王長橋
バ碌摹段錮砜緯癱曜肌誹乇鵯康餮生在學(xué)習(xí)物理知識過程中的方法和體驗,強(qiáng)調(diào)從單純知識積累向探求知識過程轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生的探究能力,學(xué)習(xí)科學(xué)研究物理問題的方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思維與精神。因為學(xué)生不必也不可能學(xué)習(xí)所有的物理知識,而應(yīng)該通過學(xué)習(xí)、理解物理基礎(chǔ)知識,掌握技能,學(xué)習(xí)并認(rèn)識物理學(xué)的基本思想、觀點和方法?,F(xiàn)行的義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《物理》人教版,主要涉及的物理研究方法有:控制變量法、模型法、等效替代法、類比法、轉(zhuǎn)換法等。但是教材沒有對這些方法做系統(tǒng)介紹,只是零散地出現(xiàn)在各章節(jié),現(xiàn)對此做一些簡單歸納。
ヒ?、控制变量?/p>
ピ諮芯懇桓齠嘁蛩賾跋斕奈侍饈??梢韵确謩e控制其中的某些因素不變,去研究其中兩個因素之間的關(guān)系,這樣就把一個多因素的問題轉(zhuǎn)化為研究多個單因素問題,這就是控制變量法。這也是新教材涉及到的最重要的科學(xué)研究方法之一,在教材中有廣泛的應(yīng)用。例如:
1.在《聲音的特性》一節(jié)研究音調(diào)與頻率的關(guān)系時,只能使尺子伸出桌邊的長度變化,而不能使尺子的振幅發(fā)生變化。
2.在《探究影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)的實驗》中,要探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系就要使電磁鐵線圈匝數(shù)相同。
3.在《探究影響電阻大小的因素實驗》中,要探究電阻大小與材料的關(guān)系就要使電阻的長度、橫截面積、溫度相同,而材料不同;要探究電阻大小與長度的關(guān)系就要使電阻的材料、橫截面積、溫度相同,而長度不同;要探究電阻大小與橫截面積的關(guān)系就要使電阻的材料、長度、溫度相同,而橫截面積不同。
4.在《探究電流與電壓和電阻的關(guān)系實驗》中,要探究電流與電壓的關(guān)系就要使電阻保持不變;要探究電流與電阻的關(guān)系就要使電壓保持不變。
5.在《探究影響摩擦力大小因素的實驗》中,要探究摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系就要使接觸面粗糙程度保持不變;要探究摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系就要使壓力大小保持不變。
6.在《探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)的實驗》中,要探究壓力的作用效果與壓力的大小關(guān)系就要使受力面積大小相同;要探究壓力的作用效果與受力面積大小的關(guān)系就要使壓力大小保持不變。
7.在《探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)的實驗》中,要探究熱量與電流大小的關(guān)系就要使電阻大小與通電時間相同;要探究熱量與電阻大小的關(guān)系就要使電流大小與通電時間相同;要探究熱量與通電時間的關(guān)系就要使電流、電阻大小相同。
8.在《探究力的作用效果與哪些因素有關(guān)的實驗》中,要探究力的作用效果與力的大小的關(guān)系就要使力的方向和作用點相同;要探究力的作用效果與力的方向的關(guān)系就要使力的大小與作用點相同;要探究力的作用效果與力的作用點的關(guān)系就要使力的大小和方向相同。
9.在《探究動能大小與什么因素有關(guān)的實驗》中,要探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系就要保證速度大小相同;要探究動能大小與速度的關(guān)系就要保證質(zhì)量相同。
10.在《探究重力勢能大小與什么因素有關(guān)的實驗》中,要探究重力勢能與高度的關(guān)系就要保證質(zhì)量相同;要探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系就要保證高度相同。
ザ、建立理想模型
ピ諼錮硌а芯恐校把某一個具體事物抽象為某個物理概念的方法叫“建立理想模型”,該模型突出體現(xiàn)了這個物理概念的主要特征而忽略其他無關(guān)特征,使得在研究相關(guān)問題時特點更突出。例如:
1.在講光學(xué)時,用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播路徑和方向,這條想象的線叫光線。
2.在研究磁體的磁場時,引入“磁感線”的概念。
3.鍘刀看作是杠桿模型。
4.連通器看作是船閘的物理模型。
ト、類比法
ダ啾確ㄊ怯閃街侄西的一部分相似之處,推測其他部分也可能相似。
1.在《電流與電路》一節(jié)認(rèn)識電流時可以引導(dǎo)學(xué)生類比水流。
2.在《電壓》一節(jié)可以用水壓類比電壓。
3.在《電磁波的海洋》一節(jié)認(rèn)識電磁波時引導(dǎo)學(xué)生運用類比法,通過與水波、聲波類比,使其形象化,學(xué)生也更容易接受。
ニ?、等刑娲?/p>
ダ用作用效果相同的原理來研究問題的方法叫“等效替代法”。
1.在研究串,并聯(lián)電路時,引入“總電阻”的概念。
2.在研究物體受幾個力作用的情況時,引入“合力”的概念。
ダ如:曹沖稱象。
ノ?、讚Q法
プ換法是將看不見、摸不著不便于研究的問題或因素,轉(zhuǎn)換成看得見、摸得著,便于研究的問題或因素。
1.在《聲音的特性》一節(jié)探究響度與振幅的關(guān)系時,由乒乓球的振動幅度來顯示音叉振動的幅度。
2.在《磁場》一節(jié)課中,磁場是看不見,摸不著的,但又確實存在,可以通過在薄紙板或玻璃板上撒些鐵粉,在板下貼上磁鐵觀察,通過鐵粉有序排列讓學(xué)生“看見”磁場?;蛘邔⒃S多小磁針放在磁鐵周圍觀察小磁針偏轉(zhuǎn)情況,來判斷磁鐵周圍磁場的分布情況,這樣將磁場這種“無形”的東西轉(zhuǎn)換為有形的東西來研究。
3.在研究電流大小時,因為電流看不見,所以可以通過研究電流的熱效應(yīng)來研究它,看燈泡發(fā)光的強(qiáng)弱來顯示電流的大小。
4.用“馬德堡半球?qū)嶒灐弊C實大氣壓的存在。
5.電磁波是看不見的、摸不著的,但是可以通過課本介紹的實驗認(rèn)識它。打開收音機(jī),置于“空臺”位置,然后在旁邊用導(dǎo)線一端接電池負(fù)極,另一端在電池正極時斷時續(xù)的摩擦,聽到收音機(jī)里“喀喀”的響聲。
サ比唬其他的科學(xué)研究方法還有,例如研究牛頓第一定律時,用到假設(shè)等,在這里就不一一列舉了??傊處熞谔骄窟^程中靈活掌握,及時滲透科學(xué)探究的方法,這就等于給學(xué)生一把科學(xué)探究的“金鑰匙”可以大大提高他們的探究能力和他們的綜合素質(zhì)。
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