如何让学生区分物理探究的各种方法

【作业】--滕保才/初中物理3班/临颍县

在初中物理的教学中，实验探究既是学生的学习目标，又是重要的教学内容之一。在探究科学规律的过程中，学生通过动手动脑，体验到科学探究的乐趣，学习科学的探究方法，领悟科学的思想和精神，掌握科学学习的策略和科学的思维方法，从而提高了他们的科学素质。要想使物理教学达到新课程标准确定的目标，我们必须重视物理教学科学方法，把它们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、体会科学方法，逐步提高学生科学探究能力，掌握一些科学方法，为学生的终生学习打下良好的基础。物理实验的教学中一些常用的探究方法。

一、 控制变量法

影响物理研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的。所以要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，必须人为的制造一些条件，便于问题的研究。控制变量法是实验教学中常用的探究这类问题的科学方法。当一个物理量与几个因素有关时，我们一般是分别研究这个物理量与各个因素之间的关系，再进行综合分析得出结论。这样就必须在研究物理量同其中一个因素之间的关系时，将另外几个因素人为地控制起来，使它们保持不变，以便观察和研究该物理量与这个因素之间的关系。这就是“控制变量法”。 在初中物理教学中有许多概念或规律的探索过程，都要用到控制变量法。如，在探究声音怎样从发声的物体传到远处的？让一个学生在桌子一端敲击桌面，另个学生在另一端听声音，一次贴在桌面上听，一次只是贴近桌面。发现两次都可以听到声音，引导学生分析这两次声音分别是通过桌子和空气传来的，从而说明声音要靠介质传播。同时让学生比较两次听到的声音大小，从而认识到声音在固体中比在空气中传播得快，即固体的传声能力强。这里，一定要强调实验中需要控制的变量就是听声音的距离和敲击桌面的力度要相同，使学生体验到控制变量的思想。

初中物理用到控制变量法的实验还有：蒸发的快慢与哪些因素有关？导体的电阻大小与哪些因素有关？导体中的电流与导体两端电压和导体的电阻的关系，电热的的大小与哪些因素有关？影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？力的作用效果与哪些因素有关？影响滑动摩擦力大小的因素有哪些？影响压力作用效果的因素有哪些？研究液体的压强与哪些因素有关？研究浮力的大小与哪些因素有关？研究动能或势能的大小与哪些因素有关？研究物体吸引热量的多少与哪些因素有关等等。

控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观物理规律的科学方法。通过控制变量法，可以让我们很方便的研究出某个物理量与多个因素之间的定性或定量关系，从而能得出普遍的规律。

二、等效替代法

“曹冲称象”运用的就是一种等效替代的思想，他是用石头替代了大象，巧妙地测出了大象的重力。当测量器材无法直接测量某个物理量时，就要设法用可以直接测量的物理量来取代不能直接测量的物理量。如测量不规则容器的容积时，只需要把该装满水，测量水的体积即为该容器的容积。又如，测量不规则固体的体积，就是利用物体浸没在液体中时，物体体积与物体排开的液体的体积相等的原理。但采用此方法时，要注意的是直接测量的与不能直接测量的物理量之间要有内在的联系。

等效替代物理实验成功的根本的、重要的方法，物理学中的相关定律、定理、公式、原理都是以替代思维成立的基础为出发点的。还有许多物理量的测量都用到了等效替代法。但采用此方法时，要注意的是直接测量的与不能直接测量的物理量之间要有内在的联系。

三、转换法

转换法就是在保证效果相同的前提下，将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。如：在研究电热的功率与电阻关系的实验中，电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较，而我们通过转换为让煤油吸热，观察煤油温度变化情况，从而推导出那个电阻放热多。进而再问该实验能否不用煤油而改用其它方式来观察电阻通电后的发热情况？这样促使学生思维得以发散，转换的思维方法得到训练，设计实验的能力也随着提高了。

初中物理用到转换法的中还有很多。研究物体升温吸热的多少与哪些因素有关时，可通过观察放入其中的相同电热器加热时间的长短来判断吸热多少。利用扩散现象来研究分子的运动及分子运动的快慢。研究动能或势能大小时通过观察运动的小球推动纸盒移动距离的大小或是木桩被打入地下的深度，来推断动能和势能的大小。研究力、电流、磁场时，由于它们都是看不见摸不着的东西，我们可以利用力所产生的效果、电流产生的各种效应、磁场的基本性质来研究它们。转换法可以通过转换研究对象、空间角度、物理规律、物理模型、思维角度、物理过程、物理状态、时间角度等达到化繁为简，化难为易，间接地解决问题。这对于学生的想象设计能力和创造性思维品质的培养是大有益处的