科学探究方法在初中电学中的应用

王芳平

摘要：掌握一种科学方法，胜过解答十个科学问题。领悟科学探究方法比掌握科学知识重要得多。为此，以具体案例探讨了常用的科学探究方法在初中电学中的具体应用。

关键词：初中物理 ;初中电学;科学探究方法

曾有科学家这样认为：“认识一个科学家的方法远比认识他的成果价值要大。”领悟科学探究方法比掌握科学知识重要得多。在近几年的中考中，科学探究方法的考察已成为热点内容之一。浙江省宁波地区中考试卷中探究题的分值很大，分4大题，每空3分，共39分，而且4大题中必定有一题是电学。因此，笔者单从电学着手，举例科学探究方法在电学教学中的应用，供同仁赏析，意在抛砖引玉。

一、控制变量法

物理学中对于多因素的问题，常常采用控制变量的方法，把多因素的问题变成单因素的问题，控制某些量保持不变，只改变其中的某个量，从而研究这个量对事物的影响，分别加以研究，最后综合解决。在教学实践中，采用这种科学研究方法所形成的表格数据，在多次实验中只要某一个量不同，其实验结果的物理量也不同，那么所研究问题就与该量有关;反之，就无关。控制变量法是初中科学探究中最重要的研究方法，当然在电学中也有广泛应用。

如在研究电流与电压、电阻的关系时，就用到了控制变量法。探究电流与电压的关系，必须控制电阻不变，观察电压的变化，如表1。

探究电流与电阻的关系，必须控制导体两端的电压不变，如表2。

通过实验，完成以上表格，可以得出：电阻相同，电流与电压成正比;电压相同，电流与电阻成反比。

又如在研究影响导体电阻大小的因素时，也需要用到控制变量法。影响电阻大小的因素有4个：长度、材料、横截面积、温度。探究材料对电阻大小的影响， 必须控制长度、横截面积、温度相同，改变材料，观察电阻大小，最后设计表格。

通过分析实验现象，我们可以得出结论： 导体的长度、横截面积和温度相同时，导体的电阻和导体的材料有關。

在用控制变量法研究物理问题时，最关键的是找出变量和相同量。变量一定是一个，相同量可以是一个或多个，学生往往找不出所有的相同量，这是使用控制变量解决物理问题的重点和难点，需要教师着重引导。

二、类比法

在我们学习一些十分抽象的、看不见摸不着的物理量时，由于不易理解，我们就拿出一个大家能看见且与之很相似的量来进行对照学习，指导学生在类似的事物之间寻求相同点。比如在学习电流的形成和电压的作用时，我是通过以学生熟悉的水流和水压进行类比，从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时，在老师的引导下，联想到水压迫使水沿着一定的方向流动，这样水管中形成了水流;类似地，电压迫使自由电荷做定向移动，使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地，电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时，消耗水能转化为涡轮的机械能;类似地，电流通过电灯时，消耗的电能转化为内能和光能。 由此得出一一类比关系：抽水机——水压——水流——涡轮，电源——电压——电流——用电器，使同学们在学习电压电流时化难为易。

三、转换法

电学实验中有一些不易直接观察、不易直接测量的量，我们就采用转换法，即把这些量转换为易观察、易测量的量，从而间接进行研究。通过转换法为学生搭建了一座从已知通往未知的桥梁，降低了学生获取新知识的难度，增强了学生学习电学的积极性。

如在研究导体的电阻大小这一特性时，电阻大小看不见摸不着，我们就适时地用到了转换法，即把不同的导体接到同一电源的两端，通过电流表的示数大小，间接得出不同导体的电阻大小不同。

又比如在研究电流的热效应时，电流通过导体产生的热量多少无法用手感知，而且有被烫伤的危险，所以就利用火柴棒只有达到一定温度时才会点燃的特性，把电流通过导体产生的热量多少转化为谁先把火柴棒点燃，先点燃者产生的热量就多。

四、等效代替法

在物理实验中有许多物理特征、过程和物理量是很难直接观察和测量的，这时往往需要把所要观测的量转换成其他间接可观测的量进行研究，这种方法就是等效法。等效法与转化法有区别，可以简单理解为：转换法是把微小量放大，等效法是面对一个复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，从而使它们的效果完全相同，将复杂问题简单化，求得结果。电学中学习串、并联电阻大小时用到了等效法。串联电阻相当于增加了导体的长度，并联电阻相当于增加了导体的横截面积，相关题目如下：下列四组电阻，分别并联后，等效电阻最小的是（）

A.R1=8欧，R2=14欧       B.R1=6欧，R2=16欧

C.R1=4欧，R2=18欧       D.R1=2欧，R2=20欧

物理学科是一门特别注重理论和实践相结合的综合学科，随着时代变迁，越来越多的问题会呈现在学生面前，要求学生必须掌握科学探究方法。只有当学生真正掌握了一定的科学探究方法，才会有效地解决各种实际问题，提升自身的物理综合能力。

教无定法，学无定式，尽管科学探究方法体现了新课程理念，然而方法不能脱离内容而孤立存在。我们教师在教学实践中指导学生运用科学探究方法时，要立足教材，从学情出发，灵活运用，摒弃机械灌输，使学生在物理学习中张开科学探究的翅膀，自由畅快地遨游在物理学的蔚蓝天空。

（责任编辑：奚春皓）