初中物理研究方法歸類(lèi)及示例

陳亮亮

【內(nèi)容摘要】物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科，在物理學(xué)習(xí)中有諸如觀察、實(shí)驗(yàn)、猜想、等效、建立模型、類(lèi)比、替代、控制變量等方法，本文作簡(jiǎn)要介紹，并加以舉例佐證。

【關(guān)鍵詞】初中物理 研究方法 有效教學(xué)

物理學(xué)習(xí)，不但要獲得物理知識(shí)，還要掌握技能、技巧，掌握物理問(wèn)題的研究方法。初中物理所涉及到的研究方法主要有觀察法、實(shí)驗(yàn)法、猜想法、等效法、建立模型法、轉(zhuǎn)換法、替代法、控制變量法等。

1.觀察法，指通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的認(rèn)真觀察，再歸納總結(jié)出規(guī)律等。如通過(guò)對(duì)水沸騰實(shí)驗(yàn)的觀察得到水沸騰的特點(diǎn)，從而推出液體沸騰時(shí)吸收熱量但溫度不變的特點(diǎn)。

2.實(shí)驗(yàn)法，人們使用儀器，通過(guò)人工控制條件，使自然現(xiàn)象、過(guò)程再現(xiàn)出來(lái)。它是物理研究的一種非常重要的方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)定律、規(guī)律，如歐姆通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)歐姆定律；通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說(shuō)，如布朗通過(guò)“布朗運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分子動(dòng)理論假說(shuō)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定物理量，如托里拆利通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定出大氣壓值。

3.猜想法，是探索物理的一種廣泛應(yīng)用的方法，它是用已知的物理規(guī)律對(duì)未知的自然現(xiàn)象及規(guī)律做出的科學(xué)預(yù)見(jiàn)。猜想法和實(shí)驗(yàn)法律相結(jié)合使用，先猜想然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，是目前探索物理經(jīng)常使用的方法。如初三物理（滬科版）中研究“通電導(dǎo)體放出熱量跟哪些因素有關(guān)？”先要求大家猜想，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，就是采用“猜想+實(shí)驗(yàn)”的方法。

4.等效法，狹義等效法是根據(jù)同一性質(zhì)的幾個(gè)量與一個(gè)量之間效果相同而建立的方法。如研究物體受幾個(gè)力作用時(shí)引入合力。廣義等效法指自然界中不同物質(zhì)之間存在著的聯(lián)系而建立的原理或方法，如改變物體內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞，它們的作用效果是等效的。

5.建立模型法，從自然界中抽取更為本質(zhì)的、概括了的類(lèi)似物的方法，如連通器、光線。

6.轉(zhuǎn)換法，是指將那些看不見(jiàn)、摸不著的現(xiàn)象或者不容易直接去測(cè)量的物理量，用一些直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量的方法。如用電流的效應(yīng)去判斷電流的存在，用擴(kuò)散現(xiàn)象去說(shuō)明分子是運(yùn)動(dòng)的。

7.類(lèi)比法，指兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象有某些共有的相同或者相似的屬性，推出一個(gè)對(duì)象可能具有另一個(gè)或另一類(lèi)現(xiàn)象已經(jīng)具有的屬性。如研究電流概念時(shí)用水流作類(lèi)比。

8.替代法，在研究物體的某一物理量時(shí)，由于這一物理量難于測(cè)量，可用便于測(cè)量的其他物體的相同物理量來(lái)測(cè)定代替。如曹沖稱(chēng)象用的就是替代法。

9.控制變量法，在研究某一物理量與其他幾個(gè)物理量關(guān)系時(shí)，可先研究這一物理量與幾個(gè)中的一個(gè)量的關(guān)系，然后逐一研究這一物理量與其他物理量關(guān)系，研究時(shí)，每次都要保證除研究的那兩個(gè)物理量外，其他物理量保持不變，最后將這些單一關(guān)系綜合起來(lái)，如研究力的作用效果與哪些因素有關(guān)，研究電流與電壓、電阻之間關(guān)系，用的就是控制變量法。

例1：說(shuō)出下列研究物理問(wèn)題的方法

1.根據(jù)磁鐵產(chǎn)生的作用來(lái)認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)（轉(zhuǎn)換法）；

2.通過(guò)觀察冰熔化、松香熔化實(shí)驗(yàn)得出晶體與非晶體區(qū)別（觀察法）；

3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究杠桿平衡條件（實(shí)驗(yàn)法）；

4.研究?jī)蓚€(gè)及兩個(gè)以上電阻組成的電路時(shí)，引入總電阻（等效法）；

5.研究磁場(chǎng)時(shí)引入磁感線（建立模型法）；

6.講授電壓時(shí)，用水壓作類(lèi)化（類(lèi)比法）；

7.用量筒、水測(cè)不規(guī)則小石塊的體積（替代法）；

8.探究影響滑動(dòng)摩擦力的影響因素（控制變量法）。

例2：滑動(dòng)摩擦力在研究相關(guān)物體運(yùn)動(dòng)情況時(shí)起著非常重要作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究已經(jīng)知道滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān)，也與接觸面之間的壓力有關(guān)。有些同學(xué)又猜想滑動(dòng)摩擦力可能還與接觸面的大小有關(guān)。請(qǐng)你從以下器材中選出部分器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)以上猜想進(jìn)行驗(yàn)證。

器材：a、斜面；b、帶鉤的正方體木塊；c、帶鉤的長(zhǎng)方體木塊；d、表面平整的長(zhǎng)木板；e、幾條毛巾；f、直尺；g、彈簧測(cè)力計(jì)；h、硬紙板。

（1）寫(xiě)出你需要的器材（用器材前面字母表示）

（2）簡(jiǎn)述主要實(shí)驗(yàn)步驟（安徽省中考題）

解題點(diǎn)撥：本題所提出問(wèn)題的方法叫猜想假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路是控制變量。因此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要從便于控制變量的角度確定器材。

解：（1）c、d、g。

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）將長(zhǎng)方體木塊放在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力拉著它勻速前進(jìn)，觀察記錄這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；（2）將長(zhǎng)方體木塊側(cè)放在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著勻速前進(jìn)，觀察、記錄這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)；（3）比較兩次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，即可初步檢驗(yàn)上述猜想。

例3（無(wú)錫市中考題）：現(xiàn)有各種規(guī)格的不銹鋼絲和銅絲，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究方案，比較不銹鋼絲和銅絲這兩種材料的導(dǎo)電性能。

（1）實(shí)驗(yàn)研究中對(duì)不銹鋼和銅絲的選取有什么要求？

（2）你用什么方法顯示材料的導(dǎo)電性能？（可畫(huà)出相應(yīng)電路圖加以說(shuō)明）

說(shuō)明：本題涉及到物理方法有控制變量法、轉(zhuǎn)換法，選擇材料時(shí)要控制它的長(zhǎng)度、橫截面積，材料的導(dǎo)電性能則從其他物體的特征上反映出來(lái)。

解：（1）選取的不銹鋼絲和銅絲長(zhǎng)度要相等，粗細(xì)要相同。

（2）可將它們分別與相同小燈泡串聯(lián)到相同的電源上，根據(jù)小燈泡的亮度說(shuō)明它們導(dǎo)電性能的不同。

（作者單位：江蘇省阜寧縣益林初級(jí)中學(xué)）