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。 如果在進行這個實驗時給學生適當的刻度盤并問:“將兩張桌子緊密地放在一起,一個學生敲擊桌子,另一個學生將耳朵貼在另一張桌子上,他聽到了什么?為什么我們可以認為敲擊聲會傳來?”來自桌子而不是空氣?” 通過引導學生分析比較,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,為以后的探索性實驗做好方法準備。 準備。
初中物理探究影響導體電阻的因素、電流與電壓電阻的關系、影響電加熱功率的因素、影響電磁鐵磁力強度的因素、影響滑動摩擦力的因素,以及決定壓力效果的因素。 等待實驗,采用控制變量法。
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限制或實驗設備的限制,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初中物理方法有哪些,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。 在教學中,教師在學生親身體驗實驗過程的基礎上,注重引導學生總結方法、啟發思維。 當他們以后遇到相關的實驗設計時,他們就會有意識地使用它們。 例如,在學習了伏安法測量電阻后,學生需要設計一個實驗。 上述實驗中,沒有電壓表或電流表,其他設備不變,有已知阻值的定值電阻可供選擇,需要測量未知阻值。 , 應該做什么? 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,在研究電加熱的功率與電阻關系的實驗中初中物理方法有哪些,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。 由此可以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:在研究電加熱功率與電阻的關系時,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,運用換算法的思想,用軟繩測量地圖上鐵路線的長度,測量硬幣的直徑、圓錐體的高度等,使用刻度尺和三角板。
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:在研究電壓的作用時,我們用看得見、熟悉的實驗“水壓形成水流”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。 人民教育出版社出版的實驗教材《物理》(八年級第二卷)第64頁的圖9.3-6提供了很好的啟發。
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,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。