初中物理科学探究方法

初中物理科学探究方法汇总《九年义务教育物理课程标准》倡导探究式的学习，注重学生自己动手、动脑探究科学规律，体验科学研究的方法，科学探究既是一种重要的教学方式，又是学生的学习目标。因此，在初中物理教学中，不仅要教给学生物理知识，更重要的是要引导学生经历一次物理学知识的“再发现”的过程，从而培养学生获取新知识的能力，收集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。所以，初中物理探究实验的设计和实施显得尤为重要。如何使实验教学达到课程标准确定的目标，其中蕴含的大量的科学方法，我们必须给予足够的重视，并且渗透到教学活动中去，适时向学生介绍、点拨，让学生在学习活动中去体验，逐步提高学生科学探究能力一、控制变量法先考察其中一个因素对研究问题的影响而保持其他因素不变中学，1蒸发的快慢与哪些因素的有关；2滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；3液体压强与哪些因素有关；4压力的作用效果与哪些因素有关；5滑轮组的机械效率与哪些因素有关；6动能、重力势能大小与哪些因素有关；7导体的电阻与哪些因素有关；8研究电阻一定、电流与电压的关系；研究电压一定、电流和电阻的关系；9研究电流做功的多少跟哪些因素有关系；10电流的热效应与哪些因素有关；11研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系12研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系；13研究物体吸收的热量与物质的种类质量温度的变化的关系；14研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关；15研究影响感应电流的方向的研究16浮力大小与哪些因素有关；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”。中学物理课本中，1测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积；2我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度；3在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小；4大气压强的测量（无法直接测出大气压的值，转换成求被大气压压起的水银柱的压强）5测硬币的直径时转换成测刻度尺的长度；6测液体压强（我们将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化）；7通过磁场的效应来证明磁场的存在（我们无法直接看到磁场）；8研究物体内能与温度的关系（我们无法直接感知内能的变化，只能转换成测出温度的改变来说明内能的变化）；9在研究电热与电流、电阻的因素时，我们将电热的多少转换成液柱上升的高度；10在我们研究电功与什么因素有关的时候，我们将电功的多少转换成砝码上升的高度；11在我们回答动能与什么因素有关时，我们回答说小球在平面上滑动的越远则动能越大,就是将动能的大小转换成了小球运动的远近。12物体发生形变或运动状态改变可证明一些物体受到力的作用；13马德堡半球实验可证明大气压的存在；14雾的出现可以证明空气中含有水蒸气；14影子的形成可以证明光沿直线传播；15月食现象可证明月亮不是光源；16奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场；17指南针指南北可证明地磁场的存在；18扩散现象可证明分子做无规则运动；19铅块实验可证明分子间存在着引力；20运动的物体能对外做功可证明它具有能等。21通过电流的效应来判断电流的存在（我们无法直接看到电流）；三、放大法在有些实验中，实验的现象我们是能看到的，但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。比如音叉的振动很不容易观察，所以我们利用小泡沫球将其现象放大。观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭，装水，插上一个小玻璃管，将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。四、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张纸的厚度在将结果除以100，这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法。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。五、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。：电压与水压；电流与水流；内能与机械能；原子结构与太阳系；水波与电磁波；通信与鸽子传递信件；功率概念与速度概念的形成。六、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。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。模型法有较大的灵活性。每种模型有限定的运用条件和运用的范围。实例：1研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结构模型；；2研究磁现象是用到磁感线模型；3力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型；4电路图是实物电路的模型；5研究发电机的原理和工作过程用挂图及手摇发电机模型；6研究内燃机结构和工作原理用挂图及汽油机柴油模型。7液柱、（比如在求液体对竖直的容器底的压强的时候，我们就选了一个液柱作为研究的对象简化，简化后的模型依然保留原来的特点和知识）；8光线、（在我们学习光线的时候光线是一束的，而且是看不见的，我们使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化，利用了理想化模型）；9液片、（在我们研究连通器的特点，求大气压时我们都在某一位置取了一个液面，研究该液面所受到的压强和压力，也是将问题简化，利用理想化模型法）；10光沿直线传播（在我们学习中我们知道真正的空气是各处都不均匀的，比如越往上空气越稀薄，在比如因为空气各处不均匀形成了风，而在光是沿直线传播一节中我们将问题简化，只取一个简单的模型，一条光线在均匀的介质中传播）11磁感线（磁感线是不存在的一条线，但是我们为了便于研究磁场我们人为的引入了一条线，将我们研究的问题简化。）七、实验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，或说是在做出推论，例如当你家的狗在叫的时，你可能会推想有人在你家的门外，要做出这一推论，你就需要把现象（狗的叫声）与以往的知识经验，即有陌生人来时狗会叫结合起来。这样才能得出符合逻辑的答案如：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我们就推理出，如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。如：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。八、等效替代法等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当，不仅能顺利得出结论，而且容易被学生接受和理解。1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所以叫等效替代法，。2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，因为我们无法真正的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。3研究串联并联电路关系时引入总电阻（等效电阻）的概念，在串联电路中把几个电阻串联起来，相当于增加了导体的长度，所以总电阻比任何一个串联电阻都大，把总电阻称为串联电路的等效电阻。在并联电路中把几个电阻并联起来，相当于增加了导体的横截面积，所以总电阻比任何一个并联电阻都小，把总电阻称为并联电路的等效电阻；4在电路分析中可以把不易分析的复杂电路简化成为较为简单的等效电路；九、归纳法比如铜能导电，银能导电，锌能导电则归纳出金属能导电。在实验中为了验证一个物理规律或定理，反复的通过实验来验证他的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论。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，于是我们验证了阿基米德原理的正确性，使用的正是这种方法。在验证杠杆的平衡条件中，我们反复做了三次实验来验证F1×L1＝F2×L2也是利用这种方法。一切发声体都在振动结论的得出（在实验中对多种结论进行分析整理并得出最后结论时），都要用到这一方法。在验证导体的电阻与什么因素有关的时候，经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度，材料，横截面积，温度有关，也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的。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。十、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，可以进行比较的事物和物理量很多，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。如，比较蒸发和沸腾的异同点；如，比较汽油机和柴油机的异同点；如，电动机和热机；如，电压表和电流表的使用。十一、分类法把固体分为晶体和非晶体两类、导体和绝缘体。十二、观察法物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。著名的马德堡半球实验，证明了大气压强的存在。在教学中，可以根据教材中的实验，如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中，要求学生认真细致的观察，进行规范的实验操作，得到准确的实验结果，养成良好的实验习惯，培养实验技能。大部分均利用的是观察法。：水的沸腾:在使用温度计前，应该先观察它的量程，认清它的刻度值。实验过程中要注意观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况，温度计在沸腾前和沸腾时的示数变化；在学习声音的产生时可让学生观察小纸片在扬声器中的运动状态，观察正在发声的音叉插入水中激起水花，观察蟋蟀知了鸣叫是的情况，就会发现发出声音的物体都在振动；除此之外还有光的反射规律；光的折射规律；凸透镜成像；滑动摩察力与哪些因素有关等。十三、比值定义法例：密度、压强、功率、电流等概念公式采取的都是这样的方法。十四、多因式乘积法例：电功、电热、热量等概念公式采取的都是这样的方法。十五、逆向思维法例：由电生磁想到磁生电十六图像法图象是一个数学概念，用来表示一个量随另一个量的变化关系，很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况，因此图象在物理中有着广泛的应用。在实验中，运用图象来处理实验数据，探究内在的物理规律，具有独特之处。如：在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中，就是运用图象法来处理数据的。它形象直观地表示了物质温度的变化情况，学生在亲历实验自主得出数据的基础上，通过描点、连线绘出图象就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体的沸腾特点了。科学方法是连接知识和能力的纽带。“掌握一种科学方法胜过解答十个问题。”对研究方法的学习和考查体现着一种新的教学理念，同学们只有真正掌握了研究方法，才能有效解决实际问题，真正提高自己的创新意识和能力。