巴甫洛夫認(rèn)為：“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。”為培養(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)，我們在教學(xué)中要十分重視科學(xué)方法的培養(yǎng)。近幾的中考中，科學(xué)方法的考察已逐漸成為熱點(diǎn)內(nèi)容之一。在初中物理教學(xué)中經(jīng)常用到的有觀察法、實(shí)驗(yàn)法、比較法、類比法、等效法、轉(zhuǎn)換法、控制變量法、模型法、科學(xué)推理法等。下面我們將一些重要的科學(xué)方法進(jìn)行一下分析。
一、 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(duì)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�？梢哉f任何物理實(shí)驗(yàn)，都要按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理和方法控制某些條件來研究。
比如：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻都有關(guān)系，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)難以同時(shí)研究電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，而是在分別控制導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓不變的情況下，研究導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，分別得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在動(dòng)腦與動(dòng)手、理論與實(shí)踐的結(jié)合上找到這“兩個(gè)關(guān)系”，最終得出歐姆定律I＝U/R。
又如：為了研究導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)， 控制導(dǎo)體的長度、材料和溫度不變，研究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系。
再如：為了研究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，保證壓力相同時(shí)，研究滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系。
利用控制變量法研究物理問題，注重了知識(shí)的形成過程，有利于扭轉(zhuǎn)重結(jié)論、輕過程的傾向，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。
二、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(yùn)動(dòng)等規(guī)律，使之轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟知的看得見、摸得著的宏觀現(xiàn)象來認(rèn)識(shí)它們。這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法”。
比如：空氣看不見、摸不到，我們可以根據(jù)空氣流動(dòng)（風(fēng)）所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識(shí)它；分子看不見、摸不到，不好研究，可以通過研究墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)它；電流看不見、摸不到，判斷電路中是否有電流時(shí)，我們可以根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)來認(rèn)識(shí)它；磁場看不見、摸不到，我們可以根據(jù)它產(chǎn)生的作用來認(rèn)識(shí)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(zhuǎn)換成直接測得的物理量。在由其定義式計(jì)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(jì)算得出P）、電阻、密度等。
例題：分子運(yùn)動(dòng)看不見、摸不著，不好研究，但科學(xué)家可以通過研究墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)它，這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法’。下面四個(gè)研究實(shí)例，其中采取的方法與剛才研究分子運(yùn)動(dòng)的方法相同的是( )
A、利用磁感應(yīng)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(shí)，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(guān)系時(shí)，先使電阻不變?nèi)パ芯侩娏髋c電壓的關(guān)系：然后再讓電壓不變?nèi)パ芯侩娏髋c電阻的關(guān)系
D、研究電流時(shí)，將它比做水流
答：B。
三、放大法
在有些實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)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(jìn)行放大再進(jìn)行研究。
比如：音叉的振動(dòng)很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球?qū)⑵洮F(xiàn)象放大。
再如：觀察壓力對(duì)玻璃瓶的作用效果時(shí)我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個(gè)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(shí)候，我們常常將微小的量積累成一個(gè)比較大的量。
比如：在測量一張紙的厚度的時(shí)候，我們先測量100張紙的厚度，再將結(jié)果除以100，使測量的結(jié)果更接近真實(shí)的值，這就是采取的積累法。
再如：要測量出一張郵票的質(zhì)量、測量出心跳一下的時(shí)間、測量出導(dǎo)線的直徑，均可用積累法來完成。
五、類比法
在我們學(xué)習(xí)一些十分抽象的，看不見、摸不著的物理量時(shí)，由于不易理解，我們就拿出一個(gè)大家能看見的與之很相似的量來進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。
比如：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(jìn)行類比，從而得出電壓是形成電流的原因的結(jié)論。學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，聯(lián)想到：水壓迫使水沿著一定的方向流動(dòng)，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(dòng)使電路中形成了電流。抽水機(jī)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(shí)，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動(dòng)能；類似的，電流通過電燈時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 通過類比，用大家熟悉的水流、水壓的直觀認(rèn)識(shí)，使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識(shí)躍然紙面，栩栩如生。
再如：我們學(xué)習(xí)分子動(dòng)能的時(shí)候與物體的動(dòng)能進(jìn)行類比；學(xué)習(xí)功率時(shí)，將功率和速度進(jìn)行類比。
例題： 某同學(xué)在學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)時(shí)，在老師的引導(dǎo)下，聯(lián)想力學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行比較并找出了一些相類似的規(guī)律，其中不準(zhǔn)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(jī)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(jī)工作時(shí)消耗水能；類似地，電燈發(fā)光時(shí)消耗電能
D、水流通過渦輪時(shí)，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動(dòng)能：類似地，電流通過電燈時(shí)，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能
答：C
六、理想化物理模型
實(shí)際現(xiàn)象和過程一般都十分復(fù)雜的，涉及到眾多的因素，采用模型方法對(duì)學(xué)習(xí)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(diǎn)。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運(yùn)用條件和運(yùn)用范圍。比如：
液柱：在求液體對(duì)豎直的容器底的壓強(qiáng)的時(shí)候，我們就選了一個(gè)液柱作為研究的對(duì)象簡化，簡化后的模型依然保留原來的特點(diǎn)和知識(shí)。
光線：在我們學(xué)習(xí)光線的時(shí)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(shí)線來表示就是將問題簡化，利用了理想化模型。
勻速直線運(yùn)動(dòng)：生活中很少有一個(gè)物體真正的做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在我們研究問題的時(shí)候勻速直線運(yùn)動(dòng)只是一個(gè)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(nèi)藶榈囊肓艘粭l線，將我們研究的問題簡化。
例題：在我們學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過程中，運(yùn)用物理模型進(jìn)行研究的是( )
A、建立速度概念 B、研究聲音的產(chǎn)生
C、用磁感應(yīng)線描述磁場 D、分析物體的質(zhì)量
答：C。
七、科學(xué)推理法
當(dāng)你在對(duì)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行解釋的時(shí)候就是在進(jìn)行推理，或說是在做出推論，例如當(dāng)你家的狗在叫的時(shí)，你可能會(huì)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(shí)經(jīng)驗(yàn)，即有陌生人來時(shí)狗會(huì)叫結(jié)合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案。
比如：在進(jìn)行牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)我們把物體在越光滑的平面運(yùn)動(dòng)的就越遠(yuǎn)的知識(shí)結(jié)合起來我們就推理出，如果平面絕對(duì)光滑物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
再如：在做真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)空氣越少，傳出的聲音就越小時(shí)，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(shí)，一個(gè)力與兩個(gè)力使彈簧發(fā)生的形變是等效的，那么這一個(gè)力就替代了兩個(gè)力，這就叫等效替代法。
又如：在研究串、并聯(lián)電路的總電阻時(shí)，也用到了這樣的方法。
再如：在平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)中我們利用兩個(gè)完全相同的蠟燭，驗(yàn)證物與像的大小相同，因?yàn)槲覀儫o法真正的測出物與像的大小關(guān)系，所以我們利用了一個(gè)完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體像的大小。
九、歸納法
歸納法是通過樣本信息來推斷總體信息的技術(shù)。要做出正確的歸納，就要從總體中選出樣本，這個(gè)樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時(shí)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，就放心的買上一大串。
比如：我們從銅能導(dǎo)電、銀能導(dǎo)電、鋅能導(dǎo)電等現(xiàn)象中歸納出金屬能導(dǎo)電。
又如：在阿基米德原理中，為了驗(yàn)證F�。紾排，我們分別利用石塊和木塊做了兩次實(shí)驗(yàn)，歸納、整理均得出F浮＝G排，于是我們驗(yàn)證了阿基米德原理的正確性。
再如 ：在驗(yàn)證杠桿的平衡條件中，我們反復(fù)做了三次實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證“動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂”；在驗(yàn)證導(dǎo)體的電阻與什么因素有關(guān)的時(shí)候，經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)我們得出了導(dǎo)體的電阻與長度、材料、橫截面積、溫度有關(guān)，也是將實(shí)驗(yàn)的結(jié)論整理到一起后歸納總結(jié)得出的。
十、比較法
當(dāng)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(jìn)行比較的事物和物理量很多，對(duì)不同或有聯(lián)系的兩個(gè)對(duì)象進(jìn)行比較，我們主要從中尋找它們的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)，從而進(jìn)一步揭示事物的本質(zhì)屬性。
比如：比較蒸發(fā)和沸騰的異同點(diǎn)。
又如：比較汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn)。
再如：電壓表和電流表的使用。
利用比較法不僅加深了對(duì)它們的理解和區(qū)別，使同學(xué)們很快地記住它們，還能發(fā)現(xiàn)一些有趣的東西。
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