王长桥
バ碌摹段锢砜纬瘫曜肌诽乇鹎康餮生在学习物理知识过程中的方法和体验,强调从单纯知识积累向探求知识过程转变,提高学生的探究能力,学习科学研究物理问题的方法,领悟科学的思维与精神。因为学生不必也不可能学习所有的物理知识,而应该通过学习、理解物理基础知识,掌握技能,学习并认识物理学的基本思想、观点和方法。现行的义务教育课程标准实验教科书《物理》人教版,主要涉及的物理研究方法有:控制变量法、模型法、等效替代法、类比法、转换法等。但是教材没有对这些方法做系统介绍,只是零散地出现在各章节,现对此做一些简单归纳。
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ピ谘芯恳桓龆嘁蛩赜跋斓奈侍馐保可以先分别控制其中的某些因素不变,去研究其中两个因素之间的关系,这样就把一个多因素的问题转化为研究多个单因素问题,这就是控制变量法。这也是新教材涉及到的最重要的科学研究方法之一,在教材中有广泛的应用。例如:
1.在《声音的特性》一节研究音调与频率的关系时,只能使尺子伸出桌边的长度变化,而不能使尺子的振幅发生变化。
2.在《探究影响电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的实验》中,要探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系就要使电磁铁线圈匝数相同。
3.在《探究影响电阻大小的因素实验》中,要探究电阻大小与材料的关系就要使电阻的长度、横截面积、温度相同,而材料不同;要探究电阻大小与长度的关系就要使电阻的材料、横截面积、温度相同,而长度不同;要探究电阻大小与横截面积的关系就要使电阻的材料、长度、温度相同,而横截面积不同。
4.在《探究电流与电压和电阻的关系实验》中,要探究电流与电压的关系就要使电阻保持不变;要探究电流与电阻的关系就要使电压保持不变。
5.在《探究影响摩擦力大小因素的实验》中,要探究摩擦力大小与压力大小的关系就要使接触面粗糙程度保持不变;要探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系就要使压力大小保持不变。
6.在《探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验》中,要探究压力的作用效果与压力的大小关系就要使受力面积大小相同;要探究压力的作用效果与受力面积大小的关系就要使压力大小保持不变。
7.在《探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验》中,要探究热量与电流大小的关系就要使电阻大小与通电时间相同;要探究热量与电阻大小的关系就要使电流大小与通电时间相同;要探究热量与通电时间的关系就要使电流、电阻大小相同。
8.在《探究力的作用效果与哪些因素有关的实验》中,要探究力的作用效果与力的大小的关系就要使力的方向和作用点相同;要探究力的作用效果与力的方向的关系就要使力的大小与作用点相同;要探究力的作用效果与力的作用点的关系就要使力的大小和方向相同。
9.在《探究动能大小与什么因素有关的实验》中,要探究动能大小与质量的关系就要保证速度大小相同;要探究动能大小与速度的关系就要保证质量相同。
10.在《探究重力势能大小与什么因素有关的实验》中,要探究重力势能与高度的关系就要保证质量相同;要探究重力势能与质量的关系就要保证高度相同。
ザ、建立理想模型
ピ谖锢硌а芯恐校把某一个具体事物抽象为某个物理概念的方法叫“建立理想模型”,该模型突出体现了这个物理概念的主要特征而忽略其他无关特征,使得在研究相关问题时特点更突出。例如:
1.在讲光学时,用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向,这条想象的线叫光线。
2.在研究磁体的磁场时,引入“磁感线”的概念。
3.铡刀看作是杠杆模型。
4.连通器看作是船闸的物理模型。
ト、类比法
ダ啾确ㄊ怯闪街侄西的一部分相似之处,推测其他部分也可能相似。
1.在《电流与电路》一节认识电流时可以引导学生类比水流。
2.在《电压》一节可以用水压类比电压。
3.在《电磁波的海洋》一节认识电磁波时引导学生运用类比法,通过与水波、声波类比,使其形象化,学生也更容易接受。
ニ摹⒌刃替代法
ダ用作用效果相同的原理来研究问题的方法叫“等效替代法”。
1.在研究串,并联电路时,引入“总电阻”的概念。
2.在研究物体受几个力作用的情况时,引入“合力”的概念。
ダ如:曹冲称象。
ノ濉⒆换法
プ换法是将看不见、摸不着不便于研究的问题或因素,转换成看得见、摸得着,便于研究的问题或因素。
1.在《声音的特性》一节探究响度与振幅的关系时,由乒乓球的振动幅度来显示音叉振动的幅度。
2.在《磁场》一节课中,磁场是看不见,摸不着的,但又确实存在,可以通过在薄纸板或玻璃板上撒些铁粉,在板下贴上磁铁观察,通过铁粉有序排列让学生“看见”磁场。或者将许多小磁针放在磁铁周围观察小磁针偏转情况,来判断磁铁周围磁场的分布情况,这样将磁场这种“无形”的东西转换为有形的东西来研究。
3.在研究电流大小时,因为电流看不见,所以可以通过研究电流的热效应来研究它,看灯泡发光的强弱来显示电流的大小。
4.用“马德堡半球实验”证实大气压的存在。
5.电磁波是看不见的、摸不着的,但是可以通过课本介绍的实验认识它。打开收音机,置于“空台”位置,然后在旁边用导线一端接电池负极,另一端在电池正极时断时续的摩擦,听到收音机里“喀喀”的响声。
サ比唬其他的科学研究方法还有,例如研究牛顿第一定律时,用到假设等,在这里就不一一列举了。总之,教师要在探究过程中灵活掌握,及时渗透科学探究的方法,这就等于给学生一把科学探究的“金钥匙”可以大大提高他们的探究能力和他们的综合素质。
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