對(duì)于一些微觀的或看不見(jiàn)摸不著的物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律,僅憑教師的講解、描述和學(xué)生的想象是很難達(dá)到理想效果的.若教師在指導(dǎo)學(xué)生研究這些抽象物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律時(shí)注意引導(dǎo)他們,有意識(shí)地嘗試運(yùn)用相應(yīng)的科學(xué)方法去認(rèn)識(shí)和理解,不僅會(huì)大大提高學(xué)生對(duì)這些物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解能力,而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法和習(xí)慣,提高科學(xué)素質(zhì)會(huì)大有裨益,從而達(dá)到促進(jìn)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)、培養(yǎng)能力和提高科學(xué)素質(zhì)的目的。下面,筆者介紹研究物理現(xiàn)象常用的幾種科學(xué)方法,供大家參考。
一、轉(zhuǎn)換法:
對(duì)于一些看不見(jiàn)、摸不著的物質(zhì)或物理問(wèn)題我們往往要拋開(kāi)事物本身,通過(guò)觀察和研究它們?cè)谧匀唤缰斜憩F(xiàn)出來(lái)的外顯特性、現(xiàn)象或產(chǎn)生的效應(yīng)等去認(rèn)識(shí)事物的方法,在物理學(xué)上稱(chēng)作轉(zhuǎn)換法。它是幫助我們認(rèn)識(shí)抽象物理現(xiàn)象的一種常用的科學(xué)方法.如:我們?cè)谡J(rèn)識(shí)和研究“分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)”理論時(shí),由于分子是微觀的,不能直接用肉眼看到,因此,我們可以通過(guò)能直接觀察或感覺(jué)到的擴(kuò)散現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)和理解它;電流看不見(jiàn)、摸不著,我們可以通過(guò)各種電流的效應(yīng)來(lái)判斷它在存在;磁場(chǎng)看不見(jiàn)摸不著,我們可以通過(guò)小磁針指向或偏轉(zhuǎn)以及與其它一些磁場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)判斷它的存在;同理,在研究物體是否帶電,我們也不能直接看到物體是否帶電,但我們可以通過(guò)觀察驗(yàn)電器上錫箔片的開(kāi)合來(lái)判斷物體是否帶電;在研究空氣的存在和大氣壓強(qiáng)時(shí),我們可以通過(guò)感覺(jué)空氣的流動(dòng)及現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)大氣壓強(qiáng)的各種應(yīng)用來(lái)證明空氣和大氣壓強(qiáng)的存在。
隨便說(shuō)一下,很多儀器的制造也利用了轉(zhuǎn)換法。如將看不見(jiàn)、摸不著的溫度轉(zhuǎn)換成液柱的升降制成了溫度計(jì)。將看不見(jiàn)、摸不著的液體壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換成兩液面的高度差制成了壓強(qiáng)計(jì)等。
二、類(lèi)比法:
類(lèi)比法是指由一類(lèi)事物所具有的屬性,可以推出與其類(lèi)似事物也具有這種屬性的思考和處理問(wèn)題的方法.認(rèn)識(shí)和研究物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律時(shí),將它與生活中熟悉且有共同特點(diǎn)的現(xiàn)象進(jìn)行靈活、合理的類(lèi)比,將有助于學(xué)生的理解。如在認(rèn)識(shí)電流、電壓的概念、研究電源的作用和影響電阻大小的因素等概念或規(guī)律時(shí),與水流水壓模擬實(shí)驗(yàn)、抽水機(jī)的作用和水渠對(duì)水流的影響等物理現(xiàn)象進(jìn)行類(lèi)比,會(huì)使學(xué)生理解和掌握這些抽象的物理概念或規(guī)律產(chǎn)生其他方法無(wú)法替代的作用。
三、理想化法:
理想化法是指根據(jù)所研究問(wèn)題(一般都十分復(fù)雜,涉及諸多因素)的需要和具體情況,確定研究對(duì)象的主要因素和次要因素,保留主要因素,忽略次要因素,排除無(wú)關(guān)干擾,從而簡(jiǎn)明扼要地揭示事物的本質(zhì)。理想化法是一種科學(xué)抽象,是研究物理學(xué)的重要方法。理想化方法包括理想實(shí)驗(yàn)法和理想模型法。
1、理想實(shí)驗(yàn):
理想實(shí)驗(yàn)又叫做假想實(shí)驗(yàn)或思想上的實(shí)驗(yàn),它是人們?cè)谒枷胫兴茉斓囊环N理想實(shí)驗(yàn),是邏輯推理的一種特殊形式,在實(shí)際中并不能進(jìn)行。理想實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)的理論研究中有重要的作用。伽里略論證慣性定律所設(shè)想的實(shí)驗(yàn)??在無(wú)磨擦情況下,從斜槽滾下的小球?qū)⒁院愣ǖ乃俣仍跓o(wú)限長(zhǎng)的水平面上永遠(yuǎn)不停地運(yùn)動(dòng)下去,就是物理學(xué)史上著名的理想實(shí)驗(yàn)。再如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內(nèi),當(dāng)罩內(nèi)空氣被抽走時(shí),鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。顯然上述實(shí)驗(yàn)是人們?cè)谒季S中進(jìn)行的理想過(guò)程,與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相比,理想實(shí)驗(yàn)?zāi)芨蟪潭鹊赝怀鰧?shí)驗(yàn)中的主要因素,忽略次要因素,得出更本質(zhì)的結(jié)論。
2.理想模型:?
理想模型可分為對(duì)象模型、條件模型和過(guò)程模型三類(lèi)。?
、賹(duì)象模型:?
用來(lái)代替研究對(duì)象實(shí)體的理想化模型叫做對(duì)象模型。如視為點(diǎn)光源較小發(fā)光體,表示光的直線(xiàn)傳播的光線(xiàn),描述磁場(chǎng)的磁感線(xiàn),描述力的圖示、示意圖等都屬于對(duì)象模型。另外,推導(dǎo)液體壓強(qiáng)公式時(shí)選取的“液柱”、分析連通器原理和托里拆利實(shí)驗(yàn)原理使取的“液片”也屬于對(duì)象模型。
、跅l件模型:把研究對(duì)象所處的外部條件理想化建立的模型叫做條件模型。如光滑表面、輕桿、輕繩、均勻介質(zhì)都屬于條件模型。電學(xué)實(shí)驗(yàn)中把電壓表變成內(nèi)阻是無(wú)窮大的理想電壓表,電流表變成內(nèi)阻等于0的理想電流表等也屬于條件模型。
③過(guò)程模型:實(shí)際的物理過(guò)程都是諸多因素作用的結(jié)果,忽略次要因素的作用,只考慮主要因素引起的變化過(guò)程叫做過(guò)程模型.?例如:在空氣中自由下落的物體,空氣阻力的作用與重力相比較忽略不計(jì)時(shí),可抽象為自由落體運(yùn)動(dòng),另外勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)也屬于過(guò)程模型。
四、等效替代法:
在物理學(xué)中,我們研究某物體或物理現(xiàn)象的作用效果時(shí),有時(shí)為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,常用一個(gè)物理量來(lái)代替其他所有物理量,但不會(huì)改變物理效果。這種研究問(wèn)題的方法給問(wèn)題的闡釋或解答帶來(lái)極大方便,我們稱(chēng)這種研究問(wèn)題的方法為等效替代法.如用合力替代各個(gè)分力,用總電阻替代串聯(lián)、并聯(lián)的部分電阻,用浮力替代液體對(duì)物體的各個(gè)方向的壓力等。
五、控制變量法:
自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象,往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。決定某一個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律,必須設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來(lái),使它保持不變,然后來(lái)比較、研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系,這種研究問(wèn)題的科學(xué)方法就是控制變量法。很多物理實(shí)驗(yàn)都用到了這種方法。如通過(guò)導(dǎo)體的電流I受導(dǎo)體的電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí),需要保持電阻R不變。
六、歸納推理,又稱(chēng)歸納法:
從一般性較小的前提出發(fā),推出一般性較大的結(jié)論的推理方法叫歸納法。在科學(xué)研究中,歸納法發(fā)揮著重要的作用,許多物理概念、定律及規(guī)律的獲得都是借助了歸納法的力量,由實(shí)驗(yàn)(演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn))歸納獲得的。因而歸納法的教學(xué)是中學(xué)教學(xué)中的一個(gè)重要方面。
以上是初中物理教學(xué)中常用的幾種研究方法。在指導(dǎo)學(xué)生研究物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律時(shí),潛移默化地滲透科學(xué)研究方法,長(zhǎng)此以往不但加深對(duì)物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解,而且培養(yǎng)學(xué)生了科學(xué)思維習(xí)慣,提高了科學(xué)素養(yǎng)。對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展終身受益。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://portlandfoamroofing.com/chuzhong/577776.html
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