楊建華
授之以魚不如授之以漁,可見授人知識的同時,教會別人認識知識的方法更為重要。物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學,物理新課程要求改變過分強調(diào)知識傳承的傾向,注重讓學生經(jīng)歷科學探究的過程,通過活動掌握探究物理知識的技能和掌握學習物理的思想方法。
在初中物理中涉及的物理方法很多,下面我分析一下一些常見物理方法。
一、控制變量法
當某物理現(xiàn)象與多個因素(變量)相關(guān)時,為探究該物理現(xiàn)象與某個因素之間的關(guān)系時,只改變這個因素,而控制其它因素不變,然后根據(jù)結(jié)果是否隨變量改變,從而確定物理現(xiàn)象與該因素的相關(guān)性。這種研究問題的科學方法就是控制變量法。
控制變量法普遍應(yīng)用于科學探究中,是物理方法中最重要的方法之一,它貫穿初中物理的始終。如:蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關(guān);滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān);液體壓強與哪些因素有關(guān);研究浮力大小與哪些因素有關(guān);壓力的作用效果與哪些因素有關(guān);滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān);動能、重力勢能大小與哪些因素有關(guān);導體的電阻與哪些因素有關(guān);研究電阻一定、電流與電壓的關(guān)系;研究電壓一定、電流和電阻的關(guān)系;研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān)系;電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān);研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關(guān)系等均應(yīng)用了這種科學方法。
在利用控制變量法研究物理問題時,要強調(diào)了科學探究的過程,改變以前重結(jié)論、輕過程的教學方法,在老師的指導下,讓學生領(lǐng)會控制變量法這一方法,同時學生的科學探究的素養(yǎng)不斷得到提高,使學生學會學習。
二、歸納法
歸納法就是在已有的生活經(jīng)驗或大量的個別屬性推理出一般屬性的方法。幾乎在所有的科學實驗和原理的得出中,都用到了這種方法。
在使用歸納法時,為了能使得出的結(jié)論準確更具有普遍性,列舉的事例或?qū)嶒灁?shù)據(jù)盡量多(不少于三次),并且要具有代表性。
三、類比法
物理是一門比較抽象的學科。有些物理量看不見、摸不著,學生很難理解,如果我們拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習?;橄鬄樾蜗螅瑢W生理解起來就容易多了。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(jié)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(zhuǎn)化為渦輪的動能;類似的,電流通過電燈時,消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
四、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(zhì)屬性。
利用比較法不僅加深了對物理規(guī)律的理解,而且能對物理概念有更清晰的認識。使學生們很快地記住它們。
五、等效替代法
在研究串、并聯(lián)電路的總電阻時,當用一個電阻接入電路中產(chǎn)生的效果和電路中幾個電阻產(chǎn)生的效果一樣,則該電阻就可以稱為這幾個電阻的總電阻。利用等效替代法還可以測一未知電阻。
六、轉(zhuǎn)換法
一些比較抽象的看不見、摸不著的物質(zhì)的微觀現(xiàn)象,要研究它們的運動等規(guī)律,使之轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換法”。如:空氣看不見、摸不到,我們可以根據(jù)空氣流動(風)所產(chǎn)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。
七、理想化物理模型
我們在學習光線的時候,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;
在研究磁場時,引入磁感線來描述磁場,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(nèi)藶榈囊肓艘粭l線,將我們研究的問題簡化。
八、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(chǎn)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?qū)⑵洮F(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。
九、累積法
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(jié)果除以100,這樣使測量的結(jié)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(zhì)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。
十、科學推理法
在從物理現(xiàn)象得出物理規(guī)律的過程中,經(jīng)常會用到這一方法:
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(jié)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。
十一、比值定義法
就是當一個物理量與幾個因素有關(guān)時,為了能定量的反映它們之間的關(guān)系,將這些因素通過比值來反映它們之間的關(guān)系。
學生要掌握科學方法不是一朝一夕的事情,教師要根據(jù)初中學生的特定年齡所具有的思維特征,遵循循序漸進的原則,要逐步滲透這些思想方法,由簡單到復雜,讓學生逐漸領(lǐng)會這一思想方法,掌握其中的要點,并且能準確將這一方法應(yīng)用于新的科學探究學習中。
教師在物理教學中,首先要明確教材中所隱含的物理方法,在指導學生研究物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律時,潛移默化地滲透科學研究方法,長此以往不但加深對物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律的認識和理解,而且培養(yǎng)學生了科學思維習慣,提高了科學素養(yǎng)。對學生今后的發(fā)展終身受益。
(作者單位:江蘇省常州市新北區(qū)百丈中學)