Ⅰ 初中物理常見的科學方法有哪些
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「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,掌握科學學巧備戚習的策略和科學的思維方法,從而提高他們的科學素質.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. 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,另一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,使學生體驗滾滾到控制變數的思想,為以後的探究實驗作好方法上的准備.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.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,將用替代.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（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.當無法直接測物體的質量時,就可以用漂浮的方法利用的原理,測出也就知道了,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孝陵度的方法中.還有許多物理量的測量都用到了等效替代法. 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.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摸不著的,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. 五、理想化方法 「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作是杠桿）、斜面（像盤山公路這樣起點為低終點高的彎曲面可以看作是斜面）、輪軸（如門把手、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作是連通器）、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、圖像法、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.
Ⅱ 鍒濅簩鐗╃悊棰樼洰錛氱墿鐞嗗疄楠屾湁鍝浜涚戝︽柟娉
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Ⅲ 如何培養學生的物理思想和科學方法有哪些
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「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,從而提高他們的科學素質.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. 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,另一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.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.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,將用替代.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（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.當無法直接測物體的質量時,就可以用漂浮的方法利用的原理,測出也就知道了,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. 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.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摸不著的,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. 五、理想化方法 「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作是杠桿）、斜面（像盤山公路這樣起點為低終點高的彎曲面可以看作是斜面）、輪軸（如門把手、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作是連通器）、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、圖像法、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.