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应重视上海初中物理教材中方法论的教学

《物理课程标准》要求,在突出科学探究内容的同时,重视研究方法的指导(包括实验方法和科学思维方法),使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中,逐渐拓宽视野,发散思维途径,初步掌握解决物理问题的研究方法。为此,不仅在教学要求中明确、具体地提出来,而且在中考试题中加强了对物理研究方法的考查,使物理研究方法的重要性在平常教学中得到重视。  上海初中物理教材
  一、 控制变量法
  控制变量法——就是把多因素影响某一物理量的问题,通过控制其他因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的研究方法。这种方法在实验数据的表格上反映为:某两次实验只有一个条件不相同,若两次实验结果不同,则与该条件有关,否则无关。反过来,若要研究的物理量与某一因素是否有关,只让该因素不同,而其他因素都相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法,教材中涉及这种方法的内容较多。例如,根据生活经验分析影响蒸发快慢的几个因素;实验研究电流与电压、电阻的关系等。在教材中还有:(1)探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。(2)研究液体内部压强的规律。(3)探究压力作用效果与哪些因素有关。(4)研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关。(5)研究电流做功多少与哪些因素有关。  上海初中物理教材
  二、转换法
  从效果相当的角度,借助于力、热、光、电、机械等方法之间的转换,对一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量,转换成看得见、摸得着、便于研究的现象或问题,实现可观察、易观察或观察效果明显的目的。这种研究方法叫做转换法。例如,微小压强计是把压强的变化转换为连通器中两边液面高度差的变化;电流表测电流、电压表测电压以及盒式气压计等,都是把电学量、力学量转换为指针的偏转来进行观察的。
  三、等效替代法
  等效是指不同的物理现象、模型、条件或过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的,它们之间可以相互替代,而效果、结论不变。这种研究方法主要是针对一些较为复杂的问题,用一个化繁为简的替代思路,使它们的效果完全相同,从而将问题化难为易,得到解决。例如,曹冲称象的方法,把不可分割的大象,用可以加减变化的石块来替代,大象重就等于等效时(同船同水印)船中石块总重;托里拆利实验的原理是:大气压强等于它支持的水银柱的压强,计算出水银柱的压强就知道了当时的大气压强。用等效替代法使托里拆利成为最早测出大气压强的科学家。这种方法在教材中还有一些:(1)平面镜成像实验。(2)引入“合力”概念的实验。(3)“捞铁牛”的故事中,铁牛替代船中扔出的部分沙子。(4)推导串、并联电路中等效电阻。(5)做功与热传递在改变内能上是等效的。上海初中物理教材
  四、类比法
  类比就是根据博彩通两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推理它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。在建立概念时常用这种方法。例如,用水流类比电流、水压类比电压。这种方法教材中还有:(1)以运动快慢(速度)类比做功快慢(功率)。(2)用水波类比电磁波。(3)液体压强类比大气压强。(4)用水流做功类比电流做功。
  五、理想模型法
  通过建立模型来揭示事物本质或主要特征的研究方法。把研究对象具有的特征理想化,突出研究对象主要特征或某些方面特征,忽略其他方面特征或次要特征。目的在于集中研究对象某些方面本质特征或运动规律。例如,光线、力的图示、电路图、手摇发电机、分析浮力产生的原因、牛顿第一定律实验条件等。上海初中物理教材
  六、比较法
  通过对实验条件、过程、现象、结论等进行观察、对比、分析,找出研究对象的相同点和不同点,是初中物理的常用方法,凡是观察或实验,都要用比较法。例如,研究物体浮沉条件时,用重力相同的铅盒与铅团作比较;研究物体吸热本领时,用形状相同的黑白物体作比较。《物理课程标准》要求,在突出科学探究内容的同时,重视研究方法的指导(包括实验方法和科学思维方法),使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中,逐渐拓宽视野,发散思维途径,初步掌握解决物理问题的研究方法。为此,不仅在教学要求中明确、具体地提出来,而且在中考试题中加强了对物理研究方法的考查,使物理研究方法的重要性在平常教学中得到重视。  上海初中物理教材
  一、 控制变量法
  控制变量法——就是把多因素影响某一物理量的问题,通过控制其他因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的研究方法。这种方法在实验数据的表格上反映为:某两次实验只有一个条件不相同,若两次实验结果不同,则与该条件有关,否则无关。反过来,若要研究的物理量与某一因素是否有关,只让该因素不同,而其他因素都相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法,教材中涉及这种方法的内容较多。例如,根据生活经验分析影响蒸发快慢的几个因素;实验研究电流与电压、电阻的关系等。在教材中还有:(1)探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。(2)研究液体内部压强的规律。(3)探究压力作用效果与哪些因素有关。(4)研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关。(5)研究电流做功多少与哪些因素有关。  上海初中物理教材
  二、转换法
  从效果相当的角度,借助于力、热、光、电、机械等方法之间的转换,对一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量,转换成看得见、摸得着、便于研究的现象或问题,实现可观察、易观察或观察效果明显的目的。这种研究方法叫做转换法。例如,微小压强计是把压强的变化转换为连通器中两边液面高度差的变化;电流表测电流、电压表测电压以及盒式气压计等,都是把电学量、力学量转换为指针的偏转来进行观察的。
  三、等效替代法
  等效是指不同的物理现象、模型、条件或过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的,它们之间可以相互替代,而效果、结论不变。这种研究方法主要是针对一些较为复杂的问题,用一个化繁为简的替代思路,使它们的效果完全相同,从而将问题化难为易,得到解决。例如,曹冲称象的方法,把不可分割的大象,用可以加减变化的石块来替代,大象重就等于等效时(同船同水印)船中石块总重;托里拆利实验的原理是:大气压强等于它支持的水银柱的压强,计算出水银柱的压强就知道了当时的大气压强。用等效替代法使托里拆利成为最早测出大气压强的科学家。这种方法在教材中还有一些:(1)平面镜成像实验。(2)引入“合力”概念的实验。(3)“捞铁牛”的故事中,铁牛替代船中扔出的部分沙子。(4)推导串、并联电路中等效电阻。(5)做功与热传递在改变内能上是等效的。上海初中物理教材
  四、类比法
  类比就是根据博彩通两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推理它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。在建立概念时常用这种方法。例如,用水流类比电流、水压类比电压。这种方法教材中还有:(1)以运动快慢(速度)类比做功快慢(功率)。(2)用水波类比电磁波。(3)液体压强类比大气压强。(4)用水流做功类比电流做功。
  五、理想模型法
  通过建立模型来揭示事物本质或主要特征的研究方法。把研究对象具有的特征理想化,突出研究对象主要特征或某些方面特征,忽略其他方面特征或次要特征。目的在于集中研究对象某些方面本质特征或运动规律。例如,光线、力的图示、电路图、手摇发电机、分析浮力产生的原因、牛顿第一定律实验条件等。上海初中物理教材
  六、比较法
  通过对实验条件、过程、现象、结论等进行观察、对比、分析,找出研究对象的相同点和不同点,是初中物理的常用方法,凡是观察或实验,都要用比较法。例如,研究物体浮沉条件时,用重力相同的铅盒与铅团作比较;研究物体吸热本领时,用形状相同的黑白物体作比较。
  以上几种方法是初中物理教学中常用的研究方法,尽管还不是很全面、系统,但已是研究方法的主要部分,为学生构建方法论思想,进行方法论教育提供了良好素材。研究方法不仅对实验教学而且对其他学科都产生了深远的影响。对提高学习效率,培养科学态度,形成科学世界观和科学观奠定了基础,值得我们重视
 
  以上几种方法是初中物理教学中常用的研究方法,尽管还不是很全面、系统,但已是研究方法的主要部分,为学生构建方法论思想,进行方法论教育提供了良好素材。研究方法不仅对实验教学而且对其他学科都产生了深远的影响。对提高学习效率,培养科学态度,形成科学世界观和科学观奠定了基础,值得我们重视

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