物理方法既是科学家研究问题的方法,也是学生在学习物理中常用的方法,新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法。
常见的物理方法
模型法 即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等。
叠加法 物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加起来,测量后求平均值的方法俗称“叠加法”。
控制变量法 自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较,研究其他两个变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。初中物理实验大多都用到了这种方法,如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。
实验+推理法 有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声。
转换法 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。如根据电流的热效应来认识电流大小,根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等。
等效法 在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果。如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等。
描述法 为了研究问题的方便,我们常用线条等手段来描述各种看不见的现象。如用光线来描述光,用磁感线来描述磁场,用力的图示描述力等。
类比法 在认识一些物理概念时,我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比,以帮助我们理解它。如认识电流大小时,用水流进行类比。认识电压时,用水压进行类比。
物理实验数据的处理方法
实验数据是对实验定量分析的依据,是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下,实验数据处理得恰当与否,会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。本文结合一些实例来简单介绍实验数据的处理方法。
1. 平均值法
取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下,对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样,用多次测量的算术平均值作为测量结果,是真实值的最好近似。
2. 列表法
实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。
列表时应注意:①表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内,一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。
3. 作图法
选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。
描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以是零,也可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。
❷ 科研研究方法有哪些
科研的典型方法。前面选题和搜集资料都是科研的前提条件,接下来我们就应该正式进行科研工作。在进行科研工作之前,我们要掌握一些典型的科研方法。
1.观察法.科学观察是指人们通过感官,有计划、有目的对在自然发生状态下何在人为发生的条件下的事物。科学观察是我们科研常用的方法,它与人们日常的观察不同,科学观察总是为了解决一定的科学问题而进行的,它有明确的任务、目的和观察对象,它不仅要用眼睛看,有时还要借助于仪器进行观察,观察之后还要进行详细的、准确的记录,而人们日常的观察是很随意的,没有这些要求和规定。1.观察方法 2 观察的意义 3观察的原则 4.观察的种类 5.观察的偏差
2实验法。 试验方法是获取第一手科研资料的重要的和有力的手段。大量的、新的、精确的和系统的资料,往往是通过试验而获得的。试验方法是探索自然奥秘和发明新物品的必由之路。实验是检验真理的唯一标准。有许多科学理论和技术的正确与否都是通过实验的方法才能得到验证的。所以说试验法是科研工作中非常重要的一种方法。1.实验方法 2实验新特点3.实验的作用4.实验的类型5.实验的要求6.实验的缺陷
3.模拟法。模拟方法就是根据相似的理论,先设计和制作一个与自然事物、自然想象及其发展变化过程相似的模型,然后,通过对模型的试验和研究,间接地去试验和研究“原型”的性质和规律性。模拟方法与常规的实验方法相比较,一般说来,他不是对“原型”的各种因素影响的纯化和简化,而是尽量对“原型”的复杂因素进行全面的模拟和研究。所以,模拟方法可以很好的解决实际试验中难以实现的条件,有效的促使科研工作的进一步完成。1.模拟方法 2.模拟的特点 3.模拟的种类 4.模拟的作用 5.模拟的不足
还有其他一些方法比如:数学方法,理想化,类比法,假说法,综合法等。
❸ 开题报告的研究方法有哪些
运用比较广泛的是文献法、调查法、实验法、行动研究法、访谈法等。
在介绍论文方法时,不是对方法概念的解释,而是要介绍如何使用的研究方法,比如问卷调查法,就要阐述清楚问卷是自制,还是沿用的前人。在研究用,不要罗列一大堆的研究方法,主要提炼一两种研究方法,侧重研究就可以。
研究价值就这个部分,不能空而大或罗列许多根本解决不了的,比如有的老师说他的研究有利于提高某某地区的教育质量等等,别人一看“提高”这个词就不相信,最多是“改善”。教育的质量不是一项科研就可提高的,另就本土文化的研究,是否具有良好的推广性,还有待实证。
研究的创新相对别人这方面的研究,别人没有的,自己总结提炼出来的新亮点,也是文章的亮点。研究的价值与创新应立足于自己的本研究,不能把自己无关的或自己根本解决不了的罗列上去。
(3)实验的研究方法有哪些扩展阅读
开题报告的内容:
1、课题来源及研究的目的和意义。
2、国内外在该方向的研究现状及分析。
3、主要研究内容及创新点。
4、研究方案及进度安排,预期达到的目标。
5、为完成课题已具备和所需的条件。
6、预计研究过程中可能遇到的困难和问题有及解决的措施。
7、主要参考文献。
❹ 科学研究有哪些方法
所谓科学的研究方法,很明显就是科学工作者在从事某
项科学发现时所采用的方法。但是。这个过于简单的说明对
我们没有多大帮助。能不能对这个问题作出更详细的说明呢?
好吧!我们可以描述一下这个问题的一个理想答案。
(1)在进行科学研究时,应当首先认识到问题的存在。
例如,在研究物体的运动时,首先应当注意到物体为什么会
像它所发生的那样进行运动,亦即物体为什么在某种条件下
会运动得越来越快(加速运动),而在另一种条件下则会运
行得越来越慢(减速运动)。
(2)要把问题的非本质方面找出来,加以剔除。例如,
一个物体的味道对物体的运动是不起任何作用的。
(3)要把你能够找到的、同这个问题有关的全部数据
都收集起来。在古代和中世纪,这一点仅仅意味着如实地对
自然现象进行敏锐观察。但是进入近代以后,情况就有所不
同了,因为人们从那时起已经学会去模仿各种自然现象,也
就是说,人们已经能够有意地设计出种种不同的条件来迫使
物体按一定的方式运动,以便取得与该问题有关的各种数据。
例如,可以有意地让一些球从一些斜面上滚下来;这样做时,
既可以用各种大小不同的球,也可以改变球的表面性质或者
改变斜面的倾斜度,等等。这种有意设计出来的情况就是实
验,而实验对近代科学起的作用是如此之大,以致人们常常
把它称为“实验科学”,以区别于古希腊的科学。
(4)有了这些收集起来的数据,就可以作出某种初步
的概括,以便尽可能简明地对它们加以说明,亦即用某种简
明扼要的语言或者某种数学关系式来加以概括。这也就是假
设或假说。
(5)有了假说以后,你就可以对你以前未打算进行的
实验的结果作出推测。下一步,你便可以着手进行这些实验,
看看你的假说是否成立。
(6)如果实验获得了预期的结果,那么,你的假说便
得到了强有力的事实依据,并可能成为一种理论,甚至成为
一条“自然定律”。
当然,任何理论或自然定律都不是最后定论。这一过程
会一次又一次地重复下去。新的数据,新的观察和新的实验
结果将不断出现,旧的自然定律将不断为更普遍的自然定律
所替代,因为这些新的定律不但能说明旧定律所能解释的各
种现象,而且还能说明旧定律所不能解释的一些现象。
以上这些,正如我已经说过的,是一种理想的科学研究
方法。但是在真正的实践中,科学工作者并不需要像做一套
柔软体操那样一步一步地进行下去,而且他们通常也不这样
做。
比起旁的事情来,像直觉、洞察力甚至运气这一类因素
常常更起作用。在整部科学史中充满了这样的例子。有不少
科学家仅仅根据很不充分的数据和很少一点实验结果(有时
甚至一点实验结果也没有),便突然灵机一动,得出了有用
的、合乎事实的论断。这样的论断,如果按部就班地通过上
述理想的科学研究方法进行,就可能要用好几年的时间才能
得到。
例如,凯库勒就是在邮车上打瞌睡的时候,突然领悟到
苯的化学结构的。洛维则在半夜醒来的时候,突然得到了关
于神经刺激的化学传导问题的答案。格拉泽却由于无聊地凝
视着一杯啤酒,才得到了气泡室的想法。
然而这是不是说,一切都是凭好运气得来的,根本不需
要动脑筋去思考呢?不,绝对不是的。这样的“好运气”只
有那些具有最好领悟力的人才会碰上,换句话说,有些人之
所以会碰上这样的“好运气”,只是因为他们具有十分敏锐
的直觉,而这种敏锐的直觉则是依靠他们丰富的经验、深刻
的理解力和平时爱动脑筋换来的。
阿西莫夫《你知道吗?--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社
1984年
❺ 实验研究的基本方法有哪些
实验法的优点与缺点
实验法的优点主要表现在以下几个方面:第一,实验研究者有独立自主性,可以完全按照自己提出的假设来决定研究的变量、设计变量的水平等,而不用完全遵守现实环境的“自然状态”。但其他研究方法则要按现有数据和观测值给出假设。第二,从时序角度看,实验法是纵贯式研究,实验在一段时间内进行,可在多个时点进行测量,得以研究变量的动态变化,而其他研究方法像问卷调查等,只有某一时刻的测量值,不能直接观测出一段时期内的变化。第三,它能够比其他方法更令人信服地估计因果关系。从哲学的观点来看,因果关系永远不能被肯定地证实,只可能不断地逼近。实验方法比其他方法更容易做到这一点,因为实验研究者可以通过操纵自变量来观察因变量的变化,还可以通过设立控制组来判断操纵的强度。第四,实验方法能够比其他方法更有效地控制外源变量的影响,从而分离出实验变量并估计其对因变量的影响。第五,实验方法下,可以通过调整变量和实验条件观察到常规状态下很难出现的极端值和交互作用。第六,实验方法是可以重复的,这是研究科学性的中要体现。第七,实验法的成本通常较低,因为控制变量、样本数都比较小,持续时间较短,而现场研究、问卷等方法的出差费、访谈费都比较大。
实验研究方法的缺点主要是:第一,研究者人为地营造实验条件,使其远离现实情境中的“自然状态”,会导致外部效度降低。第二,如果研究样本本身不具有代表性,即便在分组时做到了随机化分派,也会使内部效度和外部效度降低。第三,研究只能限于当前问题,对过去问题和将来问题的研究,实验方法不太可行。第四,当研究变量和水平数目增多时,成本会急剧增加。第五,管理领域的实验研究中,实验对象大多是人,人类行为变异相当大,较难控制,同时也使实验研究面临许多伦理和法律方面的限制。第六,难以找到合适测量工具,即使找到,也容易造成使用的偏差。
实验法的应用条件
结合实验方法的优缺点,可以大致总结出实验研究方法的应用条件:第一,对现状的研究。进行历史研究或预测研究,单独使用实验法是不可行的或很困难的。第二,需要对研究环境和研究条件实施严格的限制才能凸显研究变量。第三,客观条件允许施加所需要的控制。第四,实验不会违反当地的伦理和法律规范。
尽管实验方法可以独立地取得令人振奋的研究成果,但为了谨慎起见,研究者通常将实验方法与其他研究方法相结合,使研究结论更加令人信服。