盤點研究物理的常用方法
在日常生活或是工作,學習中,大家一定都或多或少地接觸過一些物理知識,下面是小編為大家收集的有關盤點研究物理的常用方法相關內容,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
盤點研究物理的常用方法
研究物理的科學方法有許多,經常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉換法、控制變量法、模型法、科學推理法等。
研究某些物理知識或物理規(guī)律,往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關時,我們同時用到了觀察法(觀察電流表的示數(shù))、轉換法(把電阻的大小轉換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大。w納法(將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關的信息歸納在一起)、和控制變量法(在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積)等方法。可見,物理的科學方法題無法細致的分類。只能根據(jù)題意看題中強調的是哪一過程,來分析解答。下面我們將一些重要的實驗方法進行一下分析。
一、控制變量法
物理學研究中常用的一種研究方法——控制變量法。所謂控制變量法,就是在研究和解決問題的過程中,對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制,使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化,最終解決所研究的問題。
可以說任何物理實驗,都要按照實驗目的、原理和方法控制某些條件來研究。
如:導體中的電流與導體兩端的電壓以及導體的電阻都有關系,中學物理實驗難以同時研究電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關系,而是在分別控制導體的電阻與導體兩端的電壓不變的情況下,研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓和導體的電阻的關系,分別得出實驗結論。通過學生實驗,讓學生在動腦與動手,理論與實踐的結合上找到這“兩個關系”,最終得出歐姆定律I=U/R。
為了研究導體的電阻大小與哪些因素有關,控制導體的長度和材料不變,研究導體電阻與橫截面積的關系。
為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關,保證壓力相同時,研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。
利用控制變量法研究物理問題,注重了知識的形成過程,有利于扭轉重結論、輕過程的傾向,有助于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),使學生學會學習。
中學物理課本中,蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關;滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;液體壓強與哪些因素有關;研究浮力大小與哪些因素有關;壓力的作用效果與哪些因素有關;滑輪組的機械效率與哪些因素有關;動能、重力勢能大小與哪些因素有關;導體的電阻與哪些因素有關;研究電阻一定、電流與電壓的關系;研究電壓一定、電流和電阻的關系;研究電流做功的多少跟哪些因素有關系;電流的熱效應與哪些因素有關;研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關系等均應用了這種科學方法。
二、轉換法
一些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現(xiàn)象,要研究它們的運動等規(guī)律,使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現(xiàn)象來認識它們。這種方法在科學上叫做“轉換法”。如:分子的運動,電流的存在等,
如:空氣看不見、摸不到,我們可以根據(jù)空氣流動(風)所產生的作用來認識它;分子看不見、摸不到,不好研究,可以通過研究墨水的擴散現(xiàn)象去認識它;電流看不見、摸不到,判斷電路中是否有電流時,我們可以根據(jù)電流產生的效應來認識它;磁場看不見、摸不到,我們可以根據(jù)它產生的作用來認識它。
再如,有一些物理量不容易測得,我們可以根據(jù)定義式轉換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值,如電功率(我們無法直接測出電功率只能通過P=UI利用電流表、電壓表測出U、I計算得出P)、電阻、密度等。
中學物理課本中,測不規(guī)則小石塊的體積我們轉換成測排開水的體積;我們測曲線的長短時轉換成細棉線的長度;在測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大小;大氣壓強的測量(無法直接測出大氣壓的值,轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強)測硬幣的直徑時轉換成測刻度尺的長度;測液體壓強(我們將液體的壓強轉換成我們能看到的液柱高度差的變化);通過電流的效應來判斷電流的存在(我們無法直接看到電流);通過磁場的效應來證明磁場的存在(我們無法直接看到磁場);研究物體內能與溫度的關系(我們無法直接感知內能的變化,只能轉換成測出溫度的改變來說明內能的變化);在研究電熱與電流、電阻的因素時,我們將電熱的多少轉換成液柱上升的高度;在我們研究電功與什么因素有關的時候,我們將電功的多少轉換成砝碼上升的高度;密度、功率、電功率、電阻、壓強(大氣壓強)等物理量都是利用轉換法測得的;在我們回答動能與什么因素有關時,我們回答說小球在平面上滑動的越遠則動能越大,就是將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。以上列舉的這些問題均應用了這種科學方法。
例題:分子運動看不見、摸不著,不好研究,但科學家可以通過研究墨水的擴散現(xiàn)象去認識它,這種方法在科學上叫做“轉換法”。下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例,其中采取的方法與剛才研究分子運動的方法相同的是()
A.利用磁感應線去研究磁場問題
B.電流看不見、摸不著,判斷電路中是否有電流時,我們可通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定
C.研究電流與電壓、電阻關系時,先使電阻不變去研究電流與電壓的關系:然后再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系
D.研究電流時,將它比做水流
解析:選B.
三、放大法
在有些實驗中,實驗的現(xiàn)象我們是能看到的,但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。比如音叉的振動很不容易觀察,所以我們利用小泡沫球將其現(xiàn)象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉,裝水,插上一個小玻璃管,將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。
四、積累法
在測量微小量的時候,我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候,我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100,這樣使測量的結果更接近真實的值就是采取的積累法。
要測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間,測量出導線的直徑,均可用積累法來完成。
五、類比法
在我們學習一些十分抽象的,看不見、摸不著的物理量時,由于不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成,水壓使水管中形成了水流進行類比,從而得出電壓是形成電流的原因的結論。學生在學習電學知識時,在老師的引導下,聯(lián)想到:水壓迫使水沿著一定的方向流動,使水管中形成了水流;類似的,電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置;類似的,電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時,消耗水能轉化為渦輪的動能;類似的,電流通過電燈時,消耗的電能轉化為內能。
我們學習分子動能的時候與物體的動能進行類比;學習功率時,將功率和速度進行類比。
例題:某同學在學習電學知識時,在老師的引導下,聯(lián)想力學實驗現(xiàn)象,進行比較并找出了一些相類似的規(guī)律,其中不準確的是()
A.水壓使水管中形成水流;類似地,電壓使電路中形成電流
B.抽水機是提供水壓的裝置;類似地,電源是提供電壓的裝置
C.抽水機工作時消耗水能;類似地,電燈發(fā)光時消耗電能
D.水流通過渦輪時消耗水能轉化為渦輪的動能。類似地,電流通過電燈時,消耗電能轉化為內能和光能
解析:選C。通過類比,用大家熟悉的水流、水壓的直觀認識,使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面,栩栩如生。
六、理想化物理模型
實際現(xiàn)象和過程一般都十分復雜的,涉及到眾多的因素,采用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化后的模型一定要表現(xiàn)出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。
中學課本中很多知識都應用了這個方法,比如有:
液柱、(比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候,我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化,簡化后的模型依然保留原來的特點和知識);光線、(在我們學習光線的時候光線是一束的,而且是看不見的,我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化,利用了理想化模型);液片、(在我們研究連通器的特點,求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面,研究該液面所受到的壓強和壓力,也是將問題簡化,利用理想化模型法);光沿直線傳播(在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的,比如越往上空氣越稀薄,在比如因為空氣各處不均勻形成了風,而在光是沿直線傳播一節(jié)中我們將問題簡化,只取一個簡單的模型,一條光線在均勻的介質中傳播)。
勻速直線運動;(生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動,在我們研究問題的時候勻速直線運動只是一個模型)
磁感線(磁感線是不存在的一條線,但是我們?yōu)榱吮阌谘芯看艌鑫覀內藶榈囊肓艘粭l線,將我們研究的問題簡化。)
例題:在我們學習物理知識的過程中,運用物理模型進行研究的是()
A.建立速度概念B.研究光的直線傳播C.用磁感應線描述磁場D.分析物體的質量
解析:B、C.
七、科學推理法
當你在對觀察到的現(xiàn)象進行解釋的時候就是在進行推理,或說是在做出推論,例如當你家的狗在叫的時,你可能會推想有人在你家的門外,要做出這一推論,你就需要把現(xiàn)象(狗的叫聲)與以往的知識經驗,即有陌生人來時狗會叫結合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案
如:在進行牛頓第一定律的實驗時,當我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠的知識結合起來我們就推理出,如果平面絕對光滑物體將永遠做勻速直線運動。
如:在做真空不能傳聲的實驗時,當我們發(fā)現(xiàn)空氣越少,傳出的聲音就越小時,我們就推理出,真空是不能傳聲的。
八、等效替代法
比如在研究合力時,一個力與兩個力使彈簧發(fā)生的形變是等效的,那么這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法,在研究串、并聯(lián)電路的總電阻時,也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭,驗證物與像的大小相同,因為我們無法真正的測出物與像的大小關系,所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。
九、歸納法
是通過樣本信息來推斷總體信息的技術。要做出正確的歸納,就要從總體中選出的樣本,這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法,我們往往先嘗一嘗,如果都很甜,就歸納出所有的葡萄都很甜的,就放心的買上一大串。
比如銅能導電,銀能導電,鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規(guī)律或定理,反復的通過實驗來驗證他的正確性然后歸納、分析整理得出正確的結論。
在阿基米德原理中,為了驗證F浮=G排,我們分別利用石塊和木塊做了兩次實驗,歸納、整理均得出F。紾排,于是我們驗證了阿基米德原理的正確性,使用的正是這種方法。
在驗證杠桿的平衡條件中,我們反復做了三次實驗來驗證F1×L1=F2×L2也是利用這種方法。
一切發(fā)聲體都在振動結論的得出(在實驗中對多種結論進行分析整理并得出最后結論時),都要用到這一方法。
在驗證導體的電阻與什么因素有關的時候,經過多次的實驗我們得出了導體的電阻與長度,材料,橫截面積,溫度有關,也是將實驗的結論整理到一起后歸納總結得出的。
在所有的科學實驗和原理的得出中,我們幾乎都用到了這種方法。
十、比較法(對比法)
當你想尋找兩件事物的相同和不同之處,就需要用到比較法,可以進行比較的事物和物理量很多,對不同或有聯(lián)系的兩個對象進行比較,我們主要從中尋找它們的不同點和相同點,從而進一步揭示事物的本質屬性。
如,比較蒸發(fā)和沸騰的異同點;如,比較汽油機和柴油機的異同點;如,電動機和熱機;如,電壓表和電流表的使用。
利用比較法不僅加深了對它們的理解和區(qū)別,使同學們很快地記住它們,還能發(fā)現(xiàn)一些有趣的東西。
十一、分類法
把固體分為晶體和非晶體兩類、導體和絕緣體。
十二、觀察法
物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗,證明了大氣壓強的存在。在教學中,可以根據(jù)教材中的實驗,如長度、時間、溫度、質量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中,要求學生認真細致的觀察,進行規(guī)范的實驗操作,得到準確的實驗結果,養(yǎng)成良好的實驗習慣,培養(yǎng)實驗技能。大部分均利用的是觀察法。
十三、比值定義法
例:密度、壓強、功率、電流等概念公式采取的都是這樣的方法。
十四、多因式乘積法
例:電功、電熱、熱量等概念公式采取的都是這樣的方法。
初中物理研究方法歸類及示例
1.觀察法,指通過對實驗過程的認真觀察,再歸納總結出規(guī)律等。如通過對水沸騰實驗的觀察得到水沸騰的特點,從而推出液體沸騰時吸收熱量但溫度不變的特點。
2.實驗法,人們使用儀器,通過人工控制條件,使自然現(xiàn)象、過程再現(xiàn)出來。它是物理研究的一種非常重要的方法。通過實驗可發(fā)現(xiàn)定律、規(guī)律,如歐姆通過實驗發(fā)現(xiàn)歐姆定律;通過實驗驗證假說,如布朗通過“布朗運動”的實驗驗證分子動理論假說;通過實驗測定物理量,如托里拆利通過實驗測定出大氣壓值。
3.猜想法,是探索物理的一種廣泛應用的方法,它是用已知的物理規(guī)律對未知的自然現(xiàn)象及規(guī)律做出的科學預見。猜想法和實驗法律相結合使用,先猜想然后設計實驗驗證,是目前探索物理經常使用的方法。如初三物理(滬科版)中研究“通電導體放出熱量跟哪些因素有關?”先要求大家猜想,然后設計實驗驗證猜想,就是采用“猜想+實驗”的方法。
4.等效法,狹義等效法是根據(jù)同一性質的幾個量與一個量之間效果相同而建立的方法。如研究物體受幾個力作用時引入合力。廣義等效法指自然界中不同物質之間存在著的聯(lián)系而建立的原理或方法,如改變物體內能的方法有做功和熱傳遞,它們的作用效果是等效的。
5.建立模型法,從自然界中抽取更為本質的、概括了的類似物的方法,如連通器、光線。
6.轉換法,是指將那些看不見、摸不著的現(xiàn)象或者不容易直接去測量的物理量,用一些直觀的現(xiàn)象去認識或用易測量的物理量間接測量的方法。如用電流的效應去判斷電流的存在,用擴散現(xiàn)象去說明分子是運動的。
7.類比法,指兩個或兩類對象有某些共有的相同或者相似的屬性,推出一個對象可能具有另一個或另一類現(xiàn)象已經具有的屬性。如研究電流概念時用水流作類比。
8.替代法,在研究物體的某一物理量時,由于這一物理量難于測量,可用便于測量的其他物體的相同物理量來測定代替。如曹沖稱象用的就是替代法。
9.控制變量法,在研究某一物理量與其他幾個物理量關系時,可先研究這一物理量與幾個中的一個量的關系,然后逐一研究這一物理量與其他物理量關系,研究時,每次都要保證除研究的那兩個物理量外,其他物理量保持不變,最后將這些單一關系綜合起來,如研究力的作用效果與哪些因素有關,研究電流與電壓、電阻之間關系,用的就是控制變量法。
例1:說出下列研究物理問題的方法
1.根據(jù)磁鐵產生的作用來認識磁場(轉換法);
2.通過觀察冰熔化、松香熔化實驗得出晶體與非晶體區(qū)別(觀察法);
3.通過實驗來研究杠桿平衡條件(實驗法);
4.研究兩個及兩個以上電阻組成的電路時,引入總電阻(等效法);
5.研究磁場時引入磁感線(建立模型法);
6.講授電壓時,用水壓作類化(類比法);
7.用量筒、水測不規(guī)則小石塊的體積(替代法);
8.探究影響滑動摩擦力的影響因素(控制變量法)。
例2:滑動摩擦力在研究相關物體運動情況時起著非常重要作用。通過實驗探究已經知道滑動摩擦力與接觸面粗糙程度有關,也與接觸面之間的壓力有關。有些同學又猜想滑動摩擦力可能還與接觸面的大小有關。請你從以下器材中選出部分器材,設計一個實驗對以上猜想進行驗證。
器材:a、斜面;b、帶鉤的正方體木塊;c、帶鉤的長方體木塊;d、表面平整的長木板;e、幾條毛巾;f、直尺;g、彈簧測力計;h、硬紙板。
。1)寫出你需要的器材(用器材前面字母表示)
。2)簡述主要實驗步驟(安徽省中考題)
解題點撥:本題所提出問題的方法叫猜想假設,設計實驗的思路是控制變量。因此設計實驗時,要從便于控制變量的角度確定器材。
解:(1)c、d、g。
例3(無錫市中考題):現(xiàn)有各種規(guī)格的不銹鋼絲和銅絲,請你設計實驗研究方案,比較不銹鋼絲和銅絲這兩種材料的導電性能。
。1)實驗研究中對不銹鋼和銅絲的選取有什么要求?
。2)你用什么方法顯示材料的導電性能?(可畫出相應電路圖加以說明)
說明:本題涉及到物理方法有控制變量法、轉換法,選擇材料時要控制它的長度、橫截面積,材料的導電性能則從其他物體的特征上反映出來。
解:(1)選取的不銹鋼絲和銅絲長度要相等,粗細要相同。
。2)可將它們分別與相同小燈泡串聯(lián)到相同的電源上,根據(jù)小燈泡的亮度說明它們導電性能的不同。
高中物理研究方法總結
因為高中物理對學生的要求,從定性走向定量,,從形象思維走向抽象思維,大量數(shù)學工具的使用,以及對學習主動性的更高要求,物理量從標量走向矢量,從而使高中物理難學也難教,這是人們的共識。就高中物理教學工作,現(xiàn)談談自己在教學中的感受和做法,主要有以下幾點:
一、轉變理念,先學后教
老師教學觀念的轉變是進行教學方式轉變的前提。首先要轉變的觀念是相信學生,大膽放手。學生自己能完成的,教給學生自己處理。要轉變的觀念就是“教和學,講和練”的順序的轉變。在傳統(tǒng)的教學過程中,老師認為教學中,一個方面是老師教,更重要的一個方面是學生學,為了搞好教學,老師一方面盡心備課,另一方面挖空心思,想方設法讓學生學習本學科的內容。老師的促學方式,無外乎多占用學生時間,加大檢查力度,采用嚴格的懲罰措施。這樣,學生在不斷的重復中某些知識點是掌握了,但培養(yǎng)不出能力。有人做過一個統(tǒng)計,一個人在在學校學習的知識,只有20%-30%在今后的工作中能夠用到。由此看出僅僅教會學生知識是不夠的,還要教會學生學習,培養(yǎng)學生的能力。因此老師應轉變教學觀念,變“先教后學,先講后練”為“先學后教,先練后講”,以增強學生學習的主動性、積極性,培養(yǎng)學習能力。
二、深入挖掘、用好教材
用好教材,課本,是根據(jù)教學大綱或課程標準系統(tǒng)闡述學科內容的教學用書,它也是聯(lián)系師生的重要媒體。尤其是物理教材,物理現(xiàn)象、概念、規(guī)律、公式、實驗、包括一些擴展學生知識面的閱讀小材料無不包含其中。特別是現(xiàn)在的新教材,可閱讀性更強。其中有很多精美的物理圖片、課外補充材料、小實驗、物理學史等等。這些內容既能加強學生對物理概念和規(guī)律的理解,又常是出題的熱點。所以引導學生閱讀教材是很重要的。“問渠哪得清如許,為有源頭活水來!币粋合格的教師一定要引導學生認真研讀教材。
教師在課堂上應有意識地將教材轉變成“學材”,使學生主體作用的發(fā)揮有豐滿堅實的基礎。那么,如何將教材轉化成“學材”呢?我認為通過“教材+學法=學材”的模式便可實現(xiàn)這種轉化。教師應體現(xiàn)出以教材為依據(jù)和依托,教會學生如何會“學”,使學生掌握開啟知識寶庫的鑰匙,以期盡早地獨立獲取知識。例如,對于“光電效應”和“原子能級躍遷”,很多學生難以理解,我就及時給學生以方法指導,用淺顯的通俗的實例解釋微觀領域中的問題,幫助學生與宏觀領域中的規(guī)律作區(qū)別和比較。光電效應發(fā)生時間極短用愛因斯坦“光子說”是很容易解釋的,一份光子能量只給一個電子,而不是給所有電子平均分配,“打破大鍋飯,讓少部分人先富起來”。一份能量只給一個電子,這個電子就迅速獲得能量,“脫穎而出”了,學生聽起來非常容易接受,再開句玩笑,提出“讓少部分人先富起來”的理論是否是學好了物理中的“光子說”呀!這樣學生就饒有興趣精神倍增了。另外,在解釋玻爾原子能級躍遷時,我引入螺栓和螺母的配套關系,能級躍遷時原子只能吸收或釋放一定頻率的光子,而不能任意,條件非?量,多了少了都不行,物理規(guī)律和客觀實際也有一定的吻合關系,只要多方面善于思考善于聯(lián)系,物理就會變得很容易學習。在課堂教學中“學法”本身也是重要的知識和技能。學生掌握了正確的學法才能充分發(fā)揮其主導作用,運用”學法”進行自學。這時,教材就具有了可讀性、可思考性,也就轉化成了學生的“學材”。這恰恰就是素質教育的基本要求。
三、降低梯度,放慢進度
泰山雖高,但一般人都可以翻越;懸崖峭壁雖不是很高,但一般人如沒有特殊的工具和一定的訓練是翻不過去的。也就是說只有不可逾越的臺階,沒有不可翻越的高山。所以搭好臺階,降低梯度,在教學中顯得很重要。在《電動勢》一節(jié)課教學中就針對電動勢這一難以理解的抽象概念,設計了多個問題,層層深入,最終得出電動勢的定義,從而降低了學生學習的難度。
降低梯度關鍵在于教師應當切實了解學生已經掌握了哪些知識,幫助學生完成知識的同化。只有這樣,才能選擇恰當?shù)慕虒W方法,達到使學生把舊知識同化新知識的目的。為此,要求備課時細致捉摸高中教材所研究的問題跟初中教材曾研究的問題在言語、方法、思維特點等方面進行類比,找出存在的差別和內在的聯(lián)系,明確新舊知識之間的聯(lián)系與差異,確定課堂教學中如何啟發(fā)與指導,使學生順利的利用新知識來同化舊知識。如講彈力,在初中階段只提彈簧伸長與外力的關系,也講了壓力的大小,但都沒有涉及產生彈力的原因。而高中教材講彈力,不僅要分析產生的原因,而且要討論彈力的大小以及他的方向。這就比初中學習的知識抽象,難度也大。那么如何促使知識的同化呢?教師在教學中必須考慮學生原有的知識,在課堂上再現(xiàn)彈簧伸長與壓縮的形式,分析彈力產生的彈力原因和方向然后演示其它物體產生形變而產生彈力的現(xiàn)象。目的是利用舊知識鞏固新知識。最后作微小的形變的試驗最終得出物體之間產生彈力的條件。這樣的教學方法及過程跟初中教學銜接起來,又滿足了高中教學的要求。
再如講示波管原理,可設計多個問題進行討論從而減低難度,促進理解。
四、做好實驗、重視體驗
高中物理實驗是高中物理教學的重要組成部分,教通過實驗可以使物理教學理論聯(lián)系實際,引起學生學習興趣,引導學生發(fā)掘問題,激發(fā)其求知欲望,從而調動他們學好物理的主動性和積極性,引導他們熱愛科學?梢允箤W生具備一定的感性認識,更重要的是使學生進一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎上建立起來的,從而有效地幫助學生形成概念,導出規(guī)律,掌握理論,正確而深刻地領會物理知識。
通過實驗培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、自學能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力;培養(yǎng)學生良好的實驗方法以及基本的實驗能力和動手能力,并且在此基礎上進一步培養(yǎng)他們的獨立工作能力和創(chuàng)新能力。
通過實驗培養(yǎng)學生從事科學研究應當具備的嚴格的科學態(tài)度,科學的思維方法,嚴謹?shù)目茖W作風,逐步學會物理研究中基本的科學方法。
實驗中一定要組織好,要讓學生體會、理解實驗的原理和方法,而不是機械的按程序進行。采用先讓幾個同學先做,然后分散到各組,從而加強教師對學生實驗過程的指導。
另外要合理的創(chuàng)造條件進行小實驗,例如講力的分解時學生多難以理解的是,如何確立力的作用效果,從而確立分力的方向的。如三角架問題中我采用讓一個學生一手叉腰,另一學生在他的肘關節(jié)處輕拉的方法,讓其感受和體驗力的效果。再如學習自由落體后,讓學生利用直尺,測自己的反應速度,既增強了趣味性,又讓剛學的知識有用武之地。
五、養(yǎng)成習慣,培養(yǎng)能力
學生中常存在“一聽就懂,一看就會,一做就錯。”所以培養(yǎng)良好的解題習慣,也是我們教師不可忽視的問題。我覺得這里應注意以下幾點
不可過分關注解題的特殊方法,應重視解題的一般性問題。一般性的分析方法更
便于起廣泛的指導作用。
重視解題的解前和解后的分析。特別是解后分析,要關注解的合理性,要看模型的運用是否合理,結果是否符合客觀實際等。
講解習題過程中從定性分析到定量計算不要處理太快,以免學生顧此失彼,沒有建立起自己的物理思想。
另外,我認為,物理教學方法的選擇上應從教學實際出發(fā),具體情況具體對待,關鍵是要博采眾長,綜合運用,合理組織,并在教學全過程中貫徹啟發(fā)式,讓物理教學過程始終處于一定的問題情境之中,使之成為一個不斷提出問題、分析問題和解決問題的過程,從而利于學生理性思維的培養(yǎng)。
初中物理8種分類研究方法
1.控制變量法:
物理學對于多變量的問題,常常采用控制變量的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題,而只改變其中的某一個因素,從而研究這個因素對事物影響,這種方法叫控制變量法。
【例如】
研究聲音的音調與哪些因素的有關;
蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關;
研究影響力的作用效果的因素;
滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;
液體壓強與哪些因素有關;
研究浮力大小與哪些因素有關;
壓力的作用效果與哪些因素有關;
滑輪組的機械效率與哪些因素有關;
動能、重力勢能大小與哪些因素有關;
導體的電阻與哪些因素有關;
研究電阻一定、電流與電壓的關系;
研究電壓一定、電流和電阻的關系;
電流的熱效應與哪些因素有關;
研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關;
研究物體吸熱與物質種類、質量、溫度的關系;
研究通電導體在磁場中的受力與哪些因素有關;
研究影響感應電流的方向因素
2.放大法:
在有些實驗中,實驗的現(xiàn)象我們是能看到的,但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。
【例如】
音叉的振動很不容易觀察,所以我們利用小泡沫球將其現(xiàn)象放大;
觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時,將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。
3.積累法:
在測量微小量的時候,我們常常將微小的量積累成一個比較大的量,使測量的結果更接近真實的值。
【例如】
測量一張紙的厚度的時候,我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100;
測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間,測量出導線的直徑。
4.類比法:
根據(jù)兩種事物在某些特性上的相似,推理出它們在另一些特性上也可能相似的思維形式。
【例如】
把電流類比為水流;
電壓類為水壓;
聲波類比為水波;
5.建模法:
為了形象、簡捷的處理物理問題,人們經常把復雜的實際情況轉化成一定的容易接受的簡單的物理情境,從而形成一定的經驗性的規(guī)律,也叫模型法。
【例如】
液柱(在求液體對豎直的容器底的壓強時,選一個液柱作為研究的對象簡化);
光線(用一條看的.見的實線來表示光)
磁感線(便于研究磁場我們人為的引入了一條線)
6.科學推理法:
在實驗基礎上經過概括、抽象、推理得出規(guī)律的一種研究問題的方法,但得出的某些規(guī)律卻又不能用實驗直接驗證,又稱理想實驗法。
【例如】
牛頓第一定律的實驗;
真空不能傳聲的實驗。
7.等效替代法:
在保證某種效果(特性和關系)相同的前提下,將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。
【例如】
研究合力和分力的關系
研究串、并聯(lián)電路的總電阻;
在平面鏡成像的實驗中,利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代像。
8.轉換法:
物理學中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認識或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。
【例如】
測不規(guī)則小石塊的體積我們轉換成測排開水的體積;
測曲線的長短時轉換成細棉線的長度;
測硬幣的直徑時轉換成測刻度尺的長度;
在測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大;
大氣壓強轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強;
液體的壓強轉換成我們能看到的液柱高度差的變化;
通過電流的效應來判斷電流的存在;
通過磁場的效應來證明磁場的存在,
動能與什么因素有關時,將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。
《初中物理演示實驗課教學方法的研究》研究體會
初中物理是一門由實驗課與理論的基礎學科,而實驗作為物理教學的主要途徑一直深受教師們的關注。通過實踐研究,我覺得我的實驗中,教師為指導,學生能充分發(fā)揮主體作用,在探究實驗中也能進行自主觀察與思考,通過親自動手操作提出問題、分析問題并且主動解決問題,F(xiàn)就我的研究體會如下:
一、教師要充分發(fā)揮演示實驗激發(fā)學生的學習興趣
教學中如果能展示好演示實驗,這樣既能提高學生們的注意力,又能容易的把抽象的物理概念生動地展示在同學們面前,讓學生們更加容易理解和掌握。所以,老師教學應根據(jù)實驗不同的要求和特點,精心編排教材內容對每個演示實驗負責。物理教學演示實驗具有形象、生動和有趣的特點,能給學生創(chuàng)造一個最直觀的物理情景,給學生以感性的認知,能讓學生在形成物理概念和理解物理規(guī)律起到重要作用,使學生學習記憶更加深刻。心理學研究顯示:人的動作記憶能力比語言記憶能力要高出好幾倍!皩嵺`出真知”說的就是這個道理。比如講解光的色散時,由于陰天無法做實驗,教學講的不易理解,學生們也聽得乏味,教學效果很是一般。陽光的晴天,我們用三棱鏡正對陽光,教室房頂上馬上就出現(xiàn)七彩的光帶,學生在看到這物理實驗現(xiàn)象的時候馬上就明白了光的色散。
二、教學中重視實驗標準的培養(yǎng),開展日常教學反思
教師怎樣才能將初中物理實驗演示和操控的更好,那么重視學生實驗的標準是非常重要的環(huán)節(jié)。在所有的實驗的過程中,教師要讓學生嚴格執(zhí)行實驗操作規(guī)程的習慣,只有這樣才能夠保證實驗操作的規(guī)范性,保證整個實驗操作的連貫性。日常生活中蘊藏著許多物理知識,有的學生可能會覺得課堂實驗操作簡單,從而按照自我意識來操作進行。這樣就會導致課堂操作不規(guī)范,影響整個實驗的進程。所以教學上要重視實驗標準的培養(yǎng),只有這樣才能培養(yǎng)學生實驗的嚴謹性,保證物理實驗成功演示。教學中在培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好操作規(guī)范的同時,教師必須要能夠深入的結合教學內容來進行教學上的反思。教學反思一直都是有效提高課堂教學有效性的方法。通過教學反思,教師能夠及時的查找課堂教學過程中的缺點和不足,并對這些問題及時改進,進而提高課堂教學水平;對于在課堂教學中的有益提升教學效率的方法,教師就能通過教學反思清楚的判斷出,進而讓教師的課堂教學的優(yōu)秀方法得到最深入的貫徹和執(zhí)行。
三、自制教學模型增強演示效果,讓物理學習更加有趣
在中學物理日常的教學中,演示實驗是最能讓學生們直觀感性的認知手段,是讓學生們理解和掌握物理知識不可或缺的一環(huán),一場完美的演示實驗,不但能激發(fā)學生們學習物理的興趣,還能加深學生對書本知識的理解。所以,演示實驗具有別的教學方式不可替代的作用,為了在教學中增加演示的效果,擴大實驗的可見度,我在實際教學中嘗試了一些方法,且取得了比較好的教學效果。比如壓強實驗中用橡皮和小刀來進行演示,用礦泉水瓶做液體壓強與深度關系的實驗,用汽水瓶做大氣壓實驗,用氣球做物體的浮沉實驗等,還有在實驗演示串、并聯(lián)電路時,我自制了一塊大型的演示板,將電線、電壓表、電池盒、開關、電流表、燈座及燈泡等科學地分布在上面,放在講臺上面,不但能讓全班同學都能看清楚,而且線路的連接也是一目了然,這樣實驗演示起來得心應手。而這些小小的實驗用具學生更熟悉,更能讓學生明白物理就在我們身邊,物理知識和日常生活聯(lián)系非常緊密。并且通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學生自身的創(chuàng)新能力。
四、實驗教學后要充分體現(xiàn)實驗報告的價值
實驗報告是建立在動手操作的基礎上的,目的是讓學生在實驗的過程中將能力發(fā)揮到最大程度,對每個步驟進行整理、記錄,在實驗數(shù)據(jù)上進行個性化的處理、追蹤實驗誤差產生的原因,并將所進行實驗得出的經驗以書面文字的形式進行優(yōu)化整理并提出改進意見。這是學生將理論聯(lián)系實踐的真理之路。教師要做的就是在學生反饋來的實驗報告基礎上,根據(jù)所記錄的信息為依據(jù),把學生實驗之后所得出的事實結果為助力,把學生的學習思想和實驗觀念引向新的突破點。當然了,這對教師的授課方式也有一定的要求,需要老師結合教學用具進行具象化的教學。
五、師生共同合作進行實驗,引導學生參與實驗教學
作為教師,單獨的進行實驗操作的優(yōu)點,肯定是快捷且講解條理清晰,但也有很多不足的地方:首先是學生處于被動的旁觀地位,缺乏參與實驗意識;第二是教師讀數(shù)或者宣布實驗結果時,學生們肯定會有些疑惑,總認為教師對實驗做了加工修改,缺少客觀性;第三是實驗課堂情景呆板,缺少變化。師生合作演示或教師引導學生做實驗演示就能有助于改變以上的不足之處。這樣做的好處是能讓學生輪流進行實驗的演示,培養(yǎng)學生們的參與意識,而且每個學生都有機會做實驗。學生肯定相信“自己人”讀數(shù)不會做假,并且會帶有一種親切感,活躍實驗課堂的氣氛。除此之外,學生操作讀數(shù)如果出現(xiàn)錯誤時,教師還能及時糾正,加強教學效果。物理教學的主體是離不開物理實驗的,這個理念要自始至終貫穿學生們的學習思維當中,要讓學生懂得物理這門課來源于實驗且高于實驗,課堂的教學只是物理教學中的一小部分,而真正的物理知識始終存在于我們的生活之中,只有這樣學生才能為初中物理教學提升質量打下基礎。
六、通過實踐研究提高師生素質
通過研究,我對物理演示實驗有力新的認識,我自己的實驗操作能力明顯增強,我的教學效果更好,學生對物理實驗的積極性越來越高,參與率較高。通過實驗教學有效提高了學生的物理學科教學質量,學生的成績逐步提高。
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