物理是中學(xué)時期一門很重要的課程,在高中理科中,物理占的分值也是非常大的。在學(xué)習(xí)中,不僅要掌握一些知識,還要有一些學(xué)習(xí)的技巧。本文主要針對初中物理研究方法歸類及示例進行了一些分析,文章是一篇中學(xué)物理教育論文范文。
【內(nèi)容摘要】物理是一門以實驗為主的學(xué)科,在物理學(xué)習(xí)中有諸如觀察、實驗、猜想、等效、建立模型、類比、替代、控制變量等方法,本文作簡要介紹,并加以舉例佐證。
【關(guān)鍵詞】初中物理,研究方法,有效教學(xué)
物理學(xué)習(xí),不但要獲得物理知識,還要掌握技能、技巧,掌握物理問題的研究方法。初中物理所涉及到的研究方法主要有觀察法、實驗法、猜想法、等效法、建立模型法、轉(zhuǎn)換法、替代法、控制變量法等。
1.觀察法,指通過對實驗過程的認(rèn)真觀察,再歸納總結(jié)出規(guī)律等。如通過對水沸騰實驗的觀察得到水沸騰的特點,從而推出液體沸騰時吸收熱量但溫度不變的特點。
2.實驗法,人們使用儀器,通過人工控制條件,使自然現(xiàn)象、過程再現(xiàn)出來。它是物理研究的一種非常重要的方法。通過實驗可發(fā)現(xiàn)定律、規(guī)律,如歐姆通過實驗發(fā)現(xiàn)歐姆定律;通過實驗驗證假說,如布朗通過“布朗運動”的實驗驗證分子動理論假說;通過實驗測定物理量,如托里拆利通過實驗測定出大氣壓值。
3.猜想法,是探索物理的一種廣泛應(yīng)用的方法,它是用已知的物理規(guī)律對未知的自然現(xiàn)象及規(guī)律做出的科學(xué)預(yù)見。猜想法和實驗法律相結(jié)合使用,先猜想然后設(shè)計實驗驗證,是目前探索物理經(jīng)常使用的方法。如初三物理(滬科版)中研究“通電導(dǎo)體放出熱量跟哪些因素有關(guān)?”先要求大家猜想,然后設(shè)計實驗驗證猜想,就是采用“猜想+實驗”的方法。
4.等效法,狹義等效法是根據(jù)同一性質(zhì)的幾個量與一個量之間效果相同而建立的方法。如研究物體受幾個力作用時引入合力。廣義等效法指自然界中不同物質(zhì)之間存在著的聯(lián)系而建立的原理或方法,如改變物體內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞,它們的作用效果是等效的。
5.建立模型法,從自然界中抽取更為本質(zhì)的、概括了的類似物的方法,如連通器、光線。
6.轉(zhuǎn)換法,是指將那些看不見、摸不著的現(xiàn)象或者不容易直接去測量的物理量,用一些直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識或用易測量的物理量間接測量的方法。如用電流的效應(yīng)去判斷電流的存在,用擴散現(xiàn)象去說明分子是運動的。
7.類比法,指兩個或兩類對象有某些共有的相同或者相似的屬性,推出一個對象可能具有另一個或另一類現(xiàn)象已經(jīng)具有的屬性。如研究電流概念時用水流作類比。
8.替代法,在研究物體的某一物理量時,由于這一物理量難于測量,可用便于測量的其他物體的相同物理量來測定代替。如曹沖稱象用的就是替代法。
9.控制變量法,在研究某一物理量與其他幾個物理量關(guān)系時,可先研究這一物理量與幾個中的一個量的關(guān)系,然后逐一研究這一物理量與其他物理量關(guān)系,研究時,每次都要保證除研究的那兩個物理量外,其他物理量保持不變,最后將這些單一關(guān)系綜合起來,如研究力的作用效果與哪些因素有關(guān),研究電流與電壓、電阻之間關(guān)系,用的就是控制變量法。
例1:說出下列研究物理問題的方法
1.根據(jù)磁鐵產(chǎn)生的作用來認(rèn)識磁場(轉(zhuǎn)換法);
2.通過觀察冰熔化、松香熔化實驗得出晶體與非晶體區(qū)別(觀察法);
3.通過實驗來研究杠桿平衡條件(實驗法);
4.研究兩個及兩個以上電阻組成的電路時,引入總電阻(等效法);
5.研究磁場時引入磁感線(建立模型法);
6.講授電壓時,用水壓作類化(類比法);
7.用量筒、水測不規(guī)則小石塊的體積(替代法);
8.探究影響滑動摩擦力的影響因素(控制變量法)。
例2:滑動摩擦力在研究相關(guān)物體運動情況時起著非常重要作用。通過實驗探究已經(jīng)知道滑動摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān),也與接觸面之間的壓力有關(guān)。有些同學(xué)又猜想滑動摩擦力可能還與接觸面的大小有關(guān)。請你從以下器材中選出部分器材,設(shè)計一個實驗對以上猜想進行驗證。
器材:a、斜面;b、帶鉤的正方體木塊;c、帶鉤的長方體木塊;d、表面平整的長木板;e、幾條毛巾;f、直尺;g、彈簧測力計;h、硬紙板。
(1)寫出你需要的器材(用器材前面字母表示)
(2)簡述主要實驗步驟(安徽省中考題)
解題點撥:本題所提出問題的方法叫猜想假設(shè),設(shè)計實驗的思路是控制變量。因此設(shè)計實驗時,要從便于控制變量的角度確定器材。
解:(1)c、d、g。
實驗步驟:(1)將長方體木塊放在長木板上,用彈簧測力拉著它勻速前進,觀察記錄這時彈簧測力計的示數(shù);(2)將長方體木塊側(cè)放在長木板上,用彈簧測力計拉著勻速前進,觀察、記錄這時彈簧測力計示數(shù);(3)比較兩次彈簧測力計示數(shù),即可初步檢驗上述猜想。
例3(無錫市中考題):現(xiàn)有各種規(guī)格的不銹鋼絲和銅絲,請你設(shè)計實驗研究方案,比較不銹鋼絲和銅絲這兩種材料的導(dǎo)電性能。
(1)實驗研究中對不銹鋼和銅絲的選取有什么要求?
(2)你用什么方法顯示材料的導(dǎo)電性能?(可畫出相應(yīng)電路圖加以說明)
說明:本題涉及到物理方法有控制變量法、轉(zhuǎn)換法,選擇材料時要控制它的長度、橫截面積,材料的導(dǎo)電性能則從其他物體的特征上反映出來。
解:(1)選取的不銹鋼絲和銅絲長度要相等,粗細(xì)要相同。
(2)可將它們分別與相同小燈泡串聯(lián)到相同的電源上,根據(jù)小燈泡的亮度說明它們導(dǎo)電性能的不同。
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