2 總結物理規律常用的基本方法

2021-09-21 05:02:43 字數 3131 閱讀 9048

2、通過學習「初中物理規律教學」課程,請你談談總結物理規律常用的基本方法,並舉例說明。

在中學物理教學過程中,總結規律主要運用了實驗歸納法、邏輯推理法、理想實驗法、影象法以及假說等方法。其中又以實驗歸納法最為普遍。

一、實驗歸納法:所謂歸納法,是從一些特殊的事實中概括出一般性結論的思維方法,是從許多同類的個別事物中找出它們共同點的過程。

(1)實驗歸納法:物理學中運用歸納法的基礎主要是實驗,因為實驗不但能夠重複進行,更重要的是它可以準確地反映事物各個部分或物理過程的各個階段的相互聯絡,而且運用實驗最容易引起學生的興趣,所以在中學,特別是在初中物理教學中總結物理規律應用最多的便是實驗歸納法。運用實驗歸納法時,常常借助於影象,即把實驗所得資料在座標系中畫點、連線,從分析圖線中,總結規律。

例如:通過利用槓桿、輪軸、滑輪等多種機械提公升重物與直接用手提公升相比較,歸納出功的原理。

為了提高所得結論的可靠性和準確性,實驗次數應該盡可能多,把同類事物盡量都包括進去,以便運用完全歸納法。

但是,由於受時間等條件的限制,一般來說這是辦不到的。所以,實際上我們所運用的只能是簡單列舉歸納法,即只需要通過觀察某類中的某些事物,只要沒有遇到相反的情況,我們就可以推出該類事物共同具有的一般性的結論。

例如:根據浸入水中的物體所受的浮力規律,推論出一般液體共同遵循的阿基公尺德定律。其他諸如帕斯卡定律、功的原理、歐姆定律、光的反射定律等等,都是如此歸納而得的。

當然,運用簡單列舉法也要盡可能列舉較多的事例。

由於客觀事物所遵循的規律往往涉及許多因素,例如:歐姆定律反映了電路中電流強度與電壓和電阻之間的關係;物體加熱所吸收的熱量不僅與物體的質量、公升高的溫度有關,還與構成物體的物質性質有關等等。因此,運用實驗方法總結規律時,例如:

如果一開始就把所有的因素都考慮進去,勢必造成實驗的困難,於是人們常常採用單因子實驗法(或者叫控制變數法)。

例如:歐姆定律的教學中需要先保持電阻不變,研究電流強度隨電壓變化的規律。再保持電壓不變,研究電流強度隨電阻的變化的規律。最後綜合為一條定律。

二、邏輯推理法:就是在已有的定律的基礎上結合一些概念,運用數學知識推證而得出結論的方法。例如,串並聯電路中總電阻的計算公式,就是利用歐姆定律結合串並聯電路中電流、電壓的實驗關係,運用簡單的數學知識推得的。

另外,許多用實驗歸納法總結的規律,如阿基公尺德定律、物體的浮沉條件,也可以運用邏輯推理法得到。當然,邏輯推理法證得的結論正確與否,還需要用實驗加以驗證,畢竟實驗是檢驗真理的唯一標準。

有一些定量描述的規律,限於實驗條件,不易做出精確的演示實驗,因此可採用定性演示結合理論推導的方法而得出。

例如:電學中的焦耳定律即可如此處理:先通過實驗得出電流產生的熱量與電阻、電流強度、通電時間的定性關係;然後,根據能量的轉換與守恆定律、功能關係、歐姆定律等,即可得到焦耳定律的數學表示式q=i2rt 。

(也可分析資料得出定量表示式)

三、理想實驗法:它是建立在一定的實驗基礎上,在人們思想中塑造的一種理想化的理想實驗。理想實驗,一般地講,在當時的條件下是無法做成的,因此,它不是真正的實驗而是一種抽象的思維方法,屬於假說推理的範疇。

中學物理教材中研究牛頓第一定律、理想氣體狀態方程時都用了此法。

伽利略首先提出運用理想實驗的方法總結出了慣性定律(即牛頓第一運動定律)。

(四、影象法:所謂影象法就是假設某一物理量y隨另一物理量x而變,從實驗和觀察中測出一系列與x相對應的y值後,在直角座標系中分別標出與各組測量結果對應的點,再用光滑的曲線把各點連線起來(曲線不一定要通過每個點,但是要使曲線盡可能靠近各個點)構成影象,然後分析影象找出規律;或者與已經知道數學關係式的影象對比,得出定量的函式關係。初中物理研究物態變化就是利用影象的方法來研究了萘的熔化和凝固的過程中溫度隨時間變化的規律。

其他如運用磁感線研究磁場、運用幾何作圖法研究凸透鏡的成像規律等,都體現了影象法形象而直觀的特點,是研究物理學的重要方法之一。

五、假說方法,即科學研究中的一種假定性的科學解釋,它是真理發展過程中的一種形式和研究方法。當真理發展過程中遇到了一種新的事實、運用現有的真理無法解釋時,人們常常提出僅僅以有限數量的事實和觀察為基礎的新的解釋,這就是說,假說被證明是對的就成為理論。假說是一種重要的研究方法,如:

分子運動論假說等。

總之,總結物理規律要遵循簡單性原則,這也是物理學的美學原則之一。

總結物理規律常用的基本方法

通過對「初中物理規律教學」課程的學習,我覺得總結物理規律常用的基本方法有以下三種:

1.利用生活中的現象來總結物理規律

物理現象與現實生活緊密相連,教學中用生活中的事例去總結物理規律,學生就容易接受.通過這樣的總結,有利於物理教學,不僅活躍了課堂氣氛,同時也簡化了物理概念和物理規律.符合新課標關於物理教學應貼近學生生活的要求,符合學生認知特點.

通過總結規律,揭示其中的奧秘,並將其應用到生活實際中

.用科學的思維方式認識我們身邊的物理現象物理是自然學科,它對人類物質文明建設和對自然的認識起到了重要的推動作用,同時對人類思維發展也產生了極大的影響.從亞里斯多德時代的自然學說,到牛頓的經典力學,無不是物理學家科學思維的充分體現.

隨著科技的不斷發展,物理學已滲透到人類生活的各個領域,我們必須學會用科學的思維方式認識自然現象,總結物理規律.例如,常見的汽車中有光學知識,(l)駕駛用的觀後鏡是凸鏡,凸鏡對光線有發散作用.使我們看到的實物小,但是觀察的範圍更大,從而保證行車安全.

(2)汽車的前燈總要裝有橫豎條紋的玻璃燈罩,根據透鏡和稜鏡的知識,這個玻璃罩相當於乙個透鏡和稜鏡的組合體.在夜晚行車時,不僅要看清前方路面的情況,還要看清路邊行人、路標等.而透鏡和稜鏡對光線有折射作用,通過折射把需要將光分散到需要的方向上。

2.運用歷史研究法,研究物理理想規律的發現過程,使學生沿著科學家的足跡,從更高層次體驗科學研究.

例如,在「牛頓第一定律」教學時,以靜止的車為例,用力推它就運動起來;不用力又會停下來等事例來引發學生腦海中的錯誤概念,即「力是物體運動的原因」。然後組織學生進行思考和討論,在學生討論的基礎上,再請臉戴亞里斯多德、伽利略、笛卡兒、牛頓面罩的四位學生分別介紹各位科學家的觀點,使學生全面理解牛頓第一定律發現的歷史過程。最後教師進行以下評述:

要在物理學上有所創新,絕對不能迷信直覺;理想實驗是一種重要的科學研究方法;及時而正確的科學總結對科學的發展是必不可少的工作。通過以上生動的教學,能使學生掌握創新的基本方法,使創新精神得到有效培養。

3.用演示實驗法總結物理規律

例如,在「焦耳定律」的教學中我就是通過演示實驗法,引導學生觀察,通過實驗現象,師生共同分析、歸納、總結出有關的物理規律。充分發揮了演示實驗的作用,增強了演示實驗的效果。

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