1.控制變量法
控制變量法是初中物理實驗中常用的探索和分析問題的科學方法之一。 所謂控制變量法,是指為了研究某個物理量與影響它的某一因素之間的關系,可以人為地控制該因素以外的其他因素,使其保持不變,然后使該物理量與影響該因素的因素之間的關系。因素之間的關系,得出結論,然后結合起來得出規律的方法。
這種方法在初中物理實驗中常用。 例如,在人民教育出版社出版的實驗教材《物理》(八年級第一卷)第一章第一節中,控制變量的思想開始滲透到關于聲音如何傳播的實驗中。 。 因為固體、液體和氣體都是傳聲介質,所以當我們一一研究它們如何傳聲時,我們必須控制另外兩個因素。 做這個實驗時,適當撥一下問:“把兩張桌子靠得很近,一個學生敲擊桌面,另一個學生把耳朵貼在另一張桌子上,聽到的敲擊聲是什么?我們是否可以認為這是從桌子上傳來的?”桌子而不是空氣?” 分析比較讓學生體驗控制變量的思想。 在后續探討影響音高、響度等因素的實驗中,給學生簡單介紹受控變量的思想,有助于學生逐步理解受控變量方法的要領初中物理實驗器材,為以后的探索性實驗做好方法準備。 準備。 初中物理探究影響滑動摩擦力的因素; 決定壓力影響的因素; 影響液體壓力的因素; 影響動能的因素; 影響重力勢能的因素; 影響蒸發速度的因素; 影響導體的因素如電阻大小因素等均采用控制變量法進行實驗; 電阻電流與電壓的關系; 影響電功率和電熱大小的因素; 影響電磁鐵磁力強度的因素; 影響磁場作用在導體上的力大小的因素。
2、等價替代法
等效替代法是指在研究某種物理現象和規律時,由于實驗本身的特殊局限性或實驗設備的限制,無法或難以直接揭示物理本質,而采用等效的方法,即相似或具有共同特征。 有效的現象來替代方法。 如果這種方法運用得當,不僅可以順利得出結論,而且很容易被學生接受和理解。
例如,在探索平面鏡成像規律的實驗中,用玻璃板代替平面鏡。 由于兩者具有相似的成像特征,因此很容易被學生接受。 玻璃板是透明的,可以透過它觀察。 后面的蠟燭可以很容易地研究圖像的特征并揭示圖案。 我們在學習過程中,一定要根據實驗過程的個人經驗總結出方法,并在以后遇到相關實驗設計時有意識地運用。 例如,在學習通過伏安法測量電阻后,您需要設計一個實驗。 上述實驗中沒有電壓表、電流表,其他設備保持不變。 還有一種已知阻值的定值電阻可供選擇,需要測量未知阻值。 我應該怎么辦? 然后學生可以利用等價替換的思想進行設計。
3、換算方法
有些物理量不易直接測量,有些物理現象不易直接觀察。 它是一種通過將結論轉化為易于測量的與其相等或相關的物理現象來獲得結論的方法。 例如,在研究電熱與電阻關系的實驗中,電流通過兩根不同阻值的電阻絲所產生的熱量無法直接觀察和比較。 然而,我們將其轉化為煤油來吸收熱量,并觀察煤油的溫度變化,從而推斷出哪個電阻釋放的熱量更多? 教學時不妨設計一個問題:在研究電加熱與電阻的關系時,為什么要用看似與實驗無關的煤油? 引發學生的思考和討論。 總結完本實驗中煤油的作用后,我們接著問:本實驗是否可以在不使用煤油的情況下,用其他方法來觀察電阻通電后的發熱情況? 這樣可以發散學生的思維,訓練學生的轉換思維方法,提高學生設計實驗的能力。 初中物理實驗中,用軟繩測量地圖上鐵路線的長度,用比例尺和三角形測量硬幣的直徑和圓錐體的高度; 在探究聲音響度之間關系的實驗中,利用乒乓球的振動放大并轉換音叉的振動; 利用電流的效應如電路中的燈泡是否發光來判斷電路中是否有電流; 利用磁場的鐵的吸引力性質來研究磁場和電磁鐵的磁強弱等,都是利用了換算方法的思想。
4.類比
類比是一種推理方法。 為了清楚地解釋所要表達的物理問題,常常用具體的、有形的、眾所周知的事物來類比所要解釋的抽象的、無形的、不熟悉的事物。 了解并掌握另一個相似物體的某些特征。
例如:用水波來類比聲波; 水通道被用作電路的類比; 在研究電壓的作用時,以大家耳熟能詳的“水壓形成水流”的實驗來比喻,揭示電壓是電流產生的原因。 又如,在研究通電螺線管磁場的實驗中,為了準確記住通電螺線管的北極與電流方向的關系,用握緊的右拳來比喻螺線管,四個手指是指向電流方向的線圈。 ,那么大拇指所指的一端就是北極。 這個形象直觀,容易讓學生理解和記憶。 當然,這里也可以采用其他類比的方式,充分發揮學生的主觀能動性,找到更符合學生實際情況的類比。
5、圖像法
圖像是一個數學概念,用于表達一個量與另一個量之間的關系。 這是非常直觀的。 由于物理學中經常需要研究一種物理量與另一種物理量的變化,因此圖像在物理學中得到了廣泛的應用。 在實驗中,利用圖像來處理實驗數據,探索潛在的物理規律,這是獨一無二的。 例如,在探索固體熔化和水沸騰過程中溫度變化的實驗中,采用圖像方法來處理數據。 它直觀地表示物質溫度的變化。 學生根據個人實驗獨立獲得的數據,通過畫點和連線,準確掌握晶體和非晶晶體的熔化特性以及液體的沸騰。 特征。 在其他實驗中,教師也可以有意識地引導學生利用圖像來處理數據。 例如,在探索串聯電路中電流規律的實驗中,以各點為橫軸,電流為縱軸,得到的圖像是一條水平直線,直觀地展示了電流變化的規律。串聯電路中的每一點都是相等的。 這使得學生非常容易理解和記憶。 實驗中利用圖像方法探索電阻上電流與電壓的關系、同一物質的質量與體積的關系、重力與質量的關系。 這樣,將數字與形狀、圖形與文字結合起來處理數據、描述物理規律,就能很好地促進學生處理數據、分析問題能力的提高。
6.理想化方法
理想化方法是指在物理教學中通過想象建立模型、進行實驗的科學方法。 可分為理想化模型和理想化實驗。
理想化模型是指將復雜問題簡單化,舍棄研究對象的一些次要因素,抓住主要因素,將實際問題理想化,再現原始形式的本質,形成理想化的物理模型。 這是一種重要的物理研究方法。 例如,在探索杠桿平衡條件的實驗中,杠桿是一個理想化模型。 杠桿在使用時,會因力的作用而產生或多或少的變形。 但研究中忽略了此時的變形。 這里我們將杠桿理想化,認為它不變形,視為一根硬棒,使學生在研究時不會受到細枝末節因素的影響,成功推導出杠桿平衡原理。
理想化實驗是一種科學的抽象方法。 它必須以實驗事實為基礎,但不能直接從實驗得出結論。 例如,在探索空氣聲音傳播的實驗中,我們逐漸將真空罩內的空氣抽出,并聽到真空罩內的鬧鐘聲音逐漸變弱,因此我們推斷真空罩內的空氣當排氣(即真空)時,就聽不到鬧鐘的聲音,由此得出空氣可以傳聲而真空不能傳聲的結論。 這里采用的方法是比較理想的,因為無論你如何抽空氣,都不可能將真空罩內的空氣全部排出。 另一個例子是牛頓第一定律初中物理實驗器材,它是源自理想化實驗的重要物理定律。 如果教師在教學中注意滲透好這種方法,將有助于培養學生的科學思維,提高學生的創新能力。
7. 比率定義方法
比值定義法是以比值的形式定義物理量。比值法定義的物理概念在物理學中占有相當大的比重,如速度、密度、壓力、功率、比熱容、熱值、電阻、 ETC。
比率法適用于物質性質或特性以及物體運動特性的定義。 由于它們在與外界接觸時會表現出一些屬性,這為我們提供了一種利用外部因素來表達其特征的間接方式。 我們經常使用實驗來尋找僅與物質或物體的某些屬性相關的兩個屬性。 或者多個可測量物理量的比值可以確定表征該屬性的新物理量。 應用比值法來定義物理量往往需要一定的條件; 第一,客觀需要; 其次,間接反映特征屬性的兩個物理量是可測量的; 第三,兩個物理量之比必須是一個固定值。 8、歸納推理,也叫歸納法:從不太一般的前提出發,推導出比較一般的結論的推理方法叫歸納法。 在科學研究中,歸納法起著重要的作用。 許多物理概念、規律和規律都是借助歸納的力量通過實驗(演示實驗或學生實驗)獲得的。 因此,歸納法教學是中學教學的一個重要方面。