發(fā)布時(shí)間：2023-08-29 16:35:54
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的初中物理替代法樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
[關(guān)鍵詞] 物理學(xué) 研究方法 科學(xué)
現(xiàn)在大力提倡素質(zhì)教育,掌握科學(xué)的研究方法是中學(xué)生必備的素質(zhì)。我認(rèn)為,掌握科學(xué)的研究方法比單純的記住一個(gè)現(xiàn)象、一種結(jié)果、一項(xiàng)規(guī)律更重要,對(duì)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展尤為重要。這就要求教師在教學(xué)過(guò)程中注重對(duì)學(xué)生科學(xué)研究方法的指導(dǎo),現(xiàn)就初中物理教學(xué)中常用的科學(xué)研究方法及實(shí)例歸類(lèi)總結(jié)。物理學(xué)的研究方法有許多種,如控制變量法、轉(zhuǎn)化法、實(shí)驗(yàn)推理法、等效替代法、理想模型法、歸納法、類(lèi)比法、比較法、圖像法等。
一、控制變量法
在研究物理問(wèn)題時(shí),某一物理量往往受到多種因素的影響,為了確定其中一個(gè)因素對(duì)被研究對(duì)象的影響情況,首先,要控制其它因素不變,也就是排除其它干擾因素,只改變這一因素,觀察該因素的變化對(duì)被研究對(duì)象的影響情況,找出內(nèi)在的規(guī)律,這就是控制變量法。控制變量法是探究性實(shí)驗(yàn)中最常用的方法。初中物理應(yīng)用實(shí)例:
研究壓力的作用效果(壓強(qiáng))與壓力和受力面積的關(guān)系;
研究物體的動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系;
研究電流與電阻和電壓之間的關(guān)系即歐姆定律;
研究電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)和電流大小的關(guān)系。
二、轉(zhuǎn)化法
有些物質(zhì)的形態(tài)通常是看不見(jiàn)的,可以通過(guò)該物質(zhì)產(chǎn)生的各種效應(yīng)來(lái)研究,也就是通過(guò)間接的方法來(lái)研究該物質(zhì)。例如,風(fēng)是看不見(jiàn)的,我們可以通過(guò)觀察風(fēng)產(chǎn)生的效應(yīng)如被風(fēng)刮起的塵土、樹(shù)葉、煙、旗面、水波來(lái)判斷風(fēng)向、風(fēng)速。這種研究問(wèn)題方法就是轉(zhuǎn)化法。初中物理應(yīng)用實(shí)例:大氣壓是看不見(jiàn)、摸不著的,我們可以通過(guò)研究大氣壓產(chǎn)生的現(xiàn)象來(lái)認(rèn)識(shí)它;電流是看不見(jiàn)、摸不著的,我們可以通過(guò)觀察電路中的燈泡是否發(fā)光、發(fā)光亮度來(lái)判斷電路中是否有電流以及電流的大小;磁場(chǎng)是看不見(jiàn)、摸不著的,我們可以通過(guò)觀察其中的小磁針的北極所指的方向來(lái)判斷磁場(chǎng)方向;在磁體周?chē)鲆恍╄F屑來(lái)判斷磁體周?chē)拇艌?chǎng)分布情況;判斷電磁鐵的磁性強(qiáng)弱時(shí),我們可以通過(guò)觀察電磁鐵能夠吸引大頭針的多少來(lái)確定;音叉發(fā)聲時(shí)的振動(dòng)不易觀察,我們可以把正在發(fā)聲的音叉接觸水面,通過(guò)觀察水面的振動(dòng)來(lái)判斷,也可以把正在發(fā)聲的音叉靠近并接觸用細(xì)線吊起的乒乓球,通過(guò)乒乓球的振動(dòng)來(lái)判斷。在研究響度與振幅的關(guān)系時(shí),可以在鼓面上放一些塑料泡沫顆粒,用大小不同的力敲擊鼓面時(shí)通過(guò)觀察塑料泡沫顆粒的振動(dòng)的高度來(lái)判斷鼓面的振幅。
三、實(shí)驗(yàn)推理法
有些特定實(shí)驗(yàn)條件不易達(dá)到或不能達(dá)到,我們可以通過(guò)使現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件逐漸接近要達(dá)到的特定實(shí)驗(yàn)條件,通過(guò)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行科學(xué)推理,得出特定條件下的結(jié)論。這種研究問(wèn)題的方法就是實(shí)驗(yàn)推理法。初中物理應(yīng)用實(shí)例:在研究牛頓第一定律時(shí),通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出,在水平面上運(yùn)動(dòng)的小車(chē),如果受到的摩擦阻力逐漸減小,小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度變化會(huì)逐漸減少,據(jù)此可以推理得出:假如在水平面上運(yùn)動(dòng)的小車(chē)不受摩擦阻力,小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度將保持不變,小車(chē)將做勻速直線運(yùn)動(dòng);在研究真空能否傳聲時(shí),把正在發(fā)聲的電鈴放入玻璃罩內(nèi),用抽氣機(jī)把玻璃罩內(nèi)的空氣逐漸抽出,聽(tīng)到的鈴聲逐漸減小,根據(jù)這一規(guī)律可以推理得出:假如玻璃罩內(nèi)被抽成真空,在周?chē)娜藢⒙?tīng)不到鈴聲,據(jù)此得出“真空不能傳聲”的結(jié)論。
四、等效替代法
某些物體的物理量由于受到實(shí)驗(yàn)本身的特殊限制或因?qū)嶒?yàn)器材的條件限制,不可以或很難直接進(jìn)行測(cè)量,可以通過(guò)測(cè)量與之有相同效果的物體的物理量來(lái)進(jìn)行研究,從而得出相同的結(jié)論,這種研究問(wèn)題的方法就是等效替代法,這種方法可以使要研究的問(wèn)題簡(jiǎn)單化、直觀化,易于理解,便于操作。初中物理應(yīng)用實(shí)例:在著名的“曹沖稱(chēng)象”故事中,大象的質(zhì)量太大,在當(dāng)時(shí)的條件下不便于直接測(cè)量,可以測(cè)量與之效果相同的石塊的總質(zhì)量,從而得出大象的質(zhì)量;在電路中,一個(gè)電阻可以等效于幾個(gè)電阻,幾個(gè)電阻也可以等效于一個(gè)電阻,如串聯(lián)電路的總電阻、并聯(lián)電路的總電阻都是利用了等效的思想;在力的合成與分解中,若干個(gè)分力可以等效于一個(gè)合力,一個(gè)力也可以分解為作用效果相同的若干個(gè)分力。
五、理想模型法
理想模型法就是指把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,摒棄次要因素,抓住主要因素,對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行理想化處理,構(gòu)成理想化的物理模型。這是一種重要的物理研究方法,有時(shí)為了更加形象的描述所要研究的物理現(xiàn)象、物理問(wèn)題,還需要引入一些虛擬的內(nèi)容,借此來(lái)形象、直觀地表述物理情景。初中物理應(yīng)用實(shí)例:光線、磁感線都是虛擬假定出來(lái)的,但卻能形象、直觀地表述物理情景與事實(shí),方便地解決問(wèn)題,通過(guò)磁感線研究磁場(chǎng)的分布,通過(guò)光線研究光傳播的路徑和方向;洪水季節(jié),江河中的水有時(shí)會(huì)透過(guò)大壩的底層從大壩外的地面冒出來(lái),形成“管涌”,“管涌”的物理模型就是連通器;杠桿是一種理想模型,杠桿在實(shí)際使用時(shí),都會(huì)發(fā)生形變,這個(gè)形變可以忽略不計(jì)。因此,我們就把杠桿理想化,認(rèn)為它無(wú)形變視為一個(gè)硬棒,從而使學(xué)生在研究時(shí)不被細(xì)枝末節(jié)的因素影響,順利地得出杠桿平衡原理。
六、歸納法
在研究某一現(xiàn)象的規(guī)律時(shí),不可能也沒(méi)有必要把與之有關(guān)的所有現(xiàn)象都列舉出來(lái),而是通過(guò)大量與某一現(xiàn)象有關(guān)的事實(shí),從中找出共同的規(guī)律,這種研究問(wèn)題的方法就是歸納法。初中物理應(yīng)用實(shí)例:聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的;光在同一中均勻介質(zhì)中沿直線傳播;光的反射規(guī)律;光的折射規(guī)律;平面鏡成像特點(diǎn);凸透鏡成像規(guī)律;分子運(yùn)動(dòng)論;晶體的熔化特點(diǎn);液體的沸騰特點(diǎn);牛頓第一定律,阿基米德原理;液體壓強(qiáng)規(guī)律;杠桿的平衡條件;功的原理;歐姆定律;焦耳定律,磁極間的相互作用規(guī)律;電磁感應(yīng);能量守恒定律。
七、類(lèi)比法
有些物理現(xiàn)象、概念比較抽象,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)比較陌生、難于理解和記憶,我們可以通過(guò)學(xué)生熟知的事物來(lái)類(lèi)比,找出類(lèi)似的規(guī)律,類(lèi)比的對(duì)象要有相同或相似之處,這種研究問(wèn)題的方法就是類(lèi)比法。初中物理應(yīng)用實(shí)例:用水流類(lèi)比電流;用水壓類(lèi)比電壓;用抽水機(jī)類(lèi)比電源;用速度類(lèi)比功率。
八、比較法
比較法就是找出事物之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),便于理解、記憶和區(qū)別。初中物理應(yīng)用實(shí)例:比較汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造和工作原理;比較晶體和非晶體的熔化和凝固特點(diǎn);比較蒸發(fā)和沸騰的條件、劇烈程度、特點(diǎn)、吸熱;比較樂(lè)音和噪聲;比較電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、工作原理、工作過(guò)程、能量轉(zhuǎn)化;比較火電站、水電站、風(fēng)電站、核電站,太陽(yáng)能電站的工作原理、工作過(guò)程、能量轉(zhuǎn)化、以及對(duì)環(huán)境的污染和可持續(xù)發(fā)展情況。
一、控制變量法
控制變量法是初中物理實(shí)驗(yàn)中常用的探索問(wèn)題和分析解決問(wèn)題的科學(xué)方法之一。所謂控制變量法是指為了研究物理量同影響它的多個(gè)因素中的一個(gè)因素的關(guān)系，可將除了這個(gè)因素以外的其他因素人為地控制起來(lái)，使其保持不變，再比較、研究該物理量與該因素之間的關(guān)系，得出結(jié)論，最后綜合起來(lái)得出規(guī)律的方法。這種方法在整個(gè)初中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用比較普遍。例如在人教版實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》（八年級(jí)上冊(cè)）第一章第一節(jié)關(guān)于探究聲是怎樣傳播的實(shí)驗(yàn)中，就開(kāi)始滲透控制變量的思想。因?yàn)楣腆w、液體和氣體都是傳聲的介質(zhì)，我們逐一研究它們分別可以傳聲時(shí)，就必須控制其它兩個(gè)因素。如果在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)就給予學(xué)生恰當(dāng)點(diǎn)撥，提出：“把兩張課桌緊緊地挨在一起，一個(gè)同學(xué)輕敲桌面，另一個(gè)同學(xué)把耳朵貼在另一張桌子上，聽(tīng)到的敲擊聲為什么就能認(rèn)為是桌子傳來(lái)而不是空氣傳來(lái)的？”引導(dǎo)學(xué)生去分析比較，就能使學(xué)生體驗(yàn)到控制變量的思想。在接著的探究影響音調(diào)、響度等因素的實(shí)驗(yàn)中，把控制變量的思想對(duì)學(xué)生給予簡(jiǎn)要的介紹，就會(huì)使學(xué)生逐步領(lǐng)悟到控制變量法的實(shí)質(zhì)要領(lǐng)，為以后的探究實(shí)驗(yàn)做好方法上的準(zhǔn)備。
在初中物理中，探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關(guān)系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素、決定壓力作用效果的因素等實(shí)驗(yàn)，都運(yùn)用了控制變量法。
二、等效替代法
等效替代法是指在研究某一個(gè)物理現(xiàn)象和規(guī)律中，因?qū)嶒?yàn)本身的特殊限制或因?qū)嶒?yàn)器材等限制，不可以或很難直接揭示物理本質(zhì)，而采取與之相似或有共同特征的等效現(xiàn)象來(lái)替代的方法。這種方法若運(yùn)用恰當(dāng)，不僅能順利得出結(jié)論，而且容易被學(xué)生接受和理解。例如，在探究平面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，用玻璃板替代了平面鏡，因兩者在成像特征上有共同之處，容易使學(xué)生接受，而玻璃板又是透明的，能通過(guò)它觀察到玻璃板后面的蠟燭，便于研究像的特點(diǎn)，揭示出規(guī)律。在學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方法的總結(jié)，使他們?cè)谒季S方式上受到啟發(fā)，這樣當(dāng)他們以后遇到有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，就會(huì)自覺(jué)地加以運(yùn)用。比如在學(xué)習(xí)伏安法測(cè)電阻之后，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在上述實(shí)驗(yàn)中缺少電壓表或電流表，其他器材不變，另有一個(gè)已知阻值的定值電阻供選用，要求測(cè)出未知電阻，應(yīng)該怎么辦？學(xué)生此時(shí)就可以用等效替代的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。
三、轉(zhuǎn)換法
有的物理量不便于直接測(cè)量，有的物理現(xiàn)象不便于直接觀察，通過(guò)轉(zhuǎn)換為容易測(cè)量到與之相等或與之相關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象，從而獲得結(jié)論的方法。譬如，在研究電熱的功率與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，電流通過(guò)阻值不等的兩根電阻絲產(chǎn)生的熱量無(wú)法直接觀測(cè)和比較，而我們通過(guò)轉(zhuǎn)換為讓煤油吸熱，觀察煤油溫度變化情況，從而推導(dǎo)出哪個(gè)電阻放熱多。教學(xué)時(shí)不妨設(shè)計(jì)一問(wèn)：為什么研究電熱的功率與電阻大小的關(guān)系時(shí)，還用到似乎與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的煤油呢？引發(fā)學(xué)生的思考和討論，在小結(jié)出該實(shí)驗(yàn)中煤油的作用的基礎(chǔ)上，進(jìn)而再問(wèn)：該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癫挥妹河投挠闷渌绞絹?lái)觀察電阻通電后的發(fā)熱情況？這樣促使學(xué)生思維得以發(fā)散，轉(zhuǎn)換的思維方法得到訓(xùn)練，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力也隨著提高了。
一、累積法（或叫測(cè)多算少法）
用一般的刻度尺是不能直接測(cè)量出一些尺寸很小的物體的長(zhǎng)度或厚度的，但如果把很多這樣相同尺寸的物體累積起來(lái)，用刻度尺就能夠測(cè)量出累積起來(lái)后的總量，再用總量除以累積的個(gè)數(shù)，就能夠得到每一個(gè)物體原來(lái)的長(zhǎng)度或厚度.
例1 某同學(xué)用最小刻度是毫米的刻度尺測(cè)量物理課本一張紙的厚度，請(qǐng)您幫他設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟.
解析： 一張紙的厚度很小，直接用毫米刻度尺無(wú)法測(cè)量出，因此必須采用“累積法”.
實(shí)驗(yàn)步驟：（1） 取物理課本第1到第160頁(yè)，用力壓緊（排除紙張間的空隙）.
（2） 用毫米刻度尺量出總厚度.
（3） 用測(cè)量的總厚度除以紙的張數(shù)80（注意，一張紙有兩頁(yè)），就可以得到一張紙的厚度.
例2 有甲、乙兩種細(xì)銅絲，甲的直徑已知為a，乙的直徑未知，請(qǐng)不用刻度尺只借助身邊的學(xué)習(xí)用品測(cè)出乙的直徑.
解析： 細(xì)銅絲的直徑較小，且沒(méi)有刻度尺測(cè)量，這時(shí)應(yīng)該想到采用等量代換，讓兩種銅絲在鉛筆上纏繞相同的長(zhǎng)度，分別數(shù)出圈數(shù)再計(jì)算即可.
具體方法：用兩種銅絲分別在兩支相同的鉛筆上緊密（不留空隙）排繞（互相不重疊）若干圈，使它們?cè)阢U筆上的長(zhǎng)度相等.分別數(shù)出纏繞的圈數(shù)，設(shè)甲為m，乙為n，則乙的直徑為a(m/n).
二、替代法
用替代法可以比較方便地測(cè)量出一些曲線的長(zhǎng)度.常用的替代法有用棉線的“化曲為直法”和用輪子或硬幣的“輪滾法”.
例3 利用中國(guó)地圖測(cè)量出南京到北京鐵路線的實(shí)際長(zhǎng)度.
解析： 由于鐵路線是彎曲的，是不規(guī)則的曲線，較難用刻度尺直接進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，應(yīng)用等效替代法進(jìn)行測(cè)量.
方法1：用棉線采用化曲為直法.用一條彈性不大的棉線重疊在中國(guó)地圖南京到北京的鐵路曲線上，在兩端點(diǎn)處做上記號(hào)，然后將棉線拉直，用刻度尺量出兩標(biāo)記間的長(zhǎng)度，再除以地圖上標(biāo)記的比例，即可求得南京到北京的鐵路線的實(shí)際長(zhǎng)度.
方法2：用硬幣采用輪滾法.先將硬幣順直線滾一周，用刻度尺測(cè)量出其滾動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)間的長(zhǎng)度，即為硬幣的周長(zhǎng).再用該硬幣沿中國(guó)地圖上的南京到北京的鐵路線滾過(guò)，記下滾過(guò)的圈數(shù)，則鐵路線的長(zhǎng)度=硬幣的周長(zhǎng)×滾過(guò)的圈數(shù)，最后再除以地圖上標(biāo)記的比例，即可求得南京到北京的鐵路線的實(shí)際長(zhǎng)度.
例4?搖請(qǐng)只用一把量程為10 m的刻度尺較準(zhǔn)確且較方便地測(cè)出從你家門(mén)口到學(xué)校門(mén)口的距離.
解析： 家門(mén)口到學(xué)校門(mén)口的距離較長(zhǎng)，用所給刻度尺無(wú)法直接測(cè)量，可考慮采用“輪滾法”或“步測(cè)法”.
方法1：輪滾法.先測(cè)出自行車(chē)前輪的周長(zhǎng)，再數(shù)出從家門(mén)口到學(xué)校門(mén)口前輪滾過(guò)的圈數(shù)，則總距離=前輪的周長(zhǎng)×滾過(guò)的圈數(shù).
方法2：步測(cè)法.先測(cè)出該同學(xué)正常步行20步的距離，算出一步的長(zhǎng)度，再數(shù)出從家門(mén)口到學(xué)校門(mén)口共步行的步數(shù)，則總距離=一步的長(zhǎng)度×步數(shù).
三、等值平移法
在初中階段，需要學(xué)生掌握的科學(xué)探究的方法主要有：控制變量法、等效替代法、轉(zhuǎn)換法、建立模型法、實(shí)驗(yàn)推理法、類(lèi)比法等.現(xiàn)結(jié)合近幾年中考試題談?wù)勌K科版物理教材中的涉及以上幾種科學(xué)探究方法的問(wèn)題.
一、 控制變量法
控制變量法就是把一個(gè)多因素影響某一物理量的問(wèn)題，通過(guò)控制某幾個(gè)因素不變，只讓其中一個(gè)因素改變，從而轉(zhuǎn)化為多個(gè)單一因素影響某一物理量的問(wèn)題的研究方法.控制變量法是中學(xué)物理中最常用的探究方法，在中考中考查的力度也最大.
例題1（2011年重慶市）有兩只相同的燒杯，分別盛有體積相同的水和酒精，但沒(méi)有標(biāo)簽，小李采用聞氣味的方法判斷出無(wú)氣味的是水.小唐則采用壓強(qiáng)計(jì)進(jìn)行探究：
（1） 若壓強(qiáng)計(jì)的氣密性很差，用手指不論輕壓還是重壓橡皮膜時(shí)，發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液柱的高度差變化（選填“大”或“小”）.小唐把調(diào)節(jié)好的壓強(qiáng)計(jì)放在空氣中時(shí)，U形管兩邊的液面應(yīng)該.
（2）小唐把金屬盒分別浸入到兩種液體中，發(fā)現(xiàn)圖甲中U形管兩邊的液柱高度差較小，認(rèn)為圖甲燒杯中盛的是酒精.他的結(jié)論是不可靠的，因?yàn)闆](méi)有控制金屬盒在液體中的相同.
（3） 小唐發(fā)現(xiàn)在同種液體中，金屬盒離液面的距離越深，U形管兩邊液柱的高度差就越，表示液體的壓強(qiáng)越.
（4） 小唐還發(fā)現(xiàn)在同種液體中，金屬盒距液面的距離相同時(shí)，只改變金屬盒的方向，U形管兩邊液柱的高度差（選填“不變”或“變化”）.表明在相同條件下，液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng).
探究方法點(diǎn)撥液體壓強(qiáng)的的大小與液體的深度和液體的密度有關(guān).根據(jù)控制變量法的探究思想，探究液體壓強(qiáng)大小與液體的深度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制液體的密度相同，反之探究液體壓強(qiáng)大小與液體的密度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制液體的深度相同.
觸類(lèi)旁通蘇科版物理教材中涉及到控制變量法的實(shí)驗(yàn)還有：探究裝滿(mǎn)水的玻璃杯還能裝多少回形針；探究聲音的響度與哪些因素有關(guān)；探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)；探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)；探究動(dòng)能（或重力勢(shì)能）的大小與哪些因素有關(guān)；探究電阻大小與哪些因素有關(guān)；探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系；探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)；探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)等等.
二、 等效替代法
等效替代法是指在保證某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、簡(jiǎn)單的物理過(guò)程或物理現(xiàn)象來(lái)替代實(shí)際的、陌生的、復(fù)雜的物理過(guò)程或物理現(xiàn)象的思想方法.簡(jiǎn)言之，等效的方法就是對(duì)一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題，提出一個(gè)簡(jiǎn)單的方案或設(shè)想，而使它們的效果完全相同，從而將問(wèn)題化難為易，求得解決.
例題2（2011年江蘇省連云港市）在“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的活動(dòng)中：
（1） 實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：① 厚為2mm的茶色玻璃；② 厚為5mm的透明玻璃；③ 直尺；④ 光屏；⑤ 兩只相同的蠟燭；⑥ 火柴.探究活動(dòng)中應(yīng)選用的玻璃板是（填序號(hào)）.
（2） 如圖所示，點(diǎn)燃A蠟燭，在玻璃板的另一側(cè)慢慢移動(dòng)B蠟燭，直到與A蠟燭的像為止，證明像與物的大小相同.
（3） 為了探究平面鏡成像的虛實(shí)，先移去后面的蠟燭B，并在原位置上放一光屏，發(fā)現(xiàn)在光屏上，證明平面鏡所成的像是虛像.
探究方法點(diǎn)撥探究平面鏡成像特點(diǎn)就是應(yīng)用等效替代的思想.由于平面鏡成的像是虛像，實(shí)際并不存在.若像的位置確定不下來(lái)，平面鏡成像的特點(diǎn)便無(wú)從探究.實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們可以拿一根蠟燭在玻璃板后面來(lái)回移動(dòng)，直到看上去它跟鏡前蠟燭的像完全重合，可知第二根蠟燭可以代替第一根蠟燭的虛像.
觸類(lèi)旁通蘇科版物理教材中涉及到等效替代法的還有：探究多開(kāi)關(guān)復(fù)雜電路時(shí)，用簡(jiǎn)單的“等效電路”；探究串并聯(lián)電路的電阻關(guān)系時(shí)引入“等效電阻”的概念；探究滑動(dòng)摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力來(lái)替代滑動(dòng)摩擦力等等.
三、 轉(zhuǎn)換法
物理學(xué)中對(duì)于一些抽象、空洞、看不見(jiàn)、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量，通常用較為容易觀察或測(cè)量的與之相等或與之相關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象獲得結(jié)論的探究方法，這方法叫轉(zhuǎn)換法.轉(zhuǎn)換法中可以被轉(zhuǎn)換的對(duì)象很多，可以是物理模型、探究對(duì)象和探究方法，也可以是某個(gè)圖形，某個(gè)物理量.
例題3（2011年江蘇省淮安市）如圖所示，將一根直導(dǎo)線放在靜止小磁針的正上方，并與小磁針平行.接導(dǎo)電路后，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn).
（1） 實(shí)驗(yàn)探究的是通電直導(dǎo)線周?chē)欠翊嬖?/p>
（2） 改變直導(dǎo)線中的電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變，表明.
（3） 實(shí)驗(yàn)中小磁針的作用是.
（4） 實(shí)驗(yàn)中用到的一種重要科學(xué)探究方法是
A. 類(lèi)比法 B. 轉(zhuǎn)換法
C. 控制變量法 D. 等效替代法
探究方法點(diǎn)撥首先要知道通電導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)是看不見(jiàn)的，通過(guò)小磁針的偏轉(zhuǎn)可以間接知道通電導(dǎo)體周?chē)艌?chǎng)的存在，這就是轉(zhuǎn)化的思想.
觸類(lèi)旁通蘇科版物理教材中涉及到的轉(zhuǎn)換法還有：通過(guò)墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象來(lái)認(rèn)識(shí)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；通過(guò)馬得堡半球?qū)嶒?yàn)證明大氣壓的存在；通過(guò)觀察木樁被落下的金屬塊撞擊后陷入沙坑中的深淺來(lái)比較重力勢(shì)能的大??；通過(guò)電流產(chǎn)生的效應(yīng)來(lái)判斷電流的存在；通過(guò)電磁鐵吸引大頭針的多少來(lái)比較電磁鐵磁性的強(qiáng)弱等等.
四、 建立模型法
建立模型法是指把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化、摒棄次要的條件，抓住主要的因素，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行理想化處理，構(gòu)建理想化的物理模型，稱(chēng)為建立模型法.有時(shí)為了更加形象地描述所要探究的物理現(xiàn)象或物理問(wèn)題，還需要引入一些虛擬的內(nèi)容來(lái)直觀、形象的表達(dá)物理情境.如磁感線都是虛擬假定出來(lái)的，但它們卻可以直觀、形象地描述磁場(chǎng)的分布.
例題4（2010年江蘇省無(wú)錫市）自從湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，人們開(kāi)始探究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu).科學(xué)家提出了許多原子結(jié)構(gòu)的模型，在二十世紀(jì)上半葉，最為大家接受的原子結(jié)構(gòu)與下列哪個(gè)圖形最相似（）
探究方法點(diǎn)撥大家首先要在頭腦中再現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)的原子結(jié)構(gòu)的模型：原子由位于原子中心的原子核和核外電子組成，核外電子在原子核的引力的作用下，繞核高速運(yùn)動(dòng).這與太陽(yáng)系十分相似，太陽(yáng)系中太陽(yáng)位于中心，行星在引力作用下繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn).它們?cè)诳臻g結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式上都是相似的.
觸類(lèi)旁通蘇科版物理教材中涉及到建立模型法的還有：通過(guò)光線探究光的傳播路徑與方向；杠桿也是一種理想化模型，由于受力的作用會(huì)引起或大或小的形變，在探究物理問(wèn)題時(shí)可以忽略不計(jì)等等.
五、 實(shí)驗(yàn)推理法
實(shí)驗(yàn)推理法在物理學(xué)的探究過(guò)程中有重要的作用.它是在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的推理，得出結(jié)論，達(dá)到認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的目的.它既要以實(shí)驗(yàn)事實(shí)作基礎(chǔ)，但又不能直接由實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論.
例題5 （2010年江蘇省鎮(zhèn)江市）如圖是探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的過(guò)程．
（1） 根據(jù)圖中情景可以判斷以下說(shuō)法正確的是（）
A． ①是假設(shè)，②③是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，④是實(shí)驗(yàn)推論
B． ①②③④都是實(shí)驗(yàn)事實(shí)
C． ①②是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，③④是實(shí)驗(yàn)推論
D． ①②③是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，④是實(shí)驗(yàn)推論
（2） 每次讓小車(chē)從斜面同一高度由靜止滑下，記下小車(chē)最終停在水平面上的位置，可知小車(chē)受到的阻力越小，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的路程越；其中運(yùn)動(dòng)的小車(chē)在木板上最終停下來(lái)，是因?yàn)樾≤?chē)在水平方向上受（選填“平衡力”“非平衡力”或“不受力”）.
探究方法點(diǎn)撥對(duì)于實(shí)驗(yàn)推理法一定要明確，來(lái)源于實(shí)際實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)合理的外推得出．所以要分清哪些是事實(shí)，哪些是合理的推論.第（1）小題前3項(xiàng)我們都可以觀察到實(shí)際的現(xiàn)象，故它們都是事實(shí)．而第4項(xiàng)無(wú)法通過(guò)觀察得出，但是我們可以由合理的外推得出，故是一種推論.
觸類(lèi)旁通蘇科版物理教材中涉及到實(shí)驗(yàn)推理法的主要有：我們?cè)谔骄靠諝饽軅髀暤膶?shí)驗(yàn)中，逐漸將真空罩內(nèi)的空氣抽出，聽(tīng)到罩內(nèi)的鬧鐘的聲音逐漸變?nèi)?，于是我們推理得出將真空罩?nèi)的空氣抽完（即真空），就聽(tīng)不到鬧鐘的聲音了，從而得出“聲音不能在真空中傳播”的結(jié)論等等.
六、 類(lèi)比法
類(lèi)比法是指為了把要表述的物理問(wèn)題說(shuō)的清楚明白，常常用具體的、有形的、人們所熟知的事物來(lái)類(lèi)比要說(shuō)明那些抽象的、無(wú)形的、陌生的事物.通過(guò)類(lèi)比使人們對(duì)所要揭示的事物有一個(gè)直接的、具體的、形象的認(rèn)識(shí)，找出類(lèi)似的規(guī)律.
例題6學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)時(shí)，在老師的引導(dǎo)下，聯(lián)想到如圖所示的力學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行比較找出相類(lèi)似的規(guī)律，其中不正確的是（）
A. 水壓使水管中形成水流；類(lèi)似地，電壓使電路中形成電流
B. 抽水機(jī)是提供水壓的裝置，類(lèi)似地，電源是提供電壓的裝置
C. 抽水機(jī)工作時(shí)消耗水能，類(lèi)似地，電燈發(fā)光時(shí)消耗電能
D. 水流通過(guò)渦輪時(shí)，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動(dòng)能；類(lèi)似地，電流通過(guò)電燈時(shí)，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能
探究方法點(diǎn)撥本題所涉及到的水壓――電壓，水流――電流，抽水機(jī)――電源，水能――電能等，都非常類(lèi)似，故A、B、D都對(duì).但C中提到的“抽水機(jī)工作時(shí)”給水增加機(jī)械能,并不消耗水能，所以是錯(cuò)誤的.
觸類(lèi)旁通蘇科版物理教材中涉及到類(lèi)比法的知識(shí)主要有：探究電流時(shí)類(lèi)比水流；探究分子內(nèi)能時(shí)類(lèi)比物體的機(jī)械能；學(xué)習(xí)功率時(shí)類(lèi)比速度；學(xué)氣壓時(shí)類(lèi)比液體壓強(qiáng)；探究電磁波時(shí)類(lèi)比水波等等.
關(guān)鍵詞： 科學(xué)研究方法 教學(xué)資源 中學(xué)物理教學(xué) 指導(dǎo)思想
1.引言
在中學(xué)的物理教學(xué)實(shí)踐中適當(dāng)?shù)匾肟茖W(xué)研究的方法，對(duì)于全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與探究能力具有重要作用。通過(guò)科學(xué)研究的學(xué)習(xí)方法，可以讓學(xué)生從被動(dòng)地接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)地獲取知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度及勇于創(chuàng)新的探索精神。因此，中學(xué)物理教師應(yīng)當(dāng)在教學(xué)實(shí)踐中多引入科學(xué)研究的課程資源及方法，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
2.科學(xué)研究方法的指導(dǎo)思想
2.1創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)探究興趣。
作為物理教學(xué)實(shí)踐的新模式，科學(xué)研究的方法堅(jiān)持培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與勇于創(chuàng)新的探索精神，力爭(zhēng)不斷提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。采取新的教學(xué)模式將更有利于引導(dǎo)學(xué)生真正地理解物理學(xué)中抽象難懂的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們積極地探索物理世界的奧秘。在物理教學(xué)實(shí)踐中，可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境吸引學(xué)生，通過(guò)他們自身的認(rèn)知沖突發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題，激發(fā)他們探究的欲望，這樣一來(lái)他們便會(huì)主動(dòng)地學(xué)習(xí)物理知識(shí)，進(jìn)行深入探索，達(dá)到鍛煉創(chuàng)新精神及動(dòng)手操作能力的目的。具有代表性的做法就是開(kāi)發(fā)課本資源、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境和巧設(shè)演示實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境這兩種。
2.2引導(dǎo)猜想，培養(yǎng)探究方法。
在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中猜想是一種重要的學(xué)習(xí)手段，只有對(duì)問(wèn)題有了一定的猜想，學(xué)生才愿意探索研究。在物理學(xué)史上，很多偉大的發(fā)明都是先通過(guò)猜想進(jìn)行的。因此，教師應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，不論學(xué)生的猜想是否準(zhǔn)確合理，教師都要給予肯定的評(píng)價(jià)，然后引導(dǎo)他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方法驗(yàn)證自己的猜想。具體可以采取借助簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)猜想和練習(xí)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理猜想這兩種手段進(jìn)行猜想訓(xùn)練。
2.3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)探究能力。
科學(xué)研究是否能夠順利實(shí)施是一個(gè)重要問(wèn)題，科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)方案是這一問(wèn)題的主要制約因素。科學(xué)研究能力的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，再加上學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)過(guò)程就需要教師進(jìn)行細(xì)心的鼓勵(lì)與指導(dǎo)，充分利用多種手段與研究方法進(jìn)行試驗(yàn)活動(dòng)的研究。在經(jīng)過(guò)幾次的指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)以后，就逐步將主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生自主完成研究。在遇到一些研究?jī)?nèi)容高于生活經(jīng)驗(yàn)常識(shí)的問(wèn)題時(shí)，教師就要適時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)，用一些相同性質(zhì)、結(jié)論的實(shí)驗(yàn)代替那些無(wú)法實(shí)現(xiàn)的探究?jī)?nèi)容，讓學(xué)生更容易理解，接受。
3.中學(xué)物理中常用的科學(xué)研究方法
3.1控制變量法。
初中物理學(xué)中常常采用控制相關(guān)變量的方法研究多因素的問(wèn)題，這樣就可以通過(guò)保持其他因素不變，只改變一個(gè)因素的方法研究相關(guān)問(wèn)題，最后進(jìn)行綜合整理，這就是科學(xué)研究中應(yīng)用最廣泛、最重要的思想方法——控制變量法。初中物理中常見(jiàn)的實(shí)例有，探究影響力的作用效果的因素，探究二力平衡的條件，探究物體的吸熱效果與物質(zhì)的種類(lèi)、質(zhì)量、溫度變化關(guān)系，探究電磁鐵的磁性與哪些因素有關(guān)，等等。
3.2轉(zhuǎn)換法。
轉(zhuǎn)化法就是將物理學(xué)中不常見(jiàn)、不易直接測(cè)量或者觀察的物理量通過(guò)生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象、物理量進(jìn)行替換。但是這種方法有一個(gè)前提就是必須保證所替換的物理量、現(xiàn)象之間具有相同的效果與性質(zhì)。在初中物理中常見(jiàn)的實(shí)例有，影子的形成可以證明光沿直線傳播、運(yùn)動(dòng)的物體能對(duì)外做功證明它具有能量、擴(kuò)散的現(xiàn)象可以證明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。最具典型的代表實(shí)驗(yàn)就是，研究牛頓第一定律而做斜面小車(chē)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體在不受力作用下會(huì)不會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去進(jìn)行研究，我們可以通過(guò)探究真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋。我們無(wú)法制造真空的條件，但是我們可以通過(guò)觀察密閉容器中空氣越來(lái)越少時(shí)傳出來(lái)的聲音也越來(lái)越小來(lái)進(jìn)行推理，當(dāng)密閉容器中沒(méi)有空氣時(shí)也就沒(méi)有聲音在傳出來(lái)。這樣我們就可以推理到小車(chē)的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)阻力越來(lái)越小來(lái)觀察小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離和速度變化快慢，這樣就能設(shè)計(jì)出牛頓第一定律的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
3.3等效替代法。
等效替代法就是將一些復(fù)雜的物理問(wèn)題與物理變化通過(guò)一些簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中必須保證效果、特性與關(guān)系的相同。初中物理中常見(jiàn)的實(shí)例有，將總電阻的概念引入到研究串、并聯(lián)電路電阻實(shí)驗(yàn)，用引入合力的方法研究同一直線上二力的關(guān)系，等等。
在初中物理學(xué)中應(yīng)用的科學(xué)研究方法還有很多很多，例如建立模型法、類(lèi)比法、理想實(shí)驗(yàn)法、比值定義法、積累法、比較法、歸納法、圖像法，等等。
4.結(jié)語(yǔ)
在初中物理教學(xué)中應(yīng)用科學(xué)研究的方法是一個(gè)值得思考和探索的課題，同時(shí)需要學(xué)校及教師進(jìn)行不斷完善。在進(jìn)行科學(xué)研究的教學(xué)模式中，要以學(xué)生為主體，讓學(xué)生真正參與其中，成為探究學(xué)習(xí)的實(shí)踐者，增強(qiáng)探索精神與創(chuàng)新能力，這樣才能讓初中物理教學(xué)達(dá)到更好的效果，為學(xué)生終身的學(xué)習(xí)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]范增，吳桂平.試論低成本實(shí)驗(yàn)在民族地區(qū)中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用.民族教育研究，2013（1）.
[2]吳偉杰.中學(xué)物理教學(xué)中如何授之以“漁”.考試周刊，2012（58）.
一、精心創(chuàng)設(shè)情境、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
“最好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，乃是學(xué)生對(duì)所學(xué)材料本身發(fā)生興趣?！辈剪敿{的這一句話(huà)道破了學(xué)習(xí)興趣是有效學(xué)習(xí)的原動(dòng)力所在。而學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并非是與生俱來(lái)的，這就要求我們教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的具體學(xué)情，通過(guò)教學(xué)手段和教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，從學(xué)生的學(xué)習(xí)心理需求出發(fā)，進(jìn)行學(xué)習(xí)情緒的調(diào)動(dòng)與興趣的激發(fā)。
1.超出預(yù)期，引發(fā)好奇
從初中學(xué)生的學(xué)齡特點(diǎn)來(lái)看，學(xué)生的注意力難以持久，學(xué)習(xí)情緒容易受外界干擾而發(fā)生波動(dòng)。因此，課堂教學(xué)過(guò)程中，就需要我們教師不斷地激發(fā)學(xué)生興趣，制造一些超出學(xué)生預(yù)期的物理現(xiàn)象，引發(fā)其好奇心，維系其學(xué)習(xí)注意力和內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
例如：筆者在和學(xué)生一起探究“液體沸點(diǎn)與氣壓大小變化的關(guān)系”時(shí)，筆者事先并沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示，而是讓學(xué)生自由猜想實(shí)驗(yàn)將有可能出現(xiàn)的結(jié)果，目的在于引導(dǎo)學(xué)生有目的地對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察，接著筆者再演示實(shí)驗(yàn)，觀察到“原來(lái)停止沸騰的水澆冷水后重新沸騰”的物理現(xiàn)象，這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯然超出學(xué)生的原有預(yù)期，激發(fā)了學(xué)生好奇心，個(gè)個(gè)都持有懷疑的態(tài)度，從其內(nèi)心生成要親身驗(yàn)證的學(xué)習(xí)心理需要，進(jìn)一步探究顯得順理成章。
2.聯(lián)系生活，激發(fā)興趣
物理源于對(duì)生活的發(fā)現(xiàn)，用于生活又是學(xué)習(xí)物理的目的之所在。從生活中揀選素材作為教學(xué)資源讓學(xué)生感覺(jué)親切，同時(shí)感受到學(xué)習(xí)的價(jià)值所在，從初中物理課本的編排來(lái)看，教材中也有許多選自于生活的精美插圖，這給我們教學(xué)提供了一條誘發(fā)學(xué)生的求知欲望，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的有效途徑，同時(shí)，生活化的圖景給學(xué)生提供了豐富的感性材料，有助于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。
例如，筆者在和學(xué)生一起學(xué)習(xí)“噪聲”一節(jié)內(nèi)容時(shí)，如果空洞的說(shuō)教控制噪聲有哪些措施，學(xué)生勢(shì)必感覺(jué)枯燥，難以記住，如果能夠聯(lián)系教材中的插圖，從表象出發(fā)，直觀化分析，學(xué)生很容易將控制噪聲的具體措施與插圖反映的內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，增加了對(duì)具體措施的理解度。
二、鋪設(shè)探究平臺(tái)，引領(lǐng)學(xué)生拾級(jí)而上
1.以問(wèn)題為中心，串接教學(xué)內(nèi)容
傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師“滿(mǎn)堂灌”，這一做法無(wú)疑剝奪了學(xué)生思考的發(fā)現(xiàn)的權(quán)利，教師的越俎代庖式教授，學(xué)生只能做到知其然，新課程背景下，越來(lái)越多的教師意識(shí)到應(yīng)該用任務(wù)和問(wèn)題來(lái)串接課堂，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)分析學(xué)生的學(xué)情后，在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)動(dòng)態(tài)地設(shè)置問(wèn)題，一環(huán)扣住一環(huán)地，幫助學(xué)生從未知走向已知，很自然地完成知識(shí)重難點(diǎn)的突破。
例如，筆者在和學(xué)生一起探究“滑輪”一節(jié)內(nèi)容時(shí)，筆者首先布置了一個(gè)任務(wù)讓學(xué)生自己組裝滑輪來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生有了具體的任務(wù)都動(dòng)手操作起來(lái)，接著給學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組，要求他們合作嘗試著用自己組裝的滑輪提升重物。學(xué)生通過(guò)上述任務(wù)的完成獲得一定程度的感性認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，筆者進(jìn)行了問(wèn)題的設(shè)置。
問(wèn)題1：你們?cè)诓僮髦?，借助于滑輪有幾種方法來(lái)提升物體呢？
大部分小組只組裝出定滑輪，不過(guò)個(gè)別小組組裝出動(dòng)滑輪，于是筆者進(jìn)行了如下的追問(wèn)。
問(wèn)題2：老師發(fā)現(xiàn)我們大多數(shù)小組都是將物體掛在繩子的下面，將繩子繞過(guò)滑輪來(lái)把重物拉高的，想一想如果我們將物體掛在滑輪下面，我們同學(xué)再試一試是否可以組裝成裝置來(lái)提升重物呢？
問(wèn)題3：在使物體上升的過(guò)程中，兩個(gè)滑輪有什么區(qū)別嗎？
在問(wèn)題2和問(wèn)題3的引導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)一步嘗試，不僅僅能夠組裝到兩種提升裝置，而且在對(duì)比中，對(duì)定滑輪和動(dòng)滑輪有了初步的認(rèn)識(shí)，概念得以初步建立。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步設(shè)置問(wèn)題。
問(wèn)題4：使用滑輪來(lái)提升重物有什么好處呢？
引導(dǎo)學(xué)生從拉力的大小和方向進(jìn)行考慮，為進(jìn)一步探究做了良好的鋪墊。
2.滲透物理思想方法，提升探究品質(zhì)
從新課程教學(xué)目標(biāo)來(lái)看，初中物理教學(xué)不應(yīng)該僅僅教授給學(xué)生知識(shí)，在教學(xué)過(guò)程中滲透物理思想方法更為重要，物理思想方法是比知識(shí)內(nèi)容更高層次的物理素養(yǎng)，思想方法是保證學(xué)生能順利完成知識(shí)探究的必備素養(yǎng)，物理思想方法的滲透符合物理學(xué)科特點(diǎn)，同時(shí)我們也可以看到物理思想方法也比較多。
下面談?wù)劤踔形锢韺?shí)驗(yàn)涉及的幾種探究方法.
一、控制變量法
一個(gè)物理量可能要受到多個(gè)物理量因素的影響和制約，那么在討論這個(gè)物理量與其中某個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，需要先控制其他的幾個(gè)因素不變，來(lái)確定相關(guān)物理量之間的關(guān)系，這種方法即“控制變量法”.
在初中物理教學(xué)中有許多概念或規(guī)律的探索過(guò)程都要用到控制變量法.
例如，在探究“聲音是怎樣從發(fā)聲物體傳到遠(yuǎn)處的”時(shí)，教師可讓一個(gè)學(xué)生在桌子一端敲擊桌面，另一個(gè)學(xué)生在另一端聽(tīng)聲音，一次貼在桌面上聽(tīng)，一次只是貼近桌面.發(fā)現(xiàn)兩次都能聽(tīng)到聲音，引導(dǎo)學(xué)生分析這兩次聲音分別是通過(guò)桌子和空氣傳來(lái)的，從而說(shuō)明聲音是要靠介質(zhì)傳播.同時(shí)，讓學(xué)生比較兩次聽(tīng)到聲音的大小，從而認(rèn)識(shí)到聲音在固體中比在空氣中傳播得快，即固體傳播聲音能力強(qiáng).這里，一定要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中需要控制的變量就是聽(tīng)聲音的距離和敲擊桌面的力度要相同，使學(xué)生體驗(yàn)到控制變量的思想.
二、轉(zhuǎn)換法
對(duì)于不易研究或不好直接研究的物理問(wèn)題，通過(guò)研究其表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象、效應(yīng)、作用效果間接研究問(wèn)題的方法叫“轉(zhuǎn)換法”.
例如，在研究“電熱的功率與電阻關(guān)系”時(shí)，電流通過(guò)阻值不等的兩根電阻絲產(chǎn)生的熱量無(wú)法直接觀測(cè)和比較，而我們通過(guò)轉(zhuǎn)換為讓煤油吸熱，觀察煤油溫度變化情況，從而推導(dǎo)出哪個(gè)電阻放熱多，進(jìn)而再問(wèn)：該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癫挥妹河投挠闷渌绞絹?lái)觀察電阻通電后的發(fā)熱情況？這樣，促使學(xué)生思維得以發(fā)散，轉(zhuǎn)換的思維方法得到訓(xùn)練，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力也隨著提高了.
轉(zhuǎn)化法可以通過(guò)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象、空間角度、物理規(guī)律、物理模型、思維角度、物理過(guò)程、物理狀態(tài)、時(shí)間角度等達(dá)到化繁為簡(jiǎn)，化難為易，間接地解決問(wèn)題，從而培養(yǎng)學(xué)生的想象設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造性思維品質(zhì).
三、等效法
所謂“等效法”就是在特定的某種意義上，在保證效果相同的前提下，將陌生的、復(fù)雜的、難處理的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉的、容易的、易處理的一種方法.“曹沖稱(chēng)象”運(yùn)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(cè)出了大象的重力.當(dāng)測(cè)量器材無(wú)法直接測(cè)量某個(gè)物理量時(shí)，就要設(shè)法用可以直接測(cè)量的物理量來(lái)取代不能直接測(cè)量的物理量.
例如，在測(cè)量“不規(guī)則容器的容積”時(shí)，只需要把該容器裝滿(mǎn)水，測(cè)量水的體積即為該容器的容積.
采用此方法時(shí)，要注意的是直接測(cè)量的與不能直接測(cè)量的物理量之間要有內(nèi)在的聯(lián)系.
等效替代是物理實(shí)驗(yàn)成功、重要的方法，物理學(xué)中的相關(guān)定律、定理、公式、原理都是以替代思維成立的基礎(chǔ)為出發(fā)點(diǎn)的.還有許多物理量的測(cè)量都用到了等效替代法.
四、類(lèi)比法
兩類(lèi)不同事物之間某種關(guān)系上的相似叫類(lèi)似，從兩類(lèi)不同事物之間找出某些相似的關(guān)系的思維方法，叫類(lèi)比.借助類(lèi)比，常能創(chuàng)造性地解決一些十分陌生、十分困難的問(wèn)題，在物理學(xué)中，現(xiàn)象、屬性、概念、規(guī)律、理論和描述手段等涉及的種種關(guān)系，都可以是類(lèi)比的對(duì)象.
例如，在講“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”時(shí)，教師可把磁感線與一根根拉緊的棉線相類(lèi)比，導(dǎo)體類(lèi)比于一把刀，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就相當(dāng)于刀子在棉線中運(yùn)動(dòng)，只要刀子在運(yùn)動(dòng)中能切斷棉線，導(dǎo)體就在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，這樣學(xué)生就容易理解和掌握.
關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；研究方法；方法應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2015）11-0309-01
巴甫洛夫認(rèn)為："重要的是科學(xué)方法，科學(xué)是思想的總結(jié)，認(rèn)識(shí)一個(gè)科學(xué)家的方法遠(yuǎn)比認(rèn)識(shí)他的成果價(jià)值要大。"所以科學(xué)方法的學(xué)習(xí)對(duì)以后學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。，我們?cè)诮虒W(xué)中要十分重視科學(xué)方法的培養(yǎng)，以便培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，幫助學(xué)生提高素質(zhì)。近幾年的中考中，科學(xué)方法的考察已逐漸成為熱點(diǎn)內(nèi)容之一。
探討各種研究方法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用研究，從物理五大部分：聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、電學(xué)方面闡述物理思維法在中職物理課程中的實(shí)際運(yùn)用，掌握了物理研究方法在物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，對(duì)我們進(jìn)行物理課程學(xué)習(xí)和物理實(shí)驗(yàn)是相當(dāng)有幫助的。
只要學(xué)生掌握了科學(xué)的物理方法，就擁有了打開(kāi)物理知識(shí)殿堂的鑰匙。
1.控制變量法
自然界中的各種現(xiàn)象并不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系的，因此事物絕不僅僅只受一個(gè)因素的影響，而是受相互交錯(cuò)的多種因素的共同影響。簡(jiǎn)單地說(shuō)，控制變量法是一種研究問(wèn)題的方法，在研究某一物理量與多個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，先使一個(gè)因素變化控制其余的因素不變，從而逐一研究出此物理量與所有因素的關(guān)系，這樣就把多因素問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題。
在初中物理教學(xué)中有許多概念或規(guī)律的探索過(guò)程，都要用到控制變量法。例如，在探究"影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素有哪些？學(xué)生首先通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)猜想：1、可能與壓力大小有關(guān)，2、可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)。這里涉及到一個(gè)量與兩個(gè)因素的關(guān)系：壓力、摩擦力。在實(shí)施科學(xué)探究的過(guò)程中，為了驗(yàn)證猜想1是否正確，要使小木塊始終在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，只是改變小木塊對(duì)水平面壓力的大小；為了驗(yàn)證猜想2是否正確，就要使小木塊對(duì)水平面的壓力不變，只是改變水平面的粗糙程度，依然讓小木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。這樣就較好地控制了變量，從而能夠得出正確的結(jié)論。在這里，一定要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中需要控制的變量就是壓力或接觸面的粗糙程度，使學(xué)生體驗(yàn)到控制變量的思想，為以后的探究實(shí)驗(yàn)作好方法上的準(zhǔn)備。
初中物理用到控制變量法的實(shí)驗(yàn)還有：還有，研究通過(guò)導(dǎo)體的電流I與導(dǎo)體兩端的電壓U和導(dǎo)體的電阻R的關(guān)系時(shí)，要研究電流I與電壓U的關(guān)系，需要保持電阻R不變；若要研究電流I與電阻R的關(guān)系，需要保持電壓U不變。課本中研究影響電阻大小的因素、焦耳定律、研究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、研究影響壓力作用效果的因素、研究影響液體壓強(qiáng)的因素、阿基米德原理等用的研究方法也都是控制變量法。
控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學(xué)方法。通過(guò)控制變量法，可以讓我們很方便的研究出某個(gè)物理量與多個(gè)因素之間的定性或定量關(guān)系，從而能得出普遍的規(guī)律。
2.轉(zhuǎn)換法
所謂轉(zhuǎn)換法，是指通過(guò)對(duì)研究對(duì)象、物理狀態(tài)、物理規(guī)律、思維角度、物理過(guò)程、物理模型等的轉(zhuǎn)換，達(dá)到化繁為簡(jiǎn)，化難為易，使問(wèn)題巧妙獲解的一種思維方法。在物理實(shí)驗(yàn)中，有很多物理量，由于其自身屬性關(guān)系或者由于條件限制，難于用儀器和儀表直接測(cè)量或者難以達(dá)到測(cè)量的準(zhǔn)確度，就可以根據(jù)物理量之間的定量關(guān)系和各種效應(yīng)把不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化成可以（或易于）測(cè)量的物理量進(jìn)行測(cè)量，之后再反求待測(cè)物理量的量值，這種方法就叫轉(zhuǎn)換法。
有的物理現(xiàn)象不便于直接觀察，如分子、電流、磁場(chǎng)等，看不見(jiàn)、摸不到，我們可分別通過(guò)紅棕色的二氧化氮和空氣的擴(kuò)散現(xiàn)象、電流產(chǎn)生的效應(yīng)、磁場(chǎng)中小磁針的偏轉(zhuǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)并研究它們。
有的物理量不便于直接測(cè)量，如電阻、電功率等量不宜直接測(cè)量，我們可轉(zhuǎn)化成用電壓表、電流表分別測(cè)出電壓U和電流I，然后分別由公式R=U/I、P=UI計(jì)算出電阻和電功率。
2.1轉(zhuǎn)化法在物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象方面的應(yīng)用。在研究電熱與什么因素有關(guān)時(shí)，電熱的多少是無(wú)法直接"看出"的。怎么辦呢？我們可以轉(zhuǎn)化一下思維，電熱能使煤油溫度升高，煤油吸收的熱量越多，溫度升的越高，我們只要比較煤油溫度的高低，不就知道了電熱的多少了嗎？還有，磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著，那磁場(chǎng)真的存在嗎？我們把小磁針?lè)旁诖朋w周?chē)赏ㄟ^(guò)觀察其是否轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)確定。電磁鐵磁性的強(qiáng)弱無(wú)法用肉眼判斷，可轉(zhuǎn)換為通過(guò)其吸引大頭針數(shù)量的多少來(lái)判斷，吸引的越多說(shuō)明磁性越強(qiáng)。教材中在物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象方面應(yīng)用轉(zhuǎn)化思維的非常多。我們將小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為對(duì)小木塊做的功，被推動(dòng)距離越遠(yuǎn)則動(dòng)能越大；把測(cè)滑動(dòng)摩擦力的大小轉(zhuǎn)換成測(cè)拉力的大小；根據(jù)小燈泡是否發(fā)光來(lái)推斷導(dǎo)線中是否有電流。
2.2轉(zhuǎn)化法在測(cè)量方面的應(yīng)用。測(cè)不規(guī)則物體的體積時(shí)轉(zhuǎn)換成測(cè)物體排開(kāi)水的體積；我們測(cè)曲線的長(zhǎng)短時(shí)轉(zhuǎn)換成細(xì)棉線的長(zhǎng)度；在測(cè)量滑動(dòng)摩擦力時(shí)轉(zhuǎn)化成測(cè)拉力的大?。辉跍y(cè)量大氣壓強(qiáng)時(shí)轉(zhuǎn)化成測(cè)被大氣壓壓起的水銀柱的壓強(qiáng)；密度、壓強(qiáng)、功率、電阻、電功率等的測(cè)量都運(yùn)用了測(cè)量轉(zhuǎn)換。
還可以依據(jù)水銀、酒精、煤油等液體的熱脹冷縮來(lái)反映物體溫度的變化情況，從而制成溫度計(jì)。再如，利用彈簧在一定限度內(nèi)，所受的拉力越大伸長(zhǎng)越長(zhǎng)的原理來(lái)制成了彈簧測(cè)力計(jì)。
3.類(lèi)比法
類(lèi)比方法最早是由亞里士多德提出，是一種推理方法。它是指為了把要表述的物理問(wèn)題說(shuō)的清楚明白，人們常常用具體的、有形的、人們所熟知的事物來(lái)類(lèi)比要說(shuō)明那些抽象的、無(wú)形的、陌生的事物。通過(guò)類(lèi)比使人們對(duì)所要揭示的事物有一個(gè)直接的、具體的、形象的認(rèn)識(shí)，找出類(lèi)似的規(guī)律。
在物理學(xué)中有較廣泛的應(yīng)用。例如為幫助學(xué)生理解電流和電壓，可以把電流、電壓與水流、水壓進(jìn)行類(lèi)比。抽水機(jī)提供了水壓，水壓使水沿著一定的方向流動(dòng)形成水流，水流通過(guò)渦輪使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)消耗水能；電源提供電壓，電壓使電荷做定向移動(dòng)形成了電流，電流通過(guò)電燈消耗電能。學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)時(shí)，把電子繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型與九大行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的太陽(yáng)系進(jìn)行類(lèi)比。形象直觀的比較，很容易被學(xué)生理解記憶牢固。
教材中涉及到類(lèi)比法的知識(shí)主要有：研究電流時(shí)類(lèi)比水流；研究分子內(nèi)能時(shí)類(lèi)比物體的機(jī)械能；學(xué)習(xí)壓強(qiáng)、功率時(shí)類(lèi)比速度；學(xué)氣壓時(shí)類(lèi)比液體壓強(qiáng)；研究電磁波時(shí)類(lèi)比水波，等等。
4.等效替代法
有一個(gè)廣為人知的歷史故事──曹沖稱(chēng)象。他運(yùn)用的就是一種等效替代的思想，他是用石頭替代了大象，效果相同，巧妙地測(cè)出了大象的重量。
在研究物理問(wèn)題時(shí)，用一個(gè)物理量代替其他的物理量，物理效果相同，這種使物理問(wèn)題簡(jiǎn)單化的科學(xué)思維方法叫做等效替代法。運(yùn)用這樣的方法可以使所要研究的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，直觀化。例如用合力替代各個(gè)分力；在電路中，若干個(gè)電阻，可以等效為一個(gè)合適的電阻，即串聯(lián)電路的總電阻或并聯(lián)電路的總電阻。
總之，在初中物理教學(xué)中，蘊(yùn)含著許多科學(xué)方法，我們既不能視而不見(jiàn)的忽視它，又不能唯方法講方法，要時(shí)時(shí)做有心人，把握時(shí)機(jī)，把科學(xué)方法滲透到教學(xué)活動(dòng)中，恰當(dāng)點(diǎn)撥。上述幾種方法是中學(xué)物理教學(xué)中比較常用的一些方法，我們要重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行這些科學(xué)物理方法的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生選擇合適的物理方法解決物理問(wèn)題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]《"轉(zhuǎn)化法"在初中物理中的教學(xué)》趙爽秋
