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初中物理常用的科學(xué)方法,對(duì)于一些微觀或無(wú)形的物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律,僅僅依靠教師的解釋、描述和學(xué)生的想象,很難達(dá)到預(yù)期的效果。 如果教師引導(dǎo)學(xué)生研究這些抽象的物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律時(shí)注意引導(dǎo)他們,有意識(shí)地嘗試用相應(yīng)的科學(xué)方法去理解和理解。 這不僅大大提高學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解這些物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律的能力,而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法和習(xí)慣,提高科學(xué)素質(zhì)將大有裨益,從而達(dá)到提升學(xué)生知識(shí)水平的目的。學(xué)習(xí)、培養(yǎng)能力、提高科學(xué)素質(zhì)。 下面,筆者介紹幾種常用的研究物理現(xiàn)象的科學(xué)方法,供大家參考。 1、換算法:對(duì)于一些看不見、摸不著的物質(zhì)或物理問(wèn)題,我們常常要拋開事物本身,通過(guò)觀察和研究事物在自然界中的表觀特征、現(xiàn)象或作用來(lái)認(rèn)識(shí)事物。 該方法在物理學(xué)中稱為轉(zhuǎn)換法。 它是幫助我們理解抽象物理現(xiàn)象的常用科學(xué)方法。 例如:當(dāng)我們認(rèn)識(shí)和研究“分子不斷地不規(guī)則運(yùn)動(dòng)”這一理論時(shí),由于分子是微觀的,無(wú)法用肉眼直接看到,因此,我們可以通過(guò)可以直接觀察到的擴(kuò)散現(xiàn)象來(lái)認(rèn)識(shí)和理解它或氈; 電流是看不見、摸不著的,我們可以通過(guò)各種電流的作用來(lái)判斷它的存在; 磁場(chǎng)是看不見、摸不著的,但我們可以通過(guò)小磁針的指向或偏轉(zhuǎn)及其對(duì)其他磁場(chǎng)的影響來(lái)判斷它的存在。 同樣,在研究物體是否帶電時(shí),我們不能直接看出物體是否帶電,但可以觀察驗(yàn)電器上錫紙的張開和合攏。 判斷物體是否帶電; 在研究空氣和大氣壓的存在時(shí)物理資源網(wǎng),我們可以通過(guò)感受空氣的流動(dòng)以及大氣壓在現(xiàn)實(shí)生活中的各種應(yīng)用來(lái)證明空氣和大氣壓的存在。
順便說(shuō)一句,許多儀器也是采用轉(zhuǎn)換方法制造的。 例如,溫度計(jì)就是將看不見、摸不著的溫度轉(zhuǎn)化為液柱的升降而制成的。 壓力表是將看不見、摸不著的液體壓力轉(zhuǎn)換成兩個(gè)液位之間的高度差而制成的。 2、類比法:類比法是指從一類事物的屬性中可以推出同類事物也具有該屬性的思維和解決問(wèn)題的方法。 在認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律時(shí),將其與生活中熟悉的具有共同特征的現(xiàn)象進(jìn)行靈活合理的類比,將有助于學(xué)生的理解。 例如初中物理學(xué)法,在理解電流和電壓的概念、研究電源的作用和影響電阻的因素等時(shí),學(xué)生可以用水流和水壓模擬實(shí)驗(yàn)、水泵的作用、以及水道對(duì)水流的影響。 理解和掌握這些抽象的物理概念或規(guī)律所產(chǎn)生的效果是其他方法無(wú)法替代的。 3、理想化法:理想化法是指根據(jù)研究問(wèn)題(一般很復(fù)雜,涉及的因素較多)的需要和具體情況,確定研究對(duì)象的主要因素和次要因素,保留主要因素,忽略次要因素。 ,排除無(wú)關(guān)干擾,從而簡(jiǎn)潔地揭示事物的本質(zhì)。 理想化方法是一種科學(xué)抽象,是研究物理學(xué)的重要方法。 理想化方法包括理想實(shí)驗(yàn)方法和理想模型方法。 1、理想實(shí)驗(yàn):理想實(shí)驗(yàn)又稱想象實(shí)驗(yàn)或思想實(shí)驗(yàn)。 這是人們用自己的想法創(chuàng)造的一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)。 它是邏輯推理的一種特殊形式,無(wú)法在實(shí)踐中進(jìn)行。
理想實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)理論研究中發(fā)揮著重要作用。 伽利略為證明慣性定律而設(shè)想的實(shí)驗(yàn)是,在沒(méi)有摩擦力的情況下,沿著滑槽滾下的小球?qū)⒂肋h(yuǎn)在無(wú)限長(zhǎng)的水平面上以勻速運(yùn)動(dòng)。 這是物理學(xué)史上著名的理想實(shí)驗(yàn)。 。 另一個(gè)例子是將鬧鐘放置在密封的玻璃蓋中。 當(dāng)蓋子內(nèi)的空氣被排除后,鈴聲就會(huì)變小。 由此可見,聲音在真空中是不能傳播的。 顯然,上述實(shí)驗(yàn)是人們?cè)谒季S中進(jìn)行的一個(gè)理想的過(guò)程。 與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相比,理想實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋蟪潭鹊赝怀鰧?shí)驗(yàn)中的主要因素,忽略次要因素,得出更本質(zhì)的結(jié)論。 2、理想模型:理想模型可分為三類:對(duì)象模型、條件模型和過(guò)程模型。 對(duì)象模型:用來(lái)代替研究對(duì)象的實(shí)體的理想化模型稱為對(duì)象模型。 例如,如果將其視為一個(gè)小發(fā)光體作為點(diǎn)光源,代表光的線性傳播的光線、描述磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線、描述力的圖表和示意圖等都屬于物體模型。 另外,推導(dǎo)液體壓力公式時(shí)選擇的“液柱”、由于解析連接器原理和托里拆利實(shí)驗(yàn)原理而選擇的“液片”也屬于對(duì)象模型。 條件模型:將研究對(duì)象的外部條件理想化而建立的模型稱為條件模型。 例如,光滑表面、光棒、光繩和均勻介質(zhì)都屬于條件模型。 電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,將電壓表變成內(nèi)阻無(wú)窮大的理想電壓表,將電流表變成內(nèi)阻等于0的理想電流表,也是條件模型。 過(guò)程模型:實(shí)際的物理過(guò)程是多種因素共同作用的結(jié)果。 忽略次要因素的作用,只考慮主要因素引起的變化過(guò)程稱為過(guò)程模型。 例如:一個(gè)物體在空中自由落體,空氣阻力和重力的作用相比,如果忽略時(shí)間,可以抽象為自由落體運(yùn)動(dòng)。 另外,勻速直線運(yùn)動(dòng)也屬于過(guò)程模型。
4、等價(jià)替代法:在物理學(xué)中,當(dāng)我們研究某一物體或物理現(xiàn)象的作用時(shí),有時(shí)為了簡(jiǎn)化問(wèn)題,常常用一個(gè)物理量來(lái)代替所有其他物理量,但物理作用不會(huì)改變。 這種研究問(wèn)題的方法給問(wèn)題的解釋或解決帶來(lái)了極大的方便。 我們把這種研究問(wèn)題的方法稱為等價(jià)替換法。 例如用合力代替各分力,用總電阻代替串并聯(lián)部分電阻等。 利用浮力來(lái)代替液體對(duì)物體各個(gè)方向的壓力。 5、控制變量法:自然界中發(fā)生的各種現(xiàn)象往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。 決定某種現(xiàn)象的發(fā)生和變化的因素往往有很多。 為了了解事物變化的原因和規(guī)律,我們必須設(shè)法人為地控制其中一個(gè)或幾個(gè)因素使其保持不變初中物理學(xué)法,然后比較和研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系。 這類研究問(wèn)題的科學(xué)方法是控制變量法。 這種方法在許多物理實(shí)驗(yàn)中都有使用。 例如,流過(guò)導(dǎo)體的電流i受到導(dǎo)體電阻r和導(dǎo)體兩端電壓u的影響。 研究電流i與電阻r的關(guān)系時(shí),需要保持電壓u恒定; 研究電流i與電壓u的關(guān)系時(shí),需要保持電阻r恒定。 6、歸納推理,也叫歸納法:從不太一般的前提出發(fā),推導(dǎo)出比較一般的結(jié)論的推理方法叫歸納法。 在科學(xué)研究中,歸納法起著重要的作用。 許多物理概念、規(guī)律和規(guī)律都是借助歸納的力量通過(guò)實(shí)驗(yàn)(演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn))獲得的。 因此,歸納法教學(xué)是中學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要方面。 以上是初中物理教學(xué)中常用的幾種研究方法。 在引導(dǎo)學(xué)生研究物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律時(shí),潛移默化地滲透著科學(xué)研究方法。 久而久之,不僅加深了對(duì)物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解,而且培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣,提高了科學(xué)素養(yǎng)。 這將有利于學(xué)生今后的終身發(fā)展。