物理學研究方法主要有觀察方法、實驗方法、理想方法、類比方法、假說方法和數學方法等六種. 正確的觀察方法：（1）確定觀察的目的；（2）制定觀察的方案；（3）進行實際觀察；（4）翔實的記錄；（5）初步描述；（6）初步解釋；（7）核實觀察結果. 數學是物理學的語言和工具,概括物理現象、形成物理概念、整理實驗數據、進行邏輯分析、建立物理定律、利用數學圖象展示物理規律等等物理學的研究和學習過程都離不開數學.例如,例題「某遊客第一天早上8點開始由甲景點以大小不變的速度 1,沿山路步行到乙景點.第二天早上8點又有乙景點沿原路以大小不變的速度 2步行返回甲景點.則在該線路上是否存在這樣一個地點,他第二天返回該地點的時刻與第一天經過該地點的時刻相同.如果存在,則該地點到甲景點的距離是多少?」在講解過程中進行數學方法教育： 方法一：方程組法 分析：假設遊客能在第一天和第二天同一時刻到達同一地點（如下圖所示）,則到達同一地點所用的時間（t）是相同的、所走過的路程（S1、S2）的和等於甲景點到乙景點的路程（S）,由此列出方程組； 1 t = S1 （1） 2 t = S—S1 （2） （1）+（2）得 t = （3） （3）代入（1）得 S1 = ； S、 1 和 2都是已知量,所以t 和S1有唯一的解,即存在遊客第二天返回該地點的時刻與第一天經過該地點的時刻相同的地點,該地點到甲景點距離是 . 通過分析遊客兩天的運動過程及其相互的聯系,列出兩個方程用數學語言來表述物理問題,然後利用數學解方程組的消元法求出方程的兩個解,最後再聯系實際條件討論這兩個解,推導出結論. 方法二：模型轉換法 分析：假設兩名遊客同時從甲景點和乙景點相向而行,則肯定存在相遇地點； 相遇時間t = ； 相遇點到甲地距離S1 = . 通過物理模型的轉換得出存在相遇地點的結論,然後運用符號、方程等數學語言表徵出實際問題的特徵和規律,運用數學模型來反映物理原型的本質特徵和關系. 方法三：圖象法 畫出遊客運動的圖象,AB是第一天由甲景點到乙景點的S—t 圖象、CD是第二天由乙景點到甲景點的S—t圖象；由圖象可知 AB和CD有一個交叉點,該點表示同一地 點（S1）、同一時刻（t）,所以可判斷出該 地點就是遊客第二天返回該地點的時刻與第 一天經過該地點的時刻相同的地點.然後可 通過計算得到相遇時間t = ；相遇點 到甲地距離S1 = . 根據題意畫出遊客兩天運動的S— t圖象,在圖象上可以形象的看出兩天運動過程的特點,輕易的得出結論.利用數學圖象簡單明了的展示物理規律,使復雜的物理問題形象化、簡單化.
㈡ 淺談物理教學中常用的幾種科學探究方法
物理教學中蘊含的大量的科學方法，我們必須給予足夠的重視，並且滲透到教學活動中去，適時向學生介紹、點撥，學生在學習活動中去體驗、體會這些科學方法，逐步提高科學探究能力，掌握一些科學方法，為學生的終生學習打下良好的基礎。 在《初中物理課程標准》中，科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。在探究科學規律的過程中，學生通過動手動腦，通過物理學知道的「再發現」過程，體驗到科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神，掌握科學學習的策略和科學的思維方法，從而提高了他們的科學素質。要想使物理教學達到新課程標准確定的目標，我們必須重視物理教學中蘊含的大量的科學方法，把它們滲透到教學活動中去，適時向學生介紹、點撥，讓學生在學習活動中去體驗、體會科學方法，逐步提高學生科學探究能力，掌握一些科學方法，為學生的終生學習打下良好的基礎。下面就與大家一起來探討物理教學中常用的一些科學方法。 一、猜想法在科學探究的學習過程中，猜想這一步驟有著舉足輕重的地位，它是物理智慧中最活躍的成分，對學生猜想能力的培養，也是物理探究過程中的一個重要環節，而且猜想決定了科學探究的方向，因此，在物理教學的過程中，引導學生科學合理地猜想就顯得格外重要。 首先，猜想要有一定經驗和知識作為基礎。在進行科學猜想能力方面的教學時，可先針對問題讓學生展開想像的翅膀，鼓勵學生把所有可能的情況都大膽地說出來，然後讓學生根據已有知識和生活經驗逐一進行分析，想想生活中有哪些事實支持它，它和已有知識是否一致，排除那些與經驗和知識相矛盾的想法，留下的就可能是科學的猜想了，沒有一定的知識和經驗，猜想恐怕只能是無本之木，無源之水。所以在教學中為了避免學生胡猜亂想，讓學生說出猜想的理由、事實依據是很有效的避免課堂混亂的手段，也是培養學生探究能力的方法之一。 另外，教師引導學生猜想要注意把握好方向性。在學生的自主探究過程中，教師的引導可以起到了畫龍點睛的作用，由於課堂教學的時間和器材以及學生的知識的限制，我們不可能將學生講的、說的一一進行探究，必須進行去粗取精、去偽存真，才能讓探究過程順利完成。例如在猜想動能大小與哪些因素有關的的時候，學生猜想到的因素可能有質量、速度、重力、斜面坡度、高度等，特別應該注意要讓學生說出猜想的理由和依據，要能舉出相關的實例來證明。然後教師引導學生把其中類似的因素歸為一類，即質量和重力可以歸為質量這個因素，斜面坡度、高度、速度都可以歸為速度這個因素。這樣就把動能大小歸納猜想為與質量和速度這兩個因素有關。同時引導學生復習前面學習過的牛頓第一定律實驗，可以知道要控制物體到達斜面上的速度相同，必須控制物體從斜面上滑下的高度相同。然後通過控制變數的研究方法，這個探究實驗就不難完成了。完成實驗後，教師可以補充做一個實驗，即把質量和速度分別增大一倍，觀察木塊被推動的距離，來判斷質量和速度這兩個因素中到底哪一個因素對動能的影響更大，這樣為到高中的繼續學習打下基礎。當然，學生的猜想能力的培養並不是一朝一夕完成的，需要我們教師在教學過程中切實重視這一能力的培養，時時注意引導學生進行合理的猜想，以達到素質教育的目的。 二、控制變數法 「控制變數法」是初中物理中常用的探究問題的科學方法。由於影響物理研究對象的因素在許多情況下並不是單一的，而是多種因素相互交錯、共同起作用的。所以要想精確地把握研究對象的各種特性，弄清事物變化的原因和規律，必須人為的製造一些條件，便於問題的研究。例如當一個物理量與幾個因素有關時，我們一般是分別研究這個物理量與各個因素之間的關系，再進行綜合分析得出結論。這樣就必須在研究物理量同其中一個因素之間的關系時，將另外幾個因素人為地控制起來，使它們保持不變，以便觀察和研究該物理量與這個因素之間的關系。這就是「控制變數」的方法，在初中物理教學中有許多概念或規律的探索過程，都要用到控制變數法。例如，在八年級剛接觸物理時，有一個探究實驗是探究「聲音怎樣從發聲的物體傳到遠處？」。讓一個學生在桌子一端敲擊桌面，另個學生在另一端聽聲音，一次貼在桌面上聽，一次只是貼近桌面。發現兩次都可以聽到聲音，引導學生分析這兩次聲音分別是通過桌子和空氣傳來的，從而說明聲音要靠介質傳播。同時讓學生比較兩次聽到的聲音大小，從而認識到聲音在固體中比在空氣中傳播得快，即固體的傳聲能力強。在這里，老師一定要強調實驗中需要控制的變數就是聽聲音的距離和敲擊桌面的力度要相同，使學生體驗到控制變數的思想，為以後的探究實驗作好方法上的准備。 初中物理還用到控制變數法的實驗有：影響聲音的音調、響度等的因素有哪些？蒸發的快慢與哪些因素有關？導體的電阻大小與哪些因素有關？導體中的電流與導體兩端電壓和導體的電阻的關系，電熱的的大小與哪些因素有關？影響電磁鐵磁性強弱的因素有哪些？研究感應電流方向與哪些因素有關？研究通電導體在磁場中受力方向與哪些因素有關？力的作用效果與哪些因素有關？影響滑動摩擦力大小的因素有哪些？影響壓力作用效果的因素有哪些？研究液體的壓強與哪些因素有關？研究浮力的大小與哪些因素有關？研究動能或勢能的大小與哪些因素有關？研究物體吸引熱量的多少與哪些因素有關等等。 控制變數法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規律的科學方法。通過控制變數法，可以讓我們很方便的研究出某個物理量與多個因素之間的定性或定量關系，從而能得出普遍的規律。 三、等效替代法 有一個廣為人知的歷史故事——曹沖稱象。他運用的就是一種等效替代的思想，他是用石頭替代了大象，巧妙地測出了大象的重力。當然，這里還用到了「化整為零」的思想。很多偉人也經常會用等效法來使研究問題簡化，例如，愛迪生用圍成一圈的平面鏡的反射光等效多個太陽造成了無影燈，他的助手阿普頓在苦苦計算燈泡的容積時，愛迪生卻告訴他只需要把燈泡裝滿水，測量水的體積即為燈泡的容積。還有阿基米德在洗澡時發現了鑒別王冠真假的方法，從而也導致了一個重要的原理——阿基米德原理的發現。這樣看來，當測量器材無法直接測量某個物理量時，就要設法用可以直接測量的物理量來取代不能直接測量的物理量，這就是「等效替代法」。採用此方法時，唯一要注意的是直接測量的與不能直接測量的物理量之間要有內在的聯系，找到這種內在的聯系，也就完成了實驗的設計。 期刊文章分類查詢,盡在期刊圖書館可以說「等效替代」的思想是物理實驗成功的最根本、最重要的思路，物理學中的相關定律、定理、公式、原理都是以替代思維成立的基礎為出發點的。例如，測量不規則固體的體積，就是利用物體浸沒在液體中時，物體體積與物體排開的液體的體積相等的原理，將Ｖ物用Ｖ排替代。在有量筒或量杯時，可採用「排液補差法」或叫「等量空間占據法」測量。沒有量筒或量杯時，可用彈簧秤和水，通過測量浮力大小，結合阿基米德原理計算Ｖ排（全部浸沒），也可以用天平測排水的質量（全部浸沒），再利用密度知識來計算Ｖ排。當無法直接測物體的質量時，就可以用漂浮的方法利用Ｆ浮＝Ｇ的原理，測出Ｆ浮也就知道了Ｇ，物體的質量也就可求了。這種質量或體積的替代測量方法一般多見於測量物質密度的方法中。還有許多物理量的測量都用到了等效替代法。 等效替代法還可以用在一些器材的等效上，如果在研究某一個物理現象和規律中，因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制，不可以或很難直接揭示物理本質，而採取與之相似或有共同特徵的等效現象來替代，這樣不僅能順利得出結論，而且容易被學生接受和理解。例如，在探究平面鏡成像規律的實驗中，用玻璃板替代了平面鏡，因兩者在成像特徵上有共同之處，容易使學生接受，而玻璃板又是透明的，能通過它觀察到玻璃板後面的蠟燭，便於研究像的特點，揭示出平面鏡成像的規律。有了這些科學方法的啟發，學生在以後遇到有關問題時就可能運用自如了。比如在學習伏安法測電阻之後，要求學生設計一個實驗，在缺少電壓表或電流表，但另給一個定值電阻的情況下，要求測出未知電阻的阻值，應該怎麼辦？學生就可以用等效替代的思想來進行設計了，即讓電流表與定值電阻串聯來與電壓表等效，或者讓電壓表與定值電阻並聯來與電流表等效，每當學生自我解決了一個問題後，他們絕對會有一種「柳暗花明又一村」的感覺，對物理的興趣也自然而然的增加了不少。 四、轉換法所謂「轉換法」，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象；將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。例如，在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中，電流通過阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較，而我們通過轉換為讓煤油吸熱，觀察煤油溫度變化情況，從而推導出那個電阻放熱多。進而再問該實驗能否不用煤油而改用其它方式來觀察電阻通電後的發熱情況？這樣促使學生思維得以發散，轉換的思維方法得到訓練，設計實驗的能力也隨著提高了。彈簧測力計的原理也隱含了一個間接測量原則。即用可直接量度的量去間接表現那些不便直接觀察不便直接測量的量。在這里，彈簧的長度變化是可以直接觀察直接測量的，而力的大小是看不到措不著的，但是力的大小卻和彈簧長度的變化有關系，所以我們就可以用彈簧的伸長量來量度力的大小。不僅測力計是這樣的，溫度計、壓強計、氣壓表（高度計）、電流表、電壓表、時鍾速度表都是如此，看見的是長度、角度的變化，反映的是溫度、液體壓強、大氣壓強（高度）、電流、電壓、時間、速度的變化。初中物理中有很多地方都用到了轉換法的原理。研究物體升溫吸熱的多少與哪些因素有關時，可通過觀察放入其中的相同電熱器加熱時間的長短來判斷吸熱多少。利用擴散現象來研究分子的運動及分子運動的快慢。研究動能或勢能大小時通過觀察運動的小球推動紙盒移動距離的大小或是木樁被打入地下的深度，來推斷動能和勢能的大小。研究力、電流、磁場時，由於它們都是看不見摸不著的東西，我們可以利用力所產生的效果、電流產生的各種效應、磁場的基本性質來研究它們。比如可以通過泡沫塑料凹陷的程度來知道壓力的作用效果大小，用燈光的亮度來感知電流的大小、用電磁鐵吸引大頭針的個數來判斷其磁性強弱。將光在透明空氣中的傳播轉換為在煙或水霧中的傳播來觀察光的傳播方向。再如，把發聲體的微小振動用泡沫塑料球的振動來進行放大，把物體熱脹冷縮的微小變化用細管中液柱的高度變化來放大，把物體受力後的微小形變用平面鏡反射光線的偏轉角度來進行放大等等都是利用了轉換法。 轉換法可以通過轉換研究對象、空間角度、物理規律、物理模型、思維角度、物理過程、物理狀態、時間角度等達到化繁為簡，化難為易，間接地解決問題。這對於學生的想像設計能力和創造性思維品質的培養是大有益處的。 五、理想化方法 縱觀物理學發展史，許多重大的發現與結論，都是由於科學家們經過大膽的猜想構思，創建出科學的理想化的物理模型，並通過實驗檢驗或實踐驗證，在模型與事實基礎很好吻合的前堤下獲得的。伽里略和牛頓構建了光滑這一理想化的模型，才有慣性定律的重大發現。法拉第在1852年，對帶電體、磁體周圍空間存在的物質，設想出電場線、磁場線一類力線的模型，並用鐵粉顯示了磁鐵周圍的磁力線分布形狀，從而建立了場的概念，對當前的傳統觀念是一個重大的突破。盧瑟福也在1911年構思出原子的核式結構模型。 用理想化模型代替客觀原型的研究方法就是「理想化方法」。它又分為「理想實驗法」和「理想模型法」。例如，我們在研究真空能否傳聲的時候，將一隻小電鈴放在密閉的玻璃罩內，接通電路，可清楚的聽到鈴聲，用抽氣機逐漸抽去玻璃罩內的空氣，聽到鈴聲越來越弱，這說明空氣越稀薄，空氣的傳聲能力越弱。實驗中無法達到絕對的真空，但可以通過鈴聲的變化趨勢，推測出真空不能傳聲，這與牛頓第一定律的建立過程是非常類似的。這屬於理想實驗法。如果教師在教學中注意很好地滲透這一方法，有利於培養學生的科學思想，提高學生的創新能力。 在初中教材中，我們熟悉的理想化模型有：杠桿（只要能繞著固定點轉動的物體都可以看做是杠桿）、斜面（像盤山公路這樣起點為低終點高的彎曲面可以看做是斜面）、輪軸（像門把手、汽車方向盤、腳踏板、扳手這樣在使用中某部分轉動形成的軌跡是一個圓的機械都可以看作輪軸）、連通器（上端開口、底部連通的容器都可以看做是連通器）、薄透鏡、光線、磁感線等等。正是引入了這些理想化的物理模型，才得以使我們面對許多復雜的現實問題，通過簡化處理能夠比較順利地予以解決。我們也常常運用理想化方法，對於某些問題可以通過尋找和建立合適的理想化模型來處理，即將研究對象、條件等理想化，以達到化繁為簡的目的。 另外，常用的科學方法還有類比法、圖象法、歸納法、比較法、演繹法、推理法、想像法、逆向思維法、宏觀與微觀結合法、累積法，以及微分法等等，這里就不一一獒述了。
㈢ 常用的科學研究方法有哪些
科學探究的基本方法：觀察法。常用方法：調查法，實驗法，測量法。
觀察法是指研究者根據一定的研究目的、研究提綱或觀察表，用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對象，從而獲得資料的一種方法。科學的觀察具有目的性和計劃性、系統性和可重復性。
常見的觀察方法有：核對清單法；級別量表法；記敘性描述。觀察一般利用眼睛、耳朵等感覺器官去感知觀察對象。由於人的感覺器官具有一定的局限性，觀察者往往要藉助各種現代化的儀器和手段，如照相機、錄音機、顯微錄像機等來輔助觀察。
常用方法：
調查法
調查是科學探究常用的方法之一，是了解生物種類、生存環境和外部形態等常用的研究方法。調查者以正確的理論與思想作指導，通過訪談、問卷、測驗等手段．有計劃地，廣泛了解．掌握相關資料．在此基礎上進行分析、綜合、得出結論。
科學調查的步驟：明確調在的目的和調查對象一制訂合理有序的調查方案實施實驗調查方案。並如實做好記錄對調查情況和結果進行整理和分析寫出調查報告。
生物調查活動的注意事項：調查是一項科學工作。對於所看到的生物，你不管是否喜歡它，都要認真觀察，如實記錄；不要損傷植物和傷害動物，不要破壞其生活環境；注意安全，集體行動。
實驗法
生物學是在實驗的基礎上建立和發展起來的一門自然科學。利用實驗的方法進行科學探究是現代生物學的重要方法。實驗法就是利用特定的器具和材料，通過有目的、有步驟的實驗操作和觀察，記錄、分析，發現或驗證科學結論。