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赏析物理学方法

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2011年版初中物理课程标准,对物理学方法的教学要求提高了.2012年青岛市中考试卷里,对物理学方法的考察分值高达10%左右.为什么会这样呢?物理学方法是探究实验的灵魂,是理解物理知识的工具,是连接知识与能力的桥梁.爱因斯坦说,方法比知识更重要,科学的方法将影响学生的一生.当然,物理学方法的掌握不是靠死记硬背,需要在实验教学中循序渐进的体验,物理学方法很多,赏析几例以飨读者. 
中国论文网 http://www.xzbu.com/9/view-5091534.htm
  “比较法”是最好理解的科学方法,找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法.例如研究蒸发和沸腾的异同点.比较电压表与电流表在使用过程中的相同点和相异点.比较电动机与发电机的结构和原理的相同点和异同点.汽油机和柴油机的相同点和异同点. 
  “控制变量法”是指在研究多个因素关系时,将一些因素固定不变,从而使问题简化.利用控制变量法进行探进教学,不仅能培养学生的知识技能,还能促使学生养成良好的思维品质和科学态度、价值观.例如,在研究异体电阻跟材料,长度,横截面积关系时,先将材料、长度固定,研究电阻与横截面积的关系;再如研究感应电流方向与磁感线方向的关系时要控制导体运动方向不变;探究压强时,压力一定时,压强与受力面积成反比;受力面积一定时,压强与压力成正比;探究电流通过导体产生的热量与电阻关系时,控制电流相等. 
  “等价变换法”是指让学生把有关知识的数据、形象、动作、符号、公式、实例、文字叙述等各种信息自由的等价表示,培养学生联想能力.例如,探究欧姆定律时,用文字叙述,用公式表示,用表格表示,用坐标图像表示,进行计算和解释现象等等;再例如,沸腾现象可以下定义来描述,也可以从温度和热传递变化规律来解释,还可以画图像来反映. 
  “类比法”是指由两种东西的一部分相似之处推测其他部分也可能相似.可帮助学生理解较复杂的实验和较难的知识,有效地揭示自然界的秘密,特别是还不足以进行归纳推理和演绎思维的情况下,类比法更是得天独厚.例如,研究功率时,想到功率表示做功快慢和速度表示运动快慢这一相似性,推测功率在定义、定义式、单位等方面也可能与速度相似;再例,用“水压”“水流”来类比“电压”“电流”等;声波看不到摸不着,我们可以用“水波”或者“绳波”来类比,增加直观性加深认识. 
  “分类法”是指将许多东西根据一定的规则进行分组.例如,将电路状态分为通路、开路和短路;将摩擦力分为滑动摩擦和滚动摩擦;将汽化分为蒸发和沸腾等;内燃机冲程分吸气冲程,压缩冲程,做功冲程和排气冲程四个程冲;凸透镜成像分三类:u>2f时成倒立缩小实像,例如照相机;f  “转换法”是指一些看不见,摸不着的物理现象,不好直接认识它,我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们.例如,磁场看不见,我们撒上铁粉通过铁粉的有序排列“看见”磁场并进行研究;再如,液压规律探究中,将探头由浅入深放到液体中,通过观察U型管液柱高度差来反映液压大小随深度的增加而增大;研究晶体熔化时,用时间的多少来表示吸热的多少;研究电磁铁磁性强弱时,通过观察吸引大头针数量来判断.“等效法”是指在物理现象中,用不同的方式达到相同结果.例如做功和热传递在改变物体的内能方面是等效的;再例如,一个5欧姆的电阻和一个20 Ω的电阻并联起来与一个4 Ω的电阻是等效的;再例如,760 mm水银柱产生的液体压强跟一个标准大气压是等效的;虚像是无法用光屏承接的,因此虚像特点的研究成了实验的一个难题,为了探究平面镜所成虚像的特点,实验中用两支完全相同的蜡烛和可透视的平面玻璃板,采用等效法很好地解决了这一难题. 
  “缺点利用法”就是“将错就错法”,要求针对所研究知识点的缺点和不足,采取将错就错,变害为利,变废为宝的方法去找到知识的应用或另一个问题的解决办法.例如,重力的方向竖直向下易使物体下落破碎的缺点,而制成打桩机,重锤线等;再如,导体中电流过大,产生大量热量烧坏绝缘皮而引起火灾是缺点,但正是据此制成了电热器来为人们服务. 
  “缺点列举法”就是以挑剔的眼光对待问题,并想办法解决提出的问题.例如,用电阻丝的长度的改变来改变电路中电流强度,由于太长不方便,而想到把电阻丝缠绕起来制成滑动变阻器.再例如,一根导线的磁效应比较弱,制成螺线管就能增大电流的磁效应,插入铁心就成了电磁铁,从而发明了电磁继电器. 
  “逐渐逼近法”是指在解决某些问题时,让学生设计逐渐逼近的实验及过程,然后根据实验现象的发展趋势和走向,进行理想化的推理,以而推出结论或规律.在研究“牛顿第一定律”时,可以让学生设计阻力逐渐减小的三个斜面实验,根据实验现象得出“阻力越小,速度减小越慢”,最终进行理想化推理,得到“当阻力为零时物体做匀速直线运动的结论”;再例如,将闹钟放在玻璃罩内,用抽气机向外抽气,会听到声音越来越小,进一步推理得出真空不能传声的结论. 
  “模型法”是指将研究的问题在抓住要点的基础上进行简化、抽象、建立模型,运用模型去更方便的研究问题.例如,为研究光现象,引入“光线”这一模型,表示光的传播方向和路径;为研究“磁场”,引入“磁感线”这一模型,表示磁场的方向和强弱;为研究力的性质,引入“力的示意图”这一模型,表示力的大小方向作用点;实际的电路布线非常复杂难看,画一个电路图,串联并联还混联等连接方式就一目了然明晰可见啦,都属于物理模型法.

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