初中物理研究方法

2022-09-09 07:48:06 字數 3641 閱讀 7658

一、比較法

「比較」是人們常用的思維方法,是找出事物之間的差異點和共同點的思維方法,通過事物間相同特徵或相異特徵的比較,提示事物的本質和區別。人們認識事物往往是從區別事物的本質特徵開始的。而要區別就要有比較,有比較才有鑑別。

事物之間在現象上和本質上都存在著同一性和差異性。現象上的同一和差異一般來說是容易識別的,而本質上的同一和差異就不那麼容易識別。物理學中有許多物理思維和物理規律具有可比性,運用比較法可幫助學生接受新概念並加深對概念的理解,尤其在複習課上運用,能使知識融會貫通,開拓學生的思維,並培養學生的知識遷移能力。

在物理教學中,既要求學生找出差異性極大的物理現象或物理概念之間本質上的共同點,又要求學生找出表面上極為相似的物理現象和物理概念之間本質上的差異。

比較法教學對於學生的概念學習有所幫助,比較實驗可以加強直觀教學,有助於學生建立概念,理解規律,突破難點。

例如,為了證明大氣壓的存在,可用乙隻底部開有小圓孔的塑料杯子,用右手手指按住小圓孔,在杯口向上時將塑料杯裡盛滿水,用紙片把杯口蓋嚴,左手按住紙片把杯子倒過來使杯口向下,放開左手後,紙片不會掉下來,杯子裡的水也不會流出來。這時,有學生認為「紙片是被水粘住了」,然後老師拿掉按住小圓孔的右手指,結果紙片掉下來了,水也流出來了。這樣通過手指按住小圓孔和不按住小圓孔兩次實驗的比較,使學生觀察到兩次實驗中紙片都與水接觸,所不同的是後一次實驗是杯底與大氣相通。

從而解除了「紙片是被粘住了」的誤解。提高了「大氣壓存在」這個結論的可信度。

二、控制變數法

「控制變數法」是物理中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。自然界中發生的各種物理現象往往是錯綜複雜的,因此影響物理學研究物件的因素在許多情況下並不是單一的,而是多種因素相互交錯、共同起作用的。譬如說某段導體中通過電流的大小不僅和其兩端電壓有關,還和這段導體的長度、橫截面積的大小及材料種類等因素有關。

所以要想精確地把握研究物件的各種特性,弄清事物變化的原因和規律,單靠自然條件下整體觀察研究物件是遠遠不夠的,還必須對研究物件施加人為的影響,造成特定的便於觀察的條件,這就是「控制變數」的方法。例如為了研究某物理量同影響它的三個因素中的乙個因素之間的關係,可將另外兩個因素人為地控制起來,使它們保持不變,以便觀察和研究該物理量與這一因素之間的關係。

在物理實驗過程中,控制變數法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規律的科學方法。具體做法是根據研究目的,運用一定的手段(控制實驗儀器裝置等)主動干預或控制自然事物、自然現象發生發展的過程,在特定的觀察條件下去探索客觀規律。例如,在引導學生探索、研究導電體的電阻的大小同導電體的哪些特性有關時,可先故意將橫截面積、長度都不同的一根鎳鉻合金絲和一根銅絲分別串入接有小燈泡的直流電路中,讓學生分別觀察燈泡發光的亮度,並問學生:

剛才的實驗現象能否說明電阻大小與導電體的某個特性有關?學生經過思考與討論,得到的結論當然是否定的。再用橫截面積和長度都不同的兩根鎳鉻合金絲分別串入上述電路中,觀察小燈泡的亮度,並讓學生思考這個實驗能否說明電阻大小同導電體的某種特性有關,結論同樣是不能。

這時就可不失時機地問學生: 「那麼,我們應該取怎樣的兩根金屬絲串入上述電路來做這個實驗,以研究導電體的電阻大小到底與哪些因素有關呢?」同時向學生出示課前準備好的幾根金屬絲讓他們選擇。

學生經過思考並相互討論後,有的回答:應取兩根橫截面積相同、但長度不同的鎳鉻合金絲進行上述實驗;有的同學說:應取兩根長度相同、但橫截面積不同的鎳鉻合金絲進行上述實驗;還有的說應取長度、橫截面積均相同的一根銅絲和一根鎳鉻合金絲進行實驗比較。

這時,教師可適時指出上述幾種方法都可以,同時指出要研究電阻的大小同導電物質的長度、橫截面積、材料種類這三個因素任何乙個因素問的關係,就要人為地控制另外兩個因素,使它們相等,並指出這種實驗的方法就是「控制變數法」,再讓學生運用這一方法系統地進行上述實驗,使學生在實際操作過程中去體驗這一科學方法。控制變數法

這是初中物理中最常用的一種研究方法,可能也是學生最熟悉的研究方法。也是河北省中考必考的內容。

例如: 為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關,保證壓力相同時,研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關係;保證接觸面粗糙程度相同時,研究滑動摩擦力與壓力的關係。

表1 初中物理控制變數法的知識點

(07年中考)小明在體育課上打排球時,發現每次排球落地的遠近不同。於是,他沿水平方向擊打排球,對球落地的情況做了統計,統計結果如下表:

分析**可得出結論:

(1(2

(09年河北中考).小明在用單擺做動能和勢能轉化的實驗中,感到小球往返擺動的時間很有規律。於是猜想,小球往返擺動一次的時間可能與小球的質量、擺長l以及擺動的幅度s有關。小明用圖16所示的裝置,對猜想進行**。

(1) 用一小球,使其擺動,記下小球往返擺動次數和所用的時間;在擺長不變的條件下,用質量不同的小球,重複實驗。小明經計算分析得出結論:在擺長不變的條件下,小球往返擺動一次所用的時間與小球的質量無關。

針對猜想,小明在實驗過程中可能忽視的乙個因素是

(2)為了研究小球往返擺動一次所用時間與擺長的關係,請你寫出實驗方法。

【答案】(1)小球擺動的幅度應保持不變(或擺動幅度)

(2)用同一小球,再保持擺動幅度不變的條件下,比較擺長不同時,小球往返擺動一次所用的時間。

三、模型法與等效替代法

建立模型法是一種高度抽象的理想客體和形態用物理模型,用物理模型可以使抽象的假說理論加以形象化,便於想象和思考研究問題。物理學的發展過程可以說就是乙個不斷建立物理模型和用新的物理模型代替舊的或不完善的物理模型的過程。

等效是指不同的物理現象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規律方面是相同的。它們之間可以相互替代,而保證結論不變。等效的方法是指面對乙個較為複雜的問題,提出乙個簡單的方案或設想,而使它們的效果完全相同,從而將問題化難為易,求得解決。

「曹沖稱象」的故事流傳至今,最為稱道的是曹沖採用了此方法。

表2 初中物理模型法和等效替代法的知識點與解析

四、轉換法

物理學中對於一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用容易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。

在**液體壓強規律時,用u管的液面差來顯示液體壓強的大小

表3 初中物理轉換法的知識點與解析

五、對比法與模擬法

。模擬法是提出科學假說做出科學預言的重要途徑,物理學發展史上的許多假說是運用模擬方法創立的,克卜勒也曾經說過:「我們珍惜模擬推理勝於任何別的東西」。

在物理教學中,它可以幫助我們理解較複雜的實驗和較難的物理知識。

比較法是確定研究物件之間的差異點和共同點的思維過程和方法,各種物理現象和過程都可以通過比較確定它們的差異點和共同點。比較是抽象與概括的前提,通過比較可以建立物理概念總結物理規律。通過對易混易錯的相近知識進行比較,以加深學生對知識的理解。

表4 初中物理模擬法和比較法的知識點與解析

六、歸納法

就是從總體中選出做夠數量且有代表性的樣本,通過樣本資訊來推斷總資訊的方法。

如:鐵銅銀鋅等導電歸納出金屬導電

在驗證槓桿平衡條件時,反覆多做幾次試驗,歸納出平衡條件等。

七推理法

把觀察到的現象同以往的知識經驗結合起來進行推理概括,得出符合邏輯的結論地方法。

如:在研究牛頓第一定律時,進行推理:如果物體在絕對光滑的面上運動時,他將做的是勻速直線運動。

在真空不能傳聲的試驗中,發現空氣越來月稀薄時,傳出的聲音越來越小,我們就推理,真空不傳聲。

除上述研究方法外,還有積累法。總之,對研究方法的學習和考查體現著一種新的教學理念,它有利於培養學生的科學**精神、實踐能力、和創新意識。隨著新課程改革的深入,研究方法題是今後中考命題的熱點,有的時候是幾種方法的總和應用,在教學時應引起教師的高度重視。

初中物理實驗研究方法彙總

初中物理 控制變數法 實驗案例 1 影響蒸發快慢的因素 2 影響力的作用效果的因素 3 影響滑動摩擦力打小的因素 4 影響壓力作用效果的因素 5 研究液體壓強的特點 6 影響滑輪組機械效率的因素 7 影響動能勢能大小的因素 8 物體吸收放熱的多少與哪些因素有關 9 決定電阻大小的因素 10 電流與電...

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