物理方法既是科學家研究問題的方法,也是學生在學習物理中常用的方法,新課標也要求學生掌握一些探究問題的物理方法。
常見的物理方法
模型法 即將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。如用太陽系模型代表原子結構,用簡單的線條代表杠桿等。
疊加法 物理學中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加起來,測量後求平均值的方法俗稱「疊加法」。
控制變數法 自然界發生的各種現象,往往是錯綜復雜的。決定某一個現象的產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律,必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然後來比較,研究其他兩個變數之間的關系,這種研究問題的科學方法就是「控制變數法」。初中物理實驗大多都用到了這種方法,如通過導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變。
實驗+推理法 有一些物理現象,由於受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。如將一隻鬧鍾放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時,鍾聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。
轉換法 一些看不見,摸不著的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它們表現出來的看的見、摸的著的現象來間接認識它們。如根據電流的熱效應來認識電流大小,根據磁場對磁體有力的作用來認識磁場等。
等效法 在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。如用合力替代各個分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個壓力等。
描述法 為了研究問題的方便,我們常用線條等手段來描述各種看不見的現象。如用光線來描述光,用磁感線來描述磁場,用力的圖示描述力等。
類比法 在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現象進行類比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時,用水流進行類比。認識電壓時,用水壓進行類比。
物理實驗數據的處理方法
實驗數據是對實驗定量分析的依據,是探索、驗證物理規律的第一手資料。在系統誤差一定的情況下,實驗數據處理得恰當與否,會直接影響偶然誤差的大小。所以對實驗數據的處理是實驗復習的重要內容之一。本文結合一些實例來簡單介紹實驗數據的處理方法。
1. 平均值法
取算術平均值是為減小偶然誤差而常用的一種數據處理方法。通常在同樣的測量條件下,對於某一物理量進行多次測量的結果不會完全一樣,用多次測量的算術平均值作為測量結果,是真實值的最好近似。
2. 列表法
實驗中將數據列成表格,可以簡明地表示出有關物理量之間的關系,便於檢查測量結果和運算是否合理,有助於發現和分析問題,而且列表法還是圖象法的基礎。
列表時應注意:①表格要直接地反映有關物理量之間的關系,一般把自變數寫在前邊,因變數緊接著寫在後面,便於分析。②表格要清楚地反映測量的次數,測得的物理量的名稱及單位,計算的物理量的名稱及單位。物理量的單位可寫在標題欄內,一般不在數值欄內重復出現。③表中所列數據要正確反映測量值的有效數字。
3. 作圖法
選取適當的自變數,通過作圖可以找到或反映物理量之間的變化關系,並便於找出其中的規律,確定對應量的函數關系。作圖法是最常用的實驗數據處理方法之一。
描繪圖象的要求是:①根據測量的要求選定坐標軸,一般以橫軸為自變數,縱軸為因變數。坐標軸要標明所代表的物理量的名稱及單位。②坐標軸標度的選擇應合適,使測量數據能在坐標軸上得到准確的反映。為避免圖紙上出現大片空白,坐標原點可以是零,也可以不是零。坐標軸的分度的估讀數,應與測量值的估讀數(即有效數字的末位)相對應。
❷ 科研研究方法有哪些
科研的典型方法。前面選題和搜集資料都是科研的前提條件,接下來我們就應該正式進行科研工作。在進行科研工作之前,我們要掌握一些典型的科研方法。
1.觀察法.科學觀察是指人們通過感官,有計劃、有目的對在自然發生狀態下何在人為發生的條件下的事物。科學觀察是我們科研常用的方法,它與人們日常的觀察不同,科學觀察總是為了解決一定的科學問題而進行的,它有明確的任務、目的和觀察對象,它不僅要用眼睛看,有時還要藉助於儀器進行觀察,觀察之後還要進行詳細的、准確的記錄,而人們日常的觀察是很隨意的,沒有這些要求和規定。1.觀察方法 2 觀察的意義 3觀察的原則 4.觀察的種類 5.觀察的偏差
2實驗法。 試驗方法是獲取第一手科研資料的重要的和有力的手段。大量的、新的、精確的和系統的資料,往往是通過試驗而獲得的。試驗方法是探索自然奧秘和發明新物品的必由之路。實驗是檢驗真理的唯一標准。有許多科學理論和技術的正確與否都是通過實驗的方法才能得到驗證的。所以說試驗法是科研工作中非常重要的一種方法。1.實驗方法 2實驗新特點3.實驗的作用4.實驗的類型5.實驗的要求6.實驗的缺陷
3.模擬法。模擬方法就是根據相似的理論,先設計和製作一個與自然事物、自然想像及其發展變化過程相似的模型,然後,通過對模型的試驗和研究,間接地去試驗和研究「原型」的性質和規律性。模擬方法與常規的實驗方法相比較,一般說來,他不是對「原型」的各種因素影響的純化和簡化,而是盡量對「原型」的復雜因素進行全面的模擬和研究。所以,模擬方法可以很好的解決實際試驗中難以實現的條件,有效的促使科研工作的進一步完成。1.模擬方法 2.模擬的特點 3.模擬的種類 4.模擬的作用 5.模擬的不足
還有其他一些方法比如:數學方法,理想化,類比法,假說法,綜合法等。
❸ 開題報告的研究方法有哪些
運用比較廣泛的是文獻法、調查法、實驗法、行動研究法、訪談法等。
在介紹論文方法時,不是對方法概念的解釋,而是要介紹如何使用的研究方法,比如問卷調查法,就要闡述清楚問卷是自製,還是沿用的前人。在研究用,不要羅列一大堆的研究方法,主要提煉一兩種研究方法,側重研究就可以。
研究價值就這個部分,不能空而大或羅列許多根本解決不了的,比如有的老師說他的研究有利於提高某某地區的教育質量等等,別人一看「提高」這個詞就不相信,最多是「改善」。教育的質量不是一項科研就可提高的,另就本土文化的研究,是否具有良好的推廣性,還有待實證。
研究的創新相對別人這方面的研究,別人沒有的,自己總結提煉出來的新亮點,也是文章的亮點。研究的價值與創新應立足於自己的本研究,不能把自己無關的或自己根本解決不了的羅列上去。
(3)實驗的研究方法有哪些擴展閱讀
開題報告的內容:
1、課題來源及研究的目的和意義。
2、國內外在該方向的研究現狀及分析。
3、主要研究內容及創新點。
4、研究方案及進度安排,預期達到的目標。
5、為完成課題已具備和所需的條件。
6、預計研究過程中可能遇到的困難和問題有及解決的措施。
7、主要參考文獻。
❹ 科學研究有哪些方法
所謂科學的研究方法,很明顯就是科學工作者在從事某
項科學發現時所採用的方法。但是。這個過於簡單的說明對
我們沒有多大幫助。能不能對這個問題作出更詳細的說明呢?
好吧!我們可以描述一下這個問題的一個理想答案。
(1)在進行科學研究時,應當首先認識到問題的存在。
例如,在研究物體的運動時,首先應當注意到物體為什麼會
像它所發生的那樣進行運動,亦即物體為什麼在某種條件下
會運動得越來越快(加速運動),而在另一種條件下則會運
行得越來越慢(減速運動)。
(2)要把問題的非本質方面找出來,加以剔除。例如,
一個物體的味道對物體的運動是不起任何作用的。
(3)要把你能夠找到的、同這個問題有關的全部數據
都收集起來。在古代和中世紀,這一點僅僅意味著如實地對
自然現象進行敏銳觀察。但是進入近代以後,情況就有所不
同了,因為人們從那時起已經學會去模仿各種自然現象,也
就是說,人們已經能夠有意地設計出種種不同的條件來迫使
物體按一定的方式運動,以便取得與該問題有關的各種數據。
例如,可以有意地讓一些球從一些斜面上滾下來;這樣做時,
既可以用各種大小不同的球,也可以改變球的表面性質或者
改變斜面的傾斜度,等等。這種有意設計出來的情況就是實
驗,而實驗對近代科學起的作用是如此之大,以致人們常常
把它稱為「實驗科學」,以區別於古希臘的科學。
(4)有了這些收集起來的數據,就可以作出某種初步
的概括,以便盡可能簡明地對它們加以說明,亦即用某種簡
明扼要的語言或者某種數學關系式來加以概括。這也就是假
設或假說。
(5)有了假說以後,你就可以對你以前未打算進行的
實驗的結果作出推測。下一步,你便可以著手進行這些實驗,
看看你的假說是否成立。
(6)如果實驗獲得了預期的結果,那麼,你的假說便
得到了強有力的事實依據,並可能成為一種理論,甚至成為
一條「自然定律」。
當然,任何理論或自然定律都不是最後定論。這一過程
會一次又一次地重復下去。新的數據,新的觀察和新的實驗
結果將不斷出現,舊的自然定律將不斷為更普遍的自然定律
所替代,因為這些新的定律不但能說明舊定律所能解釋的各
種現象,而且還能說明舊定律所不能解釋的一些現象。
以上這些,正如我已經說過的,是一種理想的科學研究
方法。但是在真正的實踐中,科學工作者並不需要像做一套
柔軟體操那樣一步一步地進行下去,而且他們通常也不這樣
做。
比起旁的事情來,像直覺、洞察力甚至運氣這一類因素
常常更起作用。在整部科學史中充滿了這樣的例子。有不少
科學家僅僅根據很不充分的數據和很少一點實驗結果(有時
甚至一點實驗結果也沒有),便突然靈機一動,得出了有用
的、合乎事實的論斷。這樣的論斷,如果按部就班地通過上
述理想的科學研究方法進行,就可能要用好幾年的時間才能
得到。
例如,凱庫勒就是在郵車上打瞌睡的時候,突然領悟到
苯的化學結構的。洛維則在半夜醒來的時候,突然得到了關
於神經刺激的化學傳導問題的答案。格拉澤卻由於無聊地凝
視著一杯啤酒,才得到了氣泡室的想法。
然而這是不是說,一切都是憑好運氣得來的,根本不需
要動腦筋去思考呢?不,絕對不是的。這樣的「好運氣」只
有那些具有最好領悟力的人才會碰上,換句話說,有些人之
所以會碰上這樣的「好運氣」,只是因為他們具有十分敏銳
的直覺,而這種敏銳的直覺則是依靠他們豐富的經驗、深刻
的理解力和平時愛動腦筋換來的。
阿西莫夫《你知道嗎?--現代科學中的一百個問題》
科學普及出版社
1984年
❺ 實驗研究的基本方法有哪些
實驗法的優點與缺點
實驗法的優點主要表現在以下幾個方面:第一,實驗研究者有獨立自主性,可以完全按照自己提出的假設來決定研究的變數、設計變數的水平等,而不用完全遵守現實環境的「自然狀態」。但其他研究方法則要按現有數據和觀測值給出假設。第二,從時序角度看,實驗法是縱貫式研究,實驗在一段時間內進行,可在多個時點進行測量,得以研究變數的動態變化,而其他研究方法像問卷調查等,只有某一時刻的測量值,不能直接觀測出一段時期內的變化。第三,它能夠比其他方法更令人信服地估計因果關系。從哲學的觀點來看,因果關系永遠不能被肯定地證實,只可能不斷地逼近。實驗方法比其他方法更容易做到這一點,因為實驗研究者可以通過操縱自變數來觀察因變數的變化,還可以通過設立控制組來判斷操縱的強度。第四,實驗方法能夠比其他方法更有效地控制外源變數的影響,從而分離出實驗變數並估計其對因變數的影響。第五,實驗方法下,可以通過調整變數和實驗條件觀察到常規狀態下很難出現的極端值和交互作用。第六,實驗方法是可以重復的,這是研究科學性的中要體現。第七,實驗法的成本通常較低,因為控制變數、樣本數都比較小,持續時間較短,而現場研究、問卷等方法的出差費、訪談費都比較大。
實驗研究方法的缺點主要是:第一,研究者人為地營造實驗條件,使其遠離現實情境中的「自然狀態」,會導致外部效度降低。第二,如果研究樣本本身不具有代表性,即便在分組時做到了隨機化分派,也會使內部效度和外部效度降低。第三,研究只能限於當前問題,對過去問題和將來問題的研究,實驗方法不太可行。第四,當研究變數和水平數目增多時,成本會急劇增加。第五,管理領域的實驗研究中,實驗對象大多是人,人類行為變異相當大,較難控制,同時也使實驗研究面臨許多倫理和法律方面的限制。第六,難以找到合適測量工具,即使找到,也容易造成使用的偏差。
實驗法的應用條件
結合實驗方法的優缺點,可以大致總結出實驗研究方法的應用條件:第一,對現狀的研究。進行歷史研究或預測研究,單獨使用實驗法是不可行的或很困難的。第二,需要對研究環境和研究條件實施嚴格的限制才能凸顯研究變數。第三,客觀條件允許施加所需要的控制。第四,實驗不會違反當地的倫理和法律規范。
盡管實驗方法可以獨立地取得令人振奮的研究成果,但為了謹慎起見,研究者通常將實驗方法與其他研究方法相結合,使研究結論更加令人信服。