)始滲透控制變量的思想。因?yàn)楣腆w、液體和氣體都是傳聲的介質(zhì),我們逐一研究它們分別可以傳聲時(shí),就必須控制其它兩個(gè)因素。
如果在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)就給學(xué)生恰當(dāng)?shù)攸c(diǎn)撥,提出:“把兩張課桌緊緊地挨在一起,一個(gè)同學(xué)輕敲桌面,另一個(gè)同學(xué)把耳朵貼在另一張桌子上,聽(tīng)到的敲擊聲為什么就能認(rèn)為是桌子傳來(lái)而不是空氣傳來(lái)的?”引導(dǎo)學(xué)生去分析比較,就能使學(xué)生體驗(yàn)到控制變量的思想。在接著的探究影響音調(diào)、響度等因素的實(shí)驗(yàn)中,把控制變量的思想對(duì)學(xué)生給予簡(jiǎn)要的介紹,就會(huì)使學(xué)生逐步領(lǐng)悟到控制變量法的實(shí)質(zhì)要領(lǐng),為以后的探究實(shí)驗(yàn)作好方法上的準(zhǔn)備。
在初中物理中,探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關(guān)系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素、決定壓力作用效果的因素等等實(shí)驗(yàn),運(yùn)用了控制變量法。二、等效替代法等效替代法是指在研究某一個(gè)物理現(xiàn)象和規(guī)律中,因?qū)嶒?yàn)本身的特殊限制或因?qū)嶒?yàn)器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質(zhì),而采取與之相似或有共同特征的等效現(xiàn)象來(lái)替代的方法。
這種方法若運(yùn)用恰當(dāng),不僅能順利得出結(jié)論,而且容易被學(xué)生接受和理解。例如,在探究平面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,用玻璃板替代了平面鏡,因兩者在成像特征上有共同之處,容易使學(xué)生接受,而玻璃板又是透明的,能通過(guò)它觀察到玻璃板后面的蠟燭,便于研究像的特點(diǎn),揭示出規(guī)律。
我們?cè)诮虒W(xué)中,在學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程的基礎(chǔ)上,教師注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方法的總結(jié),在思維方式上受到啟發(fā),他們以后遇到有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí),就會(huì)自覺(jué)地加以運(yùn)用。比如在學(xué)習(xí)伏安法測(cè)電阻之后,要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),在上述實(shí)驗(yàn)中缺少電壓表或電流表,其它器材不變,另有一個(gè)已知阻值的定值電阻供選用,要求測(cè)出未知電阻,應(yīng)該怎么辦?學(xué)生就可以用等效替代的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)了。
三、轉(zhuǎn)換法有的物理量不便于直接測(cè)量,有的物理現(xiàn)象不便于直接觀察,通過(guò)轉(zhuǎn)換為容易測(cè)量到與之相等或與之相關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象,從而獲得結(jié)論的方法。譬如,在研究電熱的功率與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,電流通過(guò)阻值不等的兩根電阻絲產(chǎn)生的熱量無(wú)法直接觀測(cè)和比較,而我們通過(guò)轉(zhuǎn)換為讓煤油吸熱,觀察煤油溫度變化情況,從而推導(dǎo)出那個(gè)電阻放熱多。
教學(xué)時(shí)不妨設(shè)計(jì)一問(wèn):為什么研究電熱的功率與電阻大小的關(guān)系時(shí),還用到似乎與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的煤油呢?引發(fā)學(xué)生的思考和討論,在小結(jié)出該實(shí)驗(yàn)中煤油的作用的基礎(chǔ)上,進(jìn)而再問(wèn):該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癫挥妹河投挠闷渌绞絹?lái)觀察電阻通電后的發(fā)熱情況?這樣促使學(xué)生思維得以發(fā)散,轉(zhuǎn)換的思維方法得到訓(xùn)練,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力也隨著提高了。在初中物理實(shí)驗(yàn)中,利用軟細(xì)繩測(cè)量地圖上鐵路線上的長(zhǎng)度、刻度尺和三角板配合測(cè)量硬幣的直徑、圓錐的高等,都運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法的思想。
四、類比法類比法是一種推理方法。為了把要表達(dá)的物理問(wèn)題說(shuō)清楚明白,往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物來(lái)類比要說(shuō)明的那些抽象的、無(wú)形的、陌生的事物,通過(guò)借助于一個(gè)比較熟悉的對(duì)象的某些特征,去理解和掌握另一個(gè)有相似性的對(duì)象的某些特征。
如:在研究電壓的作用時(shí),借助于看得見(jiàn)而學(xué)生比較熟悉的“水壓形成水流”的實(shí)驗(yàn)作類比,來(lái)揭示電壓是形成電流的原因。又比如在研究通電螺線管的磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)中,為準(zhǔn)確記憶通電螺線管的北極與電流方向的關(guān)系,以緊握的右拳頭類比為螺線管,四指為線圈并指向電流的方向,則大拇指所指的一端為北極。
這樣形象直觀很容易被學(xué)生理解記憶牢固。當(dāng)然,這里還可以用其他方式來(lái)類比,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,還可以找到更符合學(xué)生實(shí)際的類比方法。
人教版實(shí)驗(yàn)教科書《物理》(八年級(jí)下冊(cè))P64圖9.3—6就給人很好的啟示。五、圖象法圖象是一個(gè)數(shù)學(xué)概念,用來(lái)表示一個(gè)量隨另一個(gè)量的變化關(guān)系,很直觀。
由于物理學(xué)中經(jīng)常要研究一個(gè)物理量隨另一個(gè)物理量的變化情況,因此圖象在物理中有著廣泛的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)中,運(yùn)用圖象來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),探究?jī)?nèi)在的物理規(guī)律,具有獨(dú)特之處。
如:在探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律和水的沸騰情況的實(shí)驗(yàn)中,就是運(yùn)用圖象法來(lái)處理數(shù)據(jù)的。它形象直觀地表示了物質(zhì)溫度的變化情況,學(xué)生在親歷實(shí)驗(yàn)自主得出數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)描點(diǎn)、連線繪出圖象就能準(zhǔn)確地把握住晶體和非晶體的熔化特點(diǎn)、液體的沸騰特點(diǎn)了。
在其他的實(shí)驗(yàn)中,教師也可以有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生采用圖象來(lái)處理數(shù)據(jù)。例如在探究串聯(lián)電路中電流規(guī)律實(shí)驗(yàn)中,把各點(diǎn)作為橫軸、電流為縱軸,作出的圖象為水平直線,很直觀表示出串聯(lián)。
物理方法既是科學(xué)家研究問(wèn)題的方法,也是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中常用的方法,新課標(biāo)也要求學(xué)生掌握一些探究問(wèn)題的物理方法。
常見(jiàn)的物理方法
模型法 即將抽象的物理現(xiàn)象用簡(jiǎn)單易懂的具體模型表示。如用太陽(yáng)系模型代表原子結(jié)構(gòu),用簡(jiǎn)單的線條代表杠桿等。
疊加法 物理學(xué)中常常把微小的、不易測(cè)量的同一物理量疊加起來(lái),測(cè)量后求平均值的方法俗稱“疊加法”。
控制變量法 自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象,往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。決定某一個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律,必須設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來(lái),使它保持不變,然后來(lái)比較,研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系,這種研究問(wèn)題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。初中物理實(shí)驗(yàn)大多都用到了這種方法,如通過(guò)導(dǎo)體的電流I受到導(dǎo)體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí),需要保持電阻R不變。
實(shí)驗(yàn)+推理法 有一些物理現(xiàn)象,由于受實(shí)驗(yàn)條件所限,無(wú)法直接驗(yàn)證,需要我們先進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再進(jìn)行合理推理得出正確結(jié)論,這也是一種常用的科學(xué)方法。如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內(nèi),當(dāng)罩內(nèi)空氣被抽走時(shí),鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。
轉(zhuǎn)換法 一些看不見(jiàn),摸不著的物理現(xiàn)象,不好直接認(rèn)識(shí)它,我們常根據(jù)它們表現(xiàn)出來(lái)的看的見(jiàn)、摸的著的現(xiàn)象來(lái)間接認(rèn)識(shí)它們。如根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)認(rèn)識(shí)電流大小,根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)磁體有力的作用來(lái)認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)等。
等效法 在研究物理問(wèn)題時(shí),有時(shí)為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,常用一個(gè)物理量來(lái)代替其他所有物理量,但不會(huì)改變物理效果。如用合力替代各個(gè)分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對(duì)物體的各個(gè)壓力等。
描述法 為了研究問(wèn)題的方便,我們常用線條等手段來(lái)描述各種看不見(jiàn)的現(xiàn)象。如用光線來(lái)描述光,用磁感線來(lái)描述磁場(chǎng),用力的圖示描述力等。
類比法 在認(rèn)識(shí)一些物理概念時(shí),我們常將它與生活中熟悉且有共同特點(diǎn)的現(xiàn)象進(jìn)行類比,以幫助我們理解它。如認(rèn)識(shí)電流大小時(shí),用水流進(jìn)行類比。認(rèn)識(shí)電壓時(shí),用水壓進(jìn)行類比。
轉(zhuǎn)換法:將電流比作水流
替代法:量取硬幣的周長(zhǎng)用細(xì)線繞硬幣一圈再用刻度尺量細(xì)線的長(zhǎng)度 看吸引得鐵釘數(shù)量的多少來(lái)確定磁性的強(qiáng)弱
疊加法:測(cè)量紙張的厚度先量一疊紙的厚度再除以紙張的張數(shù)
理想模型法:用磁感線描述人眼看不見(jiàn)的磁場(chǎng)方向證明磁場(chǎng)的存在
用太陽(yáng)系模型代表原子結(jié)構(gòu),用簡(jiǎn)單的線條代表杠桿
浮力應(yīng)該是控制變量法吧:用彈簧測(cè)力計(jì)量取砝碼在空氣中的質(zhì)量。再將其放入水中,觀看彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化,進(jìn)而得知該砝碼所受浮力的多少。(控制的是砝碼重量)
控制變量法:通過(guò)導(dǎo)體的電流I受到導(dǎo)體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí),需要保持電阻R不變。
實(shí)驗(yàn)+推理法:將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內(nèi),當(dāng)罩內(nèi)空氣被抽走時(shí),鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。 光的折射也是的。
好像就這么多了吧~如果不夠你再問(wèn)問(wèn)同學(xué)吧~我們正好昨天物理二模~復(fù)習(xí)到的我都寫在這里咯
1、控制變量法:就是把一個(gè)多因素影響某一物理量的問(wèn)題,通過(guò)控制某幾個(gè)因素不變,只讓其中一個(gè)因素改變,從而轉(zhuǎn)化為單一因素影響某一物理量問(wèn)題的研究方法。
2、轉(zhuǎn)換法(放大法):對(duì)于一些看不見(jiàn),摸不著的物理現(xiàn)象,或不易直接測(cè)量的物理量,用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用容易測(cè)量的物理量間接測(cè)量的方法。
3、等效替代法(等效法):在研究物理問(wèn)題時(shí),有時(shí)為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,常用一個(gè)物理量來(lái)代替其他所有物理量,但不會(huì)改變物理效果。
4、理想模型法(抽象法、描述法):把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,將抽象的物理現(xiàn)象用簡(jiǎn)單易懂的具體模型表示。
5、實(shí)驗(yàn)推理法(科學(xué)推理法、理想實(shí)驗(yàn)法):有一些物理現(xiàn)象,由于受實(shí)驗(yàn)條件所限,無(wú)法直接驗(yàn)證,需要我們先進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再進(jìn)行合理推理得出正確結(jié)論,這也是一種常用的科學(xué)方法。
擴(kuò)展資料
物理學(xué)中對(duì)于多因素(多變量)的問(wèn)題,常常采用控制因素(變量)的方法,把多因素的問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題。每一次只改變其中的某一個(gè)因素,而控制其余幾個(gè)因素不變,從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物的影響,分別加以研究,最后再綜合解決。
它是科學(xué)探究中的重要思想方法,廣泛地運(yùn)用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究之中。
1、獨(dú)立變量,即一個(gè)量改變不會(huì)引起除因變量以外的其他量的改變。只有將某物理量由獨(dú)立變量來(lái)表達(dá),由它給出的函數(shù)關(guān)系才是正確的。
2、非獨(dú)立變量,一個(gè)量改變會(huì)引起除因變量以外的其他量改變。把非獨(dú)立變量看做是獨(dú)立變量,是確定物理量間關(guān)系的一大忌。
正確確定物理表達(dá)式中的物理量是常量還是變量,是獨(dú)立變量還是非獨(dú)立變量,不但是正確解答有關(guān)問(wèn)題的前提和保障,而且還可以簡(jiǎn)化解答過(guò)程。
參考資料來(lái)源:搜狗百科-控制變量法
參考資料來(lái)源:搜狗百科-轉(zhuǎn)換法
參考資料來(lái)源:搜狗百科-等效替代法
參考資料來(lái)源:搜狗百科-理想模型法
參考資料來(lái)源:搜狗百科-理想實(shí)驗(yàn)法
一、觀察法 觀察法是人們?yōu)榱苏J(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)和規(guī)律有目的有計(jì)劃的對(duì)自然發(fā)生條件下所顯現(xiàn)的有關(guān)事物進(jìn)行考察的一種方法,是人們收集獲取記載和描述感性材料的常用方法之一,是最基本最直接的研究方法。
簡(jiǎn)單的講觀察法就是看仔細(xì)地看。但它和一般的看不同,觀察是人的眼睛在大腦的指導(dǎo)下進(jìn)行有意識(shí)的組織的感知活動(dòng)。
因此,亦稱科學(xué)觀察。實(shí)例:水的沸騰:在使用溫度計(jì)前,應(yīng)該先觀察它的量程,認(rèn)清它的刻度值。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意觀察水沸騰前和沸騰時(shí)水中氣泡上升過(guò)程的兩種情況,溫度計(jì)在沸騰前和沸騰時(shí)的示數(shù)變化;在學(xué)習(xí)聲音的產(chǎn)生時(shí)可讓學(xué)生觀察小紙片在揚(yáng)聲器中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),觀察正在發(fā)聲的音叉插入水中激起水花,觀察蟋蟀知了鳴叫是的情況,就會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)出聲音的物體都在振動(dòng);除此之外還有光的反射規(guī)律;光的折射規(guī)律;凸透鏡成像;滑動(dòng)摩察力與哪些因素有關(guān)等。二、比較法 比較法是確定研究對(duì)象之間的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維過(guò)程和方法,各種物理現(xiàn)象和過(guò)程都可以通過(guò)比較確定它們的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)。
比較是抽象與概括的前提,通過(guò)比較可以建立物理概念總結(jié)物理規(guī)律。利用比較又可以進(jìn)行鑒別和測(cè)量。
因此,比較法是物理現(xiàn)象研究中經(jīng)常運(yùn)用的最基本的方法。比較法有三種類型:1異中求同的比較。
即比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象而找出其相同點(diǎn)。2同中求異的比較。
即指比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象而找出其相異點(diǎn)。3同異綜合比較。
即比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象的相同點(diǎn)相異點(diǎn)。實(shí)例:象汽車輪船火車飛機(jī)它們的發(fā)動(dòng)機(jī)各不相同但都是把燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能裝置。
而汽油機(jī)和柴油機(jī)雖然都是內(nèi)燃機(jī)但是從它們的構(gòu)造、吸入的氣體、點(diǎn)火方式、使用范圍等方面都有不同。再如蒸發(fā)與沸騰的比較兩者的相同點(diǎn)都是汽化過(guò)程。
不同點(diǎn)從發(fā)生時(shí)液體的溫度、發(fā)生所在的部位及現(xiàn)象都不同。還可以用比較法來(lái)研究質(zhì)量與體積的關(guān)系;重力與質(zhì)量的關(guān)系;重力與壓力;電功與電功率等。
三、控制變量法 控制變量法是指討論多個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)通過(guò)控制其幾個(gè)物理不變,只改變其中一個(gè)物理量從而轉(zhuǎn)化為多個(gè)單一物理量影響某一個(gè)物理量的問(wèn)題的研究方法。這種方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格上的反映為某兩次試驗(yàn)只有一個(gè)條件不同,若兩次試驗(yàn)結(jié)果不同則與該條件有關(guān)。
否則無(wú)關(guān)。反之,若要研究的問(wèn)題是物理量與某一因素是否有關(guān)則應(yīng)只使該因素不同,而其他因素均應(yīng)相同。
實(shí)例:在研究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)時(shí),為了研究方便采用控制變量法。即每次須挑選兩根合適的導(dǎo)線,測(cè)出它們的電阻,然后比較,最后得出結(jié)論。
為了研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)選用材料橫截面相同的導(dǎo)線,為了研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,應(yīng)選用長(zhǎng)度和橫截面相同的導(dǎo)線,為了研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體橫截面的關(guān)系,應(yīng)選用材料和長(zhǎng)度相同的導(dǎo)線。`研究影響力的作用效果的因素;研究液體蒸發(fā)快慢的因素;研究液體內(nèi)部壓強(qiáng);研究動(dòng)能勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān);研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長(zhǎng)短的關(guān)系;研究物體吸收的熱量與物質(zhì)的種類質(zhì)量溫度的變化的關(guān)系;研究電流與電壓電阻的關(guān)系;研究電功或電熱與哪些因素有關(guān);研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力與哪些因素有關(guān);研究影響感應(yīng)電流的方向的因素采用此法。
四、等效替代法 所謂等效替代法是在保證效果相同的前提下,將陌生復(fù)雜的問(wèn)題變換成熟悉簡(jiǎn)單的模型進(jìn)行分析和研究的思維方法,它在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。實(shí)例:研究串聯(lián)并聯(lián)電路關(guān)系時(shí)引入總電阻(等效電阻)的概念,在串聯(lián)電路中把幾個(gè)電阻串聯(lián)起來(lái),相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度,所以總電阻比任何一個(gè)串聯(lián)電阻都大,把總電阻稱為串聯(lián)電路的等效電阻。
在并聯(lián)電路中把幾個(gè)電阻并聯(lián)起來(lái),相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積,所以總電阻比任何一個(gè)并聯(lián)電阻都小,把總電阻稱為并聯(lián)電路的等效電阻;在電路分析中可以把不易分析的復(fù)雜電路簡(jiǎn)化成為較為簡(jiǎn)單的等效電路;在研究同一直線上的二力的關(guān)系時(shí)引入合力的概念也是運(yùn)用了等效替代法。五、轉(zhuǎn)換法 物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量,這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。
初中物理在研究概念規(guī)律和實(shí)驗(yàn)中多處應(yīng)用了這種方法。實(shí)例:物體發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變可證明一些物體受到力的作用;馬德堡半球?qū)嶒?yàn)可證明大氣壓的存在;霧的出現(xiàn)可以證明空氣中含有水蒸氣;影子的形成可以證明光沿直線傳播;月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源;奧斯特實(shí)驗(yàn)可證明電流周圍存在著磁場(chǎng);指南針指南北可證明地磁場(chǎng)的存在;擴(kuò)散現(xiàn)象可證明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);鉛塊實(shí)驗(yàn)可證明分子間存在著引力;運(yùn)動(dòng)的物體能對(duì)外做功可證明它具有能等。
六、類比法所謂類比就是“觸類旁通”“舉一反三”實(shí)際上是一種從特殊到特殊,從一般到一般的推理,它是根據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出他們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維。從而可以幫助我們理解較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和較難的物理知識(shí)。
類比是一種推理方法,不同事物在屬性、數(shù)學(xué)形式及其他量描述上。
在《初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中,科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方式之一。
在探究科學(xué)規(guī)律的過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)動(dòng)手動(dòng)腦,通過(guò)物理學(xué)知道“再發(fā)現(xiàn)”過(guò)程,體驗(yàn)到科學(xué)探究的樂(lè)趣,學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神,掌握科學(xué)學(xué)習(xí)的策略和科學(xué)的思維方法,從而提高他們的科學(xué)素質(zhì)。下面就與大家一起來(lái)探討物理教學(xué)中常用的一些科學(xué)方法。
一、猜想法 在科學(xué)探究的學(xué)習(xí)過(guò)程中,猜想這一步驟有著舉足輕重的地位,它是物理智慧中最活躍的成分,對(duì)學(xué)生猜想能力的培養(yǎng),也是物理探究過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),而且猜想決定了科學(xué)探究的方向,因此,在物理教學(xué)的過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)合理地猜想就顯得格外重要。首先,猜想要有一定經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)作為基礎(chǔ)。
在進(jìn)行科學(xué)猜想能力方面的教學(xué)時(shí),可先針對(duì)問(wèn)題讓學(xué)生展開(kāi)想象的翅膀,鼓勵(lì)學(xué)生把所有可能的情況都大膽地說(shuō)出來(lái),然后讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)逐一進(jìn)行分析,想想生活中有哪些事實(shí)支持它,它和已有知識(shí)是否一致,排除那些與經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)相矛盾的想法,留下的就可能是科學(xué)的猜想了,沒(méi)有一定的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),猜想恐怕只能是無(wú)本之木,無(wú)源之水。所以在教學(xué)中為了避免學(xué)生胡猜亂想,讓學(xué)生說(shuō)出猜想的理由、事實(shí)依據(jù)是很有效的避免課堂混亂的手段,也是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的方法之一。
二、控制變量法 “控制變量法”是初中物理中常用的探究問(wèn)題的科學(xué)方法。由于影響物理研究對(duì)象的因素在許多情況下并不是單一的,而是多種因素相互交錯(cuò)、共同起作用的。
所以要想精確地把握研究對(duì)象的各種特性,弄清事物變化的原因和規(guī)律,必須人為的制造一些條件,便于問(wèn)題的研究。例如當(dāng)一個(gè)物理量與幾個(gè)因素有關(guān)時(shí),我們一般是分別研究這個(gè)物理量與各個(gè)因素之間的關(guān)系,再進(jìn)行綜合分析得出結(jié)論。
這樣就必須在研究物理量同其中一個(gè)因素之間的關(guān)系時(shí),將另外幾個(gè)因素人為地控制起來(lái),使它們保持不變,以便觀察和研究該物理量與這個(gè)因素之間的關(guān)系。這就是“控制變量”的方法。
在初中物理教學(xué)中有許多概念或規(guī)律的探索過(guò)程,都要用到控制變量法。例如,在八年級(jí)剛接觸物理時(shí),有一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)是探究“聲音怎樣從發(fā)聲的物體傳到遠(yuǎn)處?”。
讓一個(gè)學(xué)生在桌子一端敲擊桌面,另一個(gè)學(xué)生在另一端聽(tīng)聲音,一次貼在桌面上聽(tīng),一次只是貼近桌面。發(fā)現(xiàn)兩次都可以聽(tīng)到聲音,引導(dǎo)學(xué)生分析這兩次聲音分別是通過(guò)桌子和空氣傳來(lái)的,從而說(shuō)明聲音要靠介質(zhì)傳播。
同時(shí)讓學(xué)生比較兩次聽(tīng)到的聲音大小,從而認(rèn)識(shí)到聲音在固體中比在空氣中傳播得快,即固體的傳聲能力強(qiáng)。在這里,老師一定要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中需要控制的變量就是聽(tīng)聲音的距離和敲擊桌面的力度要相同,使學(xué)生體驗(yàn)到控制變量的思想,為以后的探究實(shí)驗(yàn)作好方法上的準(zhǔn)備。
控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學(xué)方法。通過(guò)控制變量法,可以讓我們很方便的研究出某個(gè)物理量與多個(gè)因素之間的定性或定量關(guān)系,從而能得出普遍的規(guī)律。
三、等效替代法 有一個(gè)廣為人知的歷史故事──曹沖稱象。他運(yùn)用的就是一種等效替代的思想,他是用石頭替代了大象,巧妙地測(cè)出了大象的重力。
當(dāng)然,這里還用到了“化整為零”的思想。很多偉人也經(jīng)常會(huì)用等效法來(lái)使研究問(wèn)題簡(jiǎn)化,例如,愛(ài)迪生用圍成一圈的平面鏡的反射光等效多個(gè)太陽(yáng)造成了無(wú)影燈,他的助手阿普頓在苦苦計(jì)算燈泡的容積時(shí),愛(ài)迪生卻告訴他只需要把燈泡裝滿水,測(cè)量水的體積即為燈泡的容積。
還有阿基米德在洗澡時(shí)發(fā)現(xiàn)了鑒別王冠真假的方法,從而也導(dǎo)致了一個(gè)重要的原理──阿基米德原理的發(fā)現(xiàn)??梢哉f(shuō)“等效替代”的思想是物理實(shí)驗(yàn)成功的最根本、最重要的思路,物理學(xué)中的相關(guān)定律、定理、公式、原理都是以替代思維成立的基礎(chǔ)為出發(fā)點(diǎn)的。
例如,測(cè)量不規(guī)則固體的體積,就是利用物體浸沒(méi)在液體中時(shí),物體體積與物體排開(kāi)的液體的體積相等的原理,將用替代。在有量筒或量杯時(shí),可采用“排液補(bǔ)差法”或叫“等量空間占據(jù)法”測(cè)量。
沒(méi)有量筒或量杯時(shí),可用彈簧秤和水,通過(guò)測(cè)量浮力大小,結(jié)合阿基米德原理計(jì)算(全部浸沒(méi)),也可以用天平測(cè)排水的質(zhì)量(全部浸沒(méi)),再利用密度知識(shí)來(lái)計(jì)算。當(dāng)無(wú)法直接測(cè)物體的質(zhì)量時(shí),就可以用漂浮的方法利用的原理,測(cè)出也就知道了,物體的質(zhì)量也就可求了。
這種質(zhì)量或體積的替代測(cè)量方法一般多見(jiàn)于測(cè)量物質(zhì)密度的方法中。還有許多物理量的測(cè)量都用到了等效替代法。
四、轉(zhuǎn)換法 所謂“轉(zhuǎn)換法”,主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見(jiàn)、不易見(jiàn)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)、易見(jiàn)的現(xiàn)象;將陌生、復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡(jiǎn)單的問(wèn)題;將難以測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量的方法。彈簧測(cè)力計(jì)的原理也隱含了一個(gè)間接測(cè)量原則。
即用可直接量度的量去間接表現(xiàn)那些不便直接觀察不便直接測(cè)量的量。在這里,彈簧的長(zhǎng)度變化是可以直接觀察直接測(cè)量的,而力的大小是看不到摸不著的,但是力的大小卻和彈簧長(zhǎng)度的變化有關(guān)系,所以我們就可以用彈簧的伸長(zhǎng)量來(lái)量度力的大小。
不僅測(cè)力計(jì)是這樣的,溫度計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、氣壓表(高度計(jì))、電流表、電壓表。
控制變量法 探究電阻大小與材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)的關(guān)系;探究琴弦音調(diào)的高低與弦的材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)、松緊的關(guān)系。
轉(zhuǎn)換法 通過(guò)燈光的亮、暗判斷電流的大小 通過(guò)乒乓球被彈起的幅度判斷音叉振幅的大小
等效替換法 曹沖稱象 用電阻箱測(cè)未知電阻阻值
類比法 用水流來(lái)研究電流
注:轉(zhuǎn)換法與等效替換法的區(qū)別,轉(zhuǎn)換法是用一個(gè)物理量的現(xiàn)象來(lái)判斷另一個(gè)物理量,如亮暗判斷電流;而等效替換法相互替換的是同一個(gè)物理量,石塊的浮力替換象的浮力
類比法與轉(zhuǎn)換法的區(qū)別:轉(zhuǎn)換法有因果關(guān)系,即電流大,燈泡亮;而類比法之間沒(méi)有因果聯(lián)系,如水流的大小與電流的大小沒(méi)有關(guān)系。
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