初中研究物理實驗的方法

1、初中研究物理實驗的方法一、控制變量法 運用一定手段（實驗儀器、設(shè)備等）主動干預(yù)或控制自然事物、自然現(xiàn)象發(fā)展的過程，在特定的觀察條件下探索客觀規(guī)律的一種研究方法。或者說只讓一個因變量發(fā)生變化，而其他因變量不變，從而得出這個因變量對結(jié)果的影響。 控制變量法常用于探究物理規(guī)律的實驗教學(xué)，例如歐姆定律的實驗教學(xué)，教師可以組織學(xué)生討論怎樣研究I、U、R之間的關(guān)系；確定研究對象是電流以后，引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法，先控制一個物理量電阻不變，研究電流與電壓這兩個物理量的關(guān)系，再控制另一個物理量電壓不變，研究電流與電阻兩個物理之間的關(guān)系，最后將這些單一關(guān)系綜合、歸納找出它們之間的規(guī)律，得出歐姆定律。又如“研究滑

2、動摩擦力大小與哪些困素有關(guān)?”、"研究壓強大小與哪些因素有關(guān)"、"研究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)"，“如何比較速度大小方法”等。教師在進行變量控制法的實驗思想和實驗方法教學(xué)時，應(yīng)循序漸進，逐步滲透，使學(xué)生掌握并會應(yīng)用。  二、類比法、轉(zhuǎn)換法和等效（等效代替）法 類比是指在新事實同已知事物間具有類似方面作比較。作為一種“從特殊推到特殊的科學(xué)方法”，它能啟發(fā)和開拓我們的思維，能給我們提供解決問題的線索，是提出科學(xué)假設(shè)和探索新理論的重要途徑，它對物理學(xué)的發(fā)展建立了不可磨滅的功勞，對學(xué)生學(xué)習(xí)物理來說也發(fā)揮著巨大的作用。正如前蘇聯(lián)學(xué)者瓦赫羅夫所說：“類比像

3、閃電一樣，可以照亮學(xué)生所學(xué)學(xué)科的黑暗角落。” 例如：在義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·物理（以下簡稱新教程）中用橡皮繞繩運動與月亮繞地球運動作類比引入引力；研究電壓的作用時，將電壓類比為水壓來認(rèn)識電壓，使電路中形成了電流；在講到功率之前，把速度類比起來，通過學(xué)生前面學(xué)過的熟悉的知識去理解功率概念時就容易多了。大氣壓看不見，摸不著，但科學(xué)家可以通過研究大氣壓產(chǎn)生的現(xiàn)象來認(rèn)識它，這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法”。初中物理學(xué)習(xí)電流時,對通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的一些現(xiàn)象（如小燈泡發(fā)光）來確定是否有電流通過；研究大氣壓的值時，用水銀柱高所產(chǎn)生的壓強來研究大氣壓；由小磁針N、S極指向偏轉(zhuǎn)，我們知道磁場的存在；

4、我們通過擴散現(xiàn)象知道分子在不停地做無規(guī)則運動等等。 “等效思想”在物理學(xué)中是很常用的，不同的物理過程或現(xiàn)象在某種意義上有相同的效果叫等效，人們習(xí)慣稱其為“等效法”。人們常常把一個復(fù)雜的問題等效為一個熟知的物理模型或問題的方法，例如在研究一個物體受幾個力作用時，我們可以用一個力代替幾個力的作用使效果相同；在研究兩個電阻的串、并聯(lián)的電路中，用一個總電阻來等效代替兩個電阻，等效之后的總電阻與原來兩個電阻產(chǎn)生的作用效果是相同的；等效電路可把復(fù)雜的電路簡單化等。 三、抽象和理想化法 抽象是一種重要的方法。初中講動能、勢能的時候，列舉飛行的子彈、流動的河水、舉高的重錘、壓縮的彈簧等等都能做功，引

5、導(dǎo)學(xué)生分析、比較、綜合、概括形成功能、熱能的概念，就是抽象事物共同的本質(zhì)特征。初中物理課中最常遇到的抽象類型主要有：分析概括一類事物共同的本質(zhì)特征；把物質(zhì)、運動的某種性質(zhì)隔離出來；理想化也是常見的一類抽象形式。在初中物理中可以使學(xué)生認(rèn)識的理想化方法，主要有兩種：一種是把物體本身理想化或者把物體所處的條件理想化；另一種是理想實驗。由于這些理想化方法在物理教學(xué)中經(jīng)常用到，所以有必要使學(xué)生認(rèn)識它們的本質(zhì)、必要性和局限性?？茖W(xué)的理想化不同于無根據(jù)的幻想，有它的客觀根據(jù)?？陀^存在的復(fù)雜事物具有多方面的特性，處于多種條件下。但是在一定的現(xiàn)象中并不是所有性質(zhì)、所有條件都起同樣重要的作用，而是只有一種或少數(shù)幾

6、種起主要作用，其余的不起作用，或者作用很小。理想化就是突出起主要作用的性質(zhì)或條件，而完全忽略其它性質(zhì)或條件。例如在初中教學(xué)中，為什么使用的杠桿是一根粗細均勻的直桿，用線把它中心位置懸掛起來的目的又是什么？通過討論使學(xué)生明確實驗用杠桿可以看作理想的輕質(zhì)杠桿，杠桿上只受到動力和阻力作用，這樣研究杠桿的平衡條件問題就簡單化，很容易得出杠桿的平衡條件。 初中物理實驗教學(xué)中，凡是要突出事物的本質(zhì)，必然要忽略一些次要矛盾，實驗探究時，應(yīng)該有一些理想化條件加以限制。如"研究功的原理"實驗教學(xué)中，必須不考慮杠桿、滑輪的自重和受到的摩擦；"研究機械能轉(zhuǎn)化和守恒定律"時，應(yīng)

7、不考慮滾動擺受到的空氣和摩擦阻力等等。有些是實物模型的理想化，如“支點”、“光滑無摩擦水平面”；不計重力的輕桿和滑輪；在研究液體壓強的公式時，假想出一個液柱；運用U型連通器時的溥液片來研究壓強的關(guān)系等。有些是抽象模型的理想化，研究磁場時引入磁感線；用光線描述光的傳播等。 理想實驗是在真實的科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根據(jù)邏輯法則，對過程作進一步的分析、推理。伽里略就是在從斜槽滾下的小球滾上另一斜槽，后者坡度越小。小球滾得越遠的實驗基礎(chǔ)上，提出他的理想實驗的。運用這種理想化的方法，可培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的想象能力和邏輯推理能力。 在認(rèn)識理想化法的特點的同時，也應(yīng)該讓學(xué)生認(rèn)識：在一定理

8、想化條件下得出的規(guī)律，只在（或者非常接近）這些條件下適用。 四、對比法（比較法）和圖象法 “比較”是人們常用的研究方法，是找出事物之間的差異點和共同點的研究方法，通過事物間相同特征或相異特征的比較，這樣的研究方法就是對比法。 教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過實驗比較，引出比熱的概念。在兩個燒杯中分別盛以質(zhì)量相等的水和煤油，用同樣的電熱器加熱，測出它們的溫度升高相同值時；所需通電時間不同，也就是吸收熱量不同，這反映了物質(zhì)的特性比熱；“研究物體浮沉條件”時，用同一支鉛牙膏殼，先做成盒狀放入水中，漂浮于水面，然后把牙膏殼擠成一團放入水中，結(jié)果沉底。通過對比得出物體浮沉的條件；對不同物質(zhì)在單位體積內(nèi)的質(zhì)量不同做比較得出密度概念等。這樣不但學(xué)習(xí)掌握起來十分容易，而且使學(xué)生印象更加深刻。圖象是描述物理過程、揭示物理規(guī)律、解決物理問題的重要方法之一，它具有形象、直觀、動態(tài)變化過程清晰等特點，能把物理問題簡化明了，使求解過程優(yōu)化，有效、簡捷地解決問題。在新教程中研究重力與質(zhì)量的關(guān)系的實驗；探究物質(zhì)