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在实验教学过程中经常会和学生讲解实验的探究方法,在具体的实验过程中学生往往都容易接受,但到初三总复习时所有的实验题综合到一起的时候很多学生开始混淆不清,不会区分也不会归类。沪粤版教材中的活动实验与探究实验共四十多个,探究的科学方法有很多,现在我把中考中常出现的实验及探究方法进行总结。
一、控制变量法
所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。
如在探究导体中的电流与导体两端的电压及电阻的关系时,中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,分别实验,最终得出欧姆定律I=U/R。
二、转换法
一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的运动等规律,使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。
如空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;分子看不见、摸不到,不好研究,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它。
再如,有一些物理量不容易测得,我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量。在由其定义式计算出其值,如电功率(我们无法直接测出电功率,只能通过P=UI利用电流表、电压表测出U、I计算得出P)、电阻、密度等。密度、功率、电功率、电阻、压强(大气压强)等物理量都是利用转换法测得的。
三、积累法
在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量。比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度再将结果除以100,这样使测量的结果更接近真实的值。
要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用积累法来完成。
四、类比法
在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。
我们在学习电学知识时,水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似的,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。学习分子动能的时候与物体的动能进行类比;学习功率时,将功率和速度进行类比。
五、理想化物理模型
实际现象和过程一般都十分复杂的,涉及到众多的因素,采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
中学课本中很多知识都应用了这个方法,比如:液柱,光线,液片,光沿直线传播,匀速直线运动,磁感线。
六、科学推理法
当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理,或说是在作出推论。
如在进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来就推理出,如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。在做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的。
七、等效替代法
比如在研究合力时,一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的,那么这一个力就替代了两个力,这就叫等效替代法。
在研究串、并联电路的总电阻时,也用到了这样的方法。
在平面镜成像的实验中我们利用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同,因为我们无法真正地测出物与像的大小关系,所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小。
八、归纳法
在实验中为了验证一个物理规律或定理,反复地通过实验来验证它的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论。比如铜能导电,银能导电,锌能导电则归纳出金属能导电;在阿基米德原理中,为了验证F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳、整理均得出F浮=G排;在验证杠杆的平衡条件中,我们反复做实验来归纳验证得出:F1×L1=F2×L2;探究光的反射、折射规律;探究串并联电路中电压、电流的特点。
在所有的科学实验和原理的得出中,我们几乎都用到了这种方法。
九、比较法(对比法)
当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性,进一步加深它们的理解和区别。
如比较蒸发和沸腾的异同点;比较汽油机和柴油机的异同点;比较电动机和发电机;电压表和电流表使用的区别;比较串并联电路的特点。
责任编辑 罗峰
一、控制变量法
所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。
如在探究导体中的电流与导体两端的电压及电阻的关系时,中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,分别实验,最终得出欧姆定律I=U/R。
二、转换法
一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的运动等规律,使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。
如空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;分子看不见、摸不到,不好研究,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它。
再如,有一些物理量不容易测得,我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量。在由其定义式计算出其值,如电功率(我们无法直接测出电功率,只能通过P=UI利用电流表、电压表测出U、I计算得出P)、电阻、密度等。密度、功率、电功率、电阻、压强(大气压强)等物理量都是利用转换法测得的。
三、积累法
在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量。比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度再将结果除以100,这样使测量的结果更接近真实的值。
要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用积累法来完成。
四、类比法
在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。
我们在学习电学知识时,水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似的,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。学习分子动能的时候与物体的动能进行类比;学习功率时,将功率和速度进行类比。
五、理想化物理模型
实际现象和过程一般都十分复杂的,涉及到众多的因素,采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
中学课本中很多知识都应用了这个方法,比如:液柱,光线,液片,光沿直线传播,匀速直线运动,磁感线。
六、科学推理法
当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理,或说是在作出推论。
如在进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来就推理出,如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。在做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的。
七、等效替代法
比如在研究合力时,一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的,那么这一个力就替代了两个力,这就叫等效替代法。
在研究串、并联电路的总电阻时,也用到了这样的方法。
在平面镜成像的实验中我们利用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同,因为我们无法真正地测出物与像的大小关系,所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小。
八、归纳法
在实验中为了验证一个物理规律或定理,反复地通过实验来验证它的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论。比如铜能导电,银能导电,锌能导电则归纳出金属能导电;在阿基米德原理中,为了验证F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳、整理均得出F浮=G排;在验证杠杆的平衡条件中,我们反复做实验来归纳验证得出:F1×L1=F2×L2;探究光的反射、折射规律;探究串并联电路中电压、电流的特点。
在所有的科学实验和原理的得出中,我们几乎都用到了这种方法。
九、比较法(对比法)
当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性,进一步加深它们的理解和区别。
如比较蒸发和沸腾的异同点;比较汽油机和柴油机的异同点;比较电动机和发电机;电压表和电流表使用的区别;比较串并联电路的特点。
责任编辑 罗峰