物理学中部分研究方法试题归纳:一.对比(比较法):寻找几个事物共同点或不同点的研究方法叫对比,这是一种常用的研究方法。
例研究不同色光混合及不同颜料混合;研究蒸发和沸腾的相同点和不同点;研究凸透镜和凹透镜的相同点和不同点。在研究蒸发快慢的决定因素时,在应用控制变量的同时,也采用了对比的方法,比较哪一个蒸发快。
例1:下面是小宇同学在物理学习中的几个研究实例: (1)在学习汽化现象时,研究蒸发与沸腾的异同点 (2)根据熔化过程的不同,将固体分为晶体和非晶体两类 (3)比较电流表与电压表在使用过程中的相同点与不同点 (4)在研究磁场时,引入磁感线对磁场进行描述 上述几个实例中,采用的主要科学研究方法是“比较法”的为( )。 A.(1)、(3) B.(3)、(4) C.(2)、(3) D.(2)、(4)二.控制变量法当研究的一个物理量与2个或2个以上的其它物理量有关时,常采用只改变一个物理量,而使其余物理量保持不变,从而得出被研究物理量和改变量的关系。
如研究蒸发快慢决定因素;摩擦力大小决定因素;研究压强和压力、受力面积的关系;液体压强和液体密度、深度的关系;浮力大小的决定因素。动能大小和物体质量、速度的关系;重力势能大小和质量、举高高度的关系;物体吸热多少和物质种类、质量、升高温度三者之间的关系;电流和电压及电阻之间的关系;电功和电流、电压、及通电时间的关系。
例2中:①滑动摩擦力大小跟哪些物理量有关 ②牛顿在伽利略等人的基础上得出牛顿第一定律③电流产生的热量与哪些因数有关④研究磁场时,引入磁感线应用“控制变量法”进行研究的是( )A.①和③ B.①和② C.②和④ D.③和④三.等效替代法根据作用效果相同的原理,作用在同一物体上的两个力,我们可以用一个合力来代替它。这种“等效方法”是物理学中常用的研究方法之一,它可使我们将研究的问题得到简化。
例3:以下几种情况中,属于这种“等效方法”的是( )A.在研究磁现象时.用磁感线来描述看不见、摸不着的磁场B.在研究电现象时,用电流产生的磁效应来研究看不见,摸不着的电流C.两个电阻并联时,可用并联的总电阻来代替两个电阻D.在研究电流的变化规律时,用水压和水流来类比电压和电流例4:将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻,在其他条件不变时,该条支路中电流不变,说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的,因此可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。在用如图8所示电路测量未知电阻的实验中,用的就是等效替代法。
其中Rx只是待测电阻(阻值大约几百欧),R是滑动变阻器,R0是电阻箱(电阻箱的最大电阻大于Rx)。 请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐。
①按电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大。②闭合开关S1前,滑片P置于 端(填“a”或“b”)。
③闭合开关S1。④闭合开关 ,调节滑片户,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I。
⑤先断开开关______,再闭合开关______,保持______的电阻不变.调节______,使电流表的示数仍为I。⑥实验结果,待测电阻Rx的大小为 。
四.实验推理法(理想化实验)人们常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时,伽利略通过如图(甲)所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论:运动着的物体,如果不受外力作用,它的速度将保持不变,并且一直运动下去。
推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中。如图(乙)所示的实验中,现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,在这种情况下,你是怎样通过实验现象推理得出“声音不能在真空中传播”这下结论的?例5:在研究真空能否传声的时候,把闹钟放在玻璃罩内,用抽所机逐渐抽出罩内空气,听到铃声逐渐减小,实验中无法达到绝对真空,但可以通过铃声的变化趋势,推测出声音不能在真空中传播,这种方法称为“理想化实验”。
英国的物理学家牛顿曾经研究过这样一个问题:从高山上用不同的水平速度抛出物体,抛出速度大,落地就离山脚越远,当速度越来越大时,物体将如何运动呢?当时他无法使物体达到很大的速度,但他通过科学的推测得出了一个重要的结论。请你根据以上提示及牛顿当年所绘制的草图推测出这个结论: 。
现代科技领域中应用这个结论制成了: 。伽利略等人利用相似的推理方法对力和运动的关系进行了研究,牛顿在此基础上总结出了著名的 定律。
五.转换法对于看不见,摸不着的东西或不易直接观察认识的问题,我们可以通过它所产生的作用或其他途径来认识它,这是物理学中常用的一种方法—转换法 例6:声音是由发声体振动产生的,有些发声体的振动是人眼不易观察的,如用手敲打桌面时听到了声音,但看不到桌面的振动,对于这种问题该采用什么方法来解决呢?答:例7:下面几个研究实例,其中运用的方法跟运用电流通过导体产生的效应的大小来研究电流大小这种方法相同的是( )A研究动能的大小跟哪些因素有关;B人们认识自然界只有两种电荷C用扩散现象认识分子的运动例8:爱因斯坦曾说过:“磁场大物理学家看来正如他坐的。
现代自然科学研究方法 自然科学方法论实质上是哲学上的方法论原理在各门具体的自然科学中的应用。
作为科学,它本身又构成了一门软科学,它是为各门具体自然科学提供方法、原则、手段、途径的最一般的科学。自然科学作为一种高级复杂的知识形态和认识形式,是在人类已有知识的基础上,利用正确的思维方法、研究手段和一定的实践活动而获得的,它是人类智慧和创造性劳动的结晶。
因此,在科学研究、科学发明和发现的过程中,是否拥有正确的科学研究方法,是能否对科学事业作出贡献的关键。正确的科学方法可以使研究者根据科学发展的客观规律,确定正确的研究方向;可以为研究者提供研究的具体方法;可以为科学的新发现、新发明提供启示和借鉴。
因此现代科学研究中尤其需要注重科学方法论的研究和利用,这也就是我们要强调指出的一个问题。 一、科学实验法 科学实验、生产实践和社会实践并称为人类的三大实践活动。
实践不仅是理论的源泉,而且也是检验理论正确与否的惟一标准,科学实验就是自然科学理论的源泉和检验标准。特别是现代自然科学研究中,任何新的发现、新的发明、新的理论的提出都必须以能够重现的实验结果为依据,否则就不能被他人所接受,甚至连发表学术论文的可能性都会被取缔。
即便是一个纯粹的理论研究者,他也必须对他所关注的实验结果,甚至实验过程有相当深入的了解才行。因此,可以说,科学实验是自然科学发展中极为重要的活动和研究方法。
(一)科学实验的种类 科学实验有两种含义:一是指探索性实验,即探索自然规律与创造发明或发现新东西的实验,这类实验往往是前人或他人从未做过或还未完成的研究工作所进行的实验;二是指人们为了学习、掌握或教授他人已有科学技术知识所进行的实验,如学校中安排的实验课中的实验等。实际上两类实验是没有严格界限的,因为有时重复他人的实验,也可能会发现新问题,从而通过解决新问题而实现科技创新。
但是探索性实验的创新目的明确,因此科技创新主要由这类实验获得。 从另一个角度,又可把科学实验分为以下类型。
定性实验:判定研究对象是否具有某种成分、性质或性能;结构是否存在;它的功效、技术经济水平是否达到一定等级的实验。一般说来,定性实验要判定的是“有”或“没有”、“是”或“不是”的,从实验中给出研究对象的一般性质及其他事物之间的联系等初步知识。
定性实验多用于某项探索性实验的初期阶段,把注意力主要集中在了解事物本质特性的方面,它是定量实验的基础和前奏。 定量实验:研究事物的数量关系的实验。
这种实验侧重于研究事物的数值,并求出某些因素之间的数量关系,甚至要给出相应的计算公式。这种实验主要是采用物理测量方法进行的,因此可以说,测量是定量实验的重要环节。
定量实验一般为定性实验的后续,是为了对事物性质进行深入研究所应该采取的手段。事物的变化总是遵循由量变到质变,定量实验也往往用于寻找由量变到质变关节点,即寻找度的问题。
验证性实验:为掌握或检验前人或他人的已有成果而重复相应的实验或验证某种理论假说所进行的实验。这种实验也是把研究的具体问题向更深层次或更广泛的方面发展的重要探索环节。
结构及成分分析实验:它是测定物质的化学组分或化合物的原子或原子团的空间结构的一种实验。实际上成分分析实验在医学上也经常采用,如血、尿、大便的常规化验分析和特种化验分析等。
而结构分析则常用于有机物的同分异构现象的分析。 对照比较实验:指把所要研究的对象分成两个或两个以上的相似组群。
其中一个组群是已经确定其结果的事物,作为对照比较的标准,称为“对照组”,让其自然发展。另一组群是未知其奥秘的事物,作为实验研究对象,称为实验组,通过一定的实验步骤,判定研究对象是否具有某种性质。
这类实验在生物学和医学研究中是经常采用的,如实验某种新的医疗方案或药物及营养晶的作用等。 相对比较实验:为了寻求两种或两种以上研究对象之间的异同、特性等而设计的实验。
即把两种或两种以上的实验单元同时进行,并作相对比较。这种方法在农作物杂交育种过程中经常采用,通过对比,选择出优良品种。
析因实验:是指为了由已知的结果去寻求其产生结果的原因而设计和进行的实验。这种实验的目的是由果索因,若果可能是多因的,一般用排除法处理,一个一个因素去排除或确定。
若果可能是双因的,则可以用比较实验去确定。这就与谋杀案的侦破类似,把怀疑对象一个一个地排除后,逐渐缩小怀疑对象的范围,最终找到谋杀者或主犯,即产生结果的真正原因或主要原因。
判决性实验:指为验证科学假设、科学理论和设计方案等是否正确而设计的一种实验,其目的在于作出最后判决。如真空中的自由落体实验就是对亚里士多德错误的落体原理(重物体比轻物体下落得快)的判决性实验。
此外,科学实验的分类中还包括中间实验、生产实验、工艺实验、模型实验等类型,这些主要与工业生产相关。 (二)科学实验的意义和作用 1.科学实验在自然科学中的一般性作用 人类对自然界认识的不断深化过程,。
科学探究的一般方法:
1.对比(比较法)寻找几个事物共同点或不同点的研究方法叫对比,这是一种常用的研究方法。
例研究不同色光混合及不同颜料混合;研究蒸发和沸腾的相同点和不同点;研究凸透镜和凹透镜的相同点和不同点。在研究蒸发快慢的决定因素时,在应用控制变量的同时,也采用了对比的方法,比较哪一个蒸发快。
2.
控制变量法
当研究的一个物理量与2个或2个以上的其它物理量有关时,常采用只改变一个物理量,而使其余物理量保持不变,从而得出被研究物理量和改变量的关系。
如研究蒸发快慢决定因素;摩擦力大小决定因素;研究压强和压力、受力面积的关系;液体压强和液体密度、深度的关系;浮力大小的决定因素。动能大小和物体质量、速度的关系;重力势能大小和质量、举高高度的关系;物体吸热多少和物质种类、质量、升高温度三者之间的关系;电流和电压及电阻之间的关系;电功和电流、电压、及通电时间的关系。
3.等效替代法
根据作用效果相同的原理,作用在同一物体上的两个力,我们可以用一个合力来代替它。这种“等效方法”是物理学中常用的研究方法之一,它可使我们将研究的问题得到简化。
4.实验推理法(理想化实验)
人们常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时,伽利略通过如图(甲)所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论:运动着的物体,如果不受外力作用,它的速度将保持不变,并且一直运动下去。
5.转换法
对于看不见,摸不着的东西或不易直接观察认识的问题,我们可以通过它所产生的作用或其他途径来认识它,这是物理学中常用的一种方法—转换法
例:声音是由发声体振动产生的,有些发声体的振动是人眼不易观察的,如用手敲打桌面时听到了声音,但看不到桌面的振动,对于这种问题该采用什么方法来解决呢?
答:.(许多人眼不易观察的振动,我们可以通过它振动引起其他物体的变化来“看”它、“认识”它),如敲打桌面发声时,可在桌面上放一些泡沫塑料粒子,通过观察塑料粒子的运动情况就可说明桌面在振动。其他类似方法的还有许多。(研究分子的无规则运动,研究磁体周围的磁声,研究电流的效应。)
6.模型法
①为了研究的需要,把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型,这种转化忽略了一些次要因素,突出主要因素,所以这种模型叫“假想模型法”又叫“理想模型”。它是物理教学的基础,可使物理教学简单化,形象直观化,又可使具体问题普遍化,便于学生发挥抽象思维、形象思维、发散思维。
②建立模型可以帮助人们透过现象,忽略次要因素,从本质认识和处理问题;建立模型还可以帮助人们显示复杂事物及过程,帮助人们研究不易甚到无法直接观察的现象。例如:①研究分子、原子结构时,提出一种结构模型的猜想——原子核式模型(行星模型);②研究撬棒撬石块时,把撬棒当做是杠杆模型
……………………等等。
希望我的回答对您有帮助
不同体系或者书本中对科学研究的方法总结也有所不同。
所谓科学的研究方法,很明显就是科学工作者在从事某
项科学发现时所采用的方法。但是。这个过于简单的说明对
我们没有多大帮助。能不能对这个问题作出更详细的说明呢?
好吧!我们可以描述一下这个问题的一个理想答案。
(1)在进行科学研究时,应当首先认识到问题的存在。
例如,在研究物体的运动时,首先应当注意到物体为什么会
像它所发生的那样进行运动,亦即物体为什么在某种条件下
会运动得越来越快(加速运动),而在另一种条件下则会运
行得越来越慢(减速运动)。
(2)要把问题的非本质方面找出来,加以剔除。例如,
一个物体的味道对物体的运动是不起任何作用的。
(3)要把你能够找到的、同这个问题有关的全部数据
都收集起来。在古代和中世纪,这一点仅仅意味着如实地对
自然现象进行敏锐观察。但是进入近代以后,情况就有所不
同了,因为人们从那时起已经学会去模仿各种自然现象,也
就是说,人们已经能够有意地设计出种种不同的条件来迫使
物体按一定的方式运动,以便取得与该问题有关的各种数据。
例如,可以有意地让一些球从一些斜面上滚下来;这样做时,
既可以用各种大小不同的球,也可以改变球的表面性质或者
改变斜面的倾斜度,等等。这种有意设计出来的情况就是实
验,而实验对近代科学起的作用是如此之大,以致人们常常
把它称为“实验科学”,以区别于古希腊的科学。
(4)有了这些收集起来的数据,就可以作出某种初步
的概括,以便尽可能简明地对它们加以说明,亦即用某种简
明扼要的语言或者某种数学关系式来加以概括。这也就是假
设或假说。
(5)有了假说以后,你就可以对你以前未打算进行的
实验的结果作出推测。下一步,你便可以着手进行这些实验,
看看你的假说是否成立。
(6)如果实验获得了预期的结果,那么,你的假说便
得到了强有力的事实依据,并可能成为一种理论,甚至成为
一条“自然定律”。
当然,任何理论或自然定律都不是最后定论。这一过程
会一次又一次地重复下去。新的数据,新的观察和新的实验
结果将不断出现,旧的自然定律将不断为更普遍的自然定律
所替代,因为这些新的定律不但能说明旧定律所能解释的各
种现象,而且还能说明旧定律所不能解释的一些现象。
以上这些,正如我已经说过的,是一种理想的科学研究
方法。但是在真正的实践中,科学工作者并不需要像做一套
柔软体操那样一步一步地进行下去,而且他们通常也不这样
做。
比起旁的事情来,像直觉、洞察力甚至运气这一类因素
常常更起作用。在整部科学史中充满了这样的例子。有不少
科学家仅仅根据很不充分的数据和很少一点实验结果(有时
甚至一点实验结果也没有),便突然灵机一动,得出了有用
的、合乎事实的论断。这样的论断,如果按部就班地通过上
述理想的科学研究方法进行,就可能要用好几年的时间才能
得到。
例如,凯库勒就是在邮车上打瞌睡的时候,突然领悟到
苯的化学结构的。洛维则在半夜醒来的时候,突然得到了关
于神经刺激的化学传导问题的答案。格拉泽却由于无聊地凝
视着一杯啤酒,才得到了气泡室的想法。
然而这是不是说,一切都是凭好运气得来的,根本不需
要动脑筋去思考呢?不,绝对不是的。这样的“好运气”只
有那些具有最好领悟力的人才会碰上,换句话说,有些人之
所以会碰上这样的“好运气”,只是因为他们具有十分敏锐
的直觉,而这种敏锐的直觉则是依靠他们丰富的经验、深刻
的理解力和平时爱动脑筋换来的。
阿西莫夫《你知道吗?——现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社 1984年
科学研究方法是指在研究中发现新现象、新事物,或提出新理论、新观点,揭示事物内在规律的工具和手段。
这是运用智慧进行科学思维的技巧,一般包括文献调查法、观察法、思辨法、行为研究法、历史研究法、概念分析法、比较研究法等。研究方法是人们在从事科学研究过程中不断总结、提炼出来的。
由于人们认识问题的角度、研究对象的复杂性等因素,而且研究方法本身处于一个在不断地相互影响、相互结合、相互转化的动态发展过程中,所以对于研究方法的分类目前很难有一个完全统一的认识。常用的科学研究方法有:观察法、调查法、历史法、比较法、统计法、实验研究法、行动研究法等。
一、观察法 观察法是进行教育科学研究常用的一种方法。研究者依据一定的目的和计划,在自然条件下,对研究对象进行系统的连续的观察,并做出准确、具体和详尽的记录,以便全面而正确地掌握所要研究的情况。
观察法的一般步骤是:(1)事先做好准备,制订观察计划,先对观察的对象作一般的了解,然后根据研究任务和研究对象的特点,确定观察的目的、内容和重点,最后制定整个观察计划,确定进行观察全过程的步骤、次数、时间、记录用纸、表格,以及所用的仪器等;(2)按计划进行实际观察,在进行观察过程中,一般要严格按计划进行,必要时也可随机应变,观察时要选择最适宜的位置,集中注意力并及时作记录;(3)及时整理材料,对大量分散材料进行汇总加工,删去一切错误材料,然后对典型材料进行分析,如有遗漏,及时纠正,对反映特殊情况的材料另作处理。二、调查法 调查法是研究者有计划地通过亲身接触和广泛考察了解,掌握大量的第一手材料,并在这一基础上进行分析综合,研究有关教育实际的历史、现状及发展趋势,找出科学的结论,以指导教育实践的方法。
调查法一般是在自然的过程中进行,通过访问、开调查会、发问卷、测验等方式去搜集反映研究现象的材料。调查法常同观察法、历史研究法、实验法等配合使用。
调查法的步骤是:(1)准备,选定调查对象,确定调查范围,了解调查对象的基本情况;研究有关理论和资料,拟定调查计划、表格、问卷和谈话提纲等,规划调查的程序和方法及各种必要的安排;(2)按计划进行调查,通过各种手段搜集材料,必要时可根据实际情况,对计划作相应的调整,以保证调查工作的正常开展;(3)整理材料,研究情况,包括分类、统计、分析、综合,写出调查报告。三、历史法 历史法强调一国的历史传统和民族特性对教育的决定性作用,注重广泛搜集被研究国家教育的历史文献资料,鉴别和整理史料,分析比较被研究国家教育的发生和发展过程,最后得出相应的结论。
四、比较法 比较法是对某类教育现象在不同时期、不同社会制度、不同地点、不同情况下的不同表现,进行比较研究,以揭示教育的普遍规律及其特殊表现的方法。采用比较法要注意各个国家的社会经济制度、政治制度、历史传统、科学和技术以及文化发展的水平、教育理论及其在实践中的反映,等等,明确可比较的指标。
从而正确掌握某一国家教育发展的基本趋势,明确可以借鉴和学习什么。 比较法的步骤是:(1)描述,准确、客观地描述所要比较的教育现象的外部特征,为进一步分析、比较提供必要的资料;(2)整理,把搜集到的有关资料进行整理,如做出统计材料,进行解释、分析、评价,设立比较的标准等;(3)比较,对资料进行比较和对照,找出异同和差距,提出合理运用的意见。
比较法的使用要同其他方法互相配合。五、统计法 统计法是通过观察、测验、调查、实验,把得到的大量数据材料进行统计分类,以求得对所研究的教育现象作出数量分析的结果的方法。
这是数理统计方法在教育方面的应用。在教育实际工作中,经常使用描述统计研究情况,如整理实验或调查来的大量数据,找出这些数据分布的特征,计算集中趋势、离中趋势或相关系数等,将大量数据简缩,找出其中所传递的信息。
同时,还可进一步使用推断统计法,即利用描述统计取得的信息,通过局部去推断全局的情况。此外,近几十年来随着统计学的发展,提出了实验设计,要求在较严谨的实验研究中检验设计中所列的自变量和因变量之间的关系。
统计法一般分为两大步骤:(1)统计分类:整理数据,列成系统,分类统计,制统计表或统计图;(2)数量分析;通过数据进行计算,找出集中趋势、离中趋势或相关系数等,从中找出改进工作的措施。使用统计法,必须学会科学的推理方法和掌握统计计算的技术。
六、实验研究法 实验研究法是在人工控制教育现象的情况下,有目的有计划地观察教育现象的变化和结果的方法。实验法可分为实验室实验法和自然实验法。
前者基本上是在人工设置的条件下进行,可借助各种仪器和现代技术。后者在日常教育工作的正常条件下进行。
两者都要保证受试者处在正常的状态中。 实验法一般分三种:(1)单组法:就一个组或班进行实验,看施加某一实验因子与不施加实验因子,或在不同时期施加另一实验因子在效果上有什么不同;(2)等组法:就各方面情况相等的两个班或组,分别施以。
初中物理实验中的几种科学方法一、控制变量法控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法。这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍。
例如在人教版实验教科书《物理》(八年级上册)第一章第一节关于探究声是怎样传播的实验中,就开始渗透控制变量的思想。因为固体、液体和气体都是传声的介质,我们逐一研究它们分别可以传声时,就必须控制其它两个因素。
如果在进行该实验时就给学生恰当地点拨,提出:“把两张课桌紧紧地挨在一起,一个同学轻敲桌面,另一个同学把耳朵贴在另一张桌子上,听到的敲击声为什么就能认为是桌子传来而不是空气传来的?”引导学生去分析比较,就能使学生体验到控制变量的思想。在接着的探究影响音调、响度等因素的实验中,把控制变量的思想对学生给予简要的介绍,就会使学生逐步领悟到控制变量法的实质要领,为以后的探究实验作好方法上的准备。
在初中物理中,探究影响导体电阻大小的因素、电流跟电压电阻的关系、影响电热功率大小的因素、影响电磁铁磁性强弱的因素、影响滑动摩擦力大小的因素、决定压力作用效果的因素等等实验,运用了控制变量法。二、等效替代法等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。
这种方法若运用恰当,不仅能顺利得出结论,而且容易被学生接受和理解。例如,在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板替代了平面镜,因两者在成像特征上有共同之处,容易使学生接受,而玻璃板又是透明的,能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛,便于研究像的特点,揭示出规律。
我们在教学中,在学生亲历实验过程的基础上,教师注重引导学生进行方法的总结,在思维方式上受到启发,他们以后遇到有关的实验设计时,就会自觉地加以运用。比如在学习伏安法测电阻之后,要求学生设计一个实验,在上述实验中缺少电压表或电流表,其它器材不变,另有一个已知阻值的定值电阻供选用,要求测出未知电阻,应该怎么办?学生就可以用等效替代的思想进行设计了。
三、转换法有的物理量不便于直接测量,有的物理现象不便于直接观察,通过转换为容易测量到与之相等或与之相关联的物理现象,从而获得结论的方法。譬如,在研究电热的功率与电阻关系的实验中,电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较,而我们通过转换为让煤油吸热,观察煤油温度变化情况,从而推导出那个电阻放热多。
教学时不妨设计一问:为什么研究电热的功率与电阻大小的关系时,还用到似乎与实验无关的煤油呢?引发学生的思考和讨论,在小结出该实验中煤油的作用的基础上,进而再问:该实验能否不用煤油而改用其它方式来观察电阻通电后的发热情况?这样促使学生思维得以发散,转换的思维方法得到训练,设计实验的能力也随着提高了。在初中物理实验中,利用软细绳测量地图上铁路线上的长度、刻度尺和三角板配合测量硬币的直径、圆锥的高等,都运用了转换法的思想。
四、类比法类比法是一种推理方法。为了把要表达的物理问题说清楚明白,往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物,通过借助于一个比较熟悉的对象的某些特征,去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征。
如:在研究电压的作用时,借助于看得见而学生比较熟悉的“水压形成水流”的实验作类比,来揭示电压是形成电流的原因。又比如在研究通电螺线管的磁场的实验中,为准确记忆通电螺线管的北极与电流方向的关系,以紧握的右拳头类比为螺线管,四指为线圈并指向电流的方向,则大拇指所指的一端为北极。
这样形象直观很容易被学生理解记忆牢固。当然,这里还可以用其他方式来类比,充分发挥学生的主观能动性,还可以找到更符合学生实际的类比方法。
人教版实验教科书《物理》(八年级下册)P64图9.3—6就给人很好的启示。五、图象法图象是一个数学概念,用来表示一个量随另一个量的变化关系,很直观。
由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况,因此图象在物理中有着广泛的应用。在实验中,运用图象来处理实验数据,探究内在的物理规律,具有独特之处。
如:在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中,就是运用图象法来处理数据的。它形象直观地表示了物质温度的变化情况,学生在亲历实验自主得出数据的基础上,通过描点、连线绘出图象就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体的沸腾特点了。
在其他的实验中,教师也可以有意识地引导学生采用图象来处理数据。例如在探究串联电路中电流规律实验中,把各点作为横轴、电流为纵轴,作出的图象为水平直线,很直观表示出串联。
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