初中物理科学探究方法的归纳

吴玉茹

摘 要： 新课程要求在突出科学探究内容的同时，重视研究方法指导。科学探究方法是连接知识和能力的纽带，为培养学生创新精神与实践能力提供了广阔的施展空间。物理蕴含大量的科学方法，我们必须给予足够重视，并渗透到教学活动中，适时向学生介绍、点拨，不仅有利于学生理解和掌握物理概念和规律，更有利于学生探究思维培养和创新能力提高。在平常教学过程中渗透科学探究方法至关重要。考查科学探究物理问题的方法，成为今后中考的热点。本文结合作者教学实践归纳初中物理科学探究方法。

关键词： 科学探究方法 初中物理 归纳

“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，学生只有真正掌握了研究方法，才能有效解决实际问题，真正提高创新意识和能力。以下介绍初中物理常用的科学探究方法。

一、微小量放大法

微小量放大法：物理实验中常遇到一些微小量的测量。为提高测量精度，常需要采用合适的放大方法，选用相应的测量装置将被测量进行放大后再进行测量。常用的放大法有累计放大法、形变放大法、光学放大法等。

1.累计放大法（叠加放大法）：在被测量能够简单重叠的条件下，将它延展若干倍再进行测量的方法。如测量一张纸的厚度时，我们先测量100张纸的厚度再将结果除以100，这样使测量的结果更接近真实的值。要测量出一张邮票的质量，心跳一下的时间，导线的直径，均可用累计放大法完成。累计放大法的优点是在不改变测量性质的情况下，将被测量扩展若干倍后再进行测量，从而增加测量结果的有效数字位数，减小测量的相对误差。在使用累计放大法时，应注意两点：一是扩展过程中被测量不能发生变化；二是扩展过程中应努力避免引入新的误差因素。

2.形变放大法：形变是力作用的效果，在力学中形变的基本表现形式为体积、长度、角度的改变。而显示形变的方法可用力学的方法，也可用电学、光学的方法。如体积的变化，由液柱的长度变化显示。

3.光学放大法：常用的光学放大法有两种：一种是使被测物通过光学装置放大视角形成放大像，便于观察判别，从而提高测量精度，如放大镜、显微镜、望远镜等。另一种是使用光学装置将待测微小量进行间接放大，通过测量放大了的量获得微小量。如测量微小长度和微小角度变化的光杠杆镜尺法，就是一种常用的光学放大法。

二、建立理想模型法

建立理想模型法：通过建立模型揭示原型的形态、特征和本质的方法。实际现象和过程一般都十分复杂，涉及众多因素，把某一类具体事物抽象为某个物理概念，采用模型方法可起到简化的作用。忽略次要因素，从复杂事物中抽象出理想模型，合理近似反映研究事物的本质特征。使用这种方法的根本目的在于使人们能集中全力掌握研究对象在某些方面表现出的本质特征或运动规律。事实证明，这是一种研究物理问题的有效方法，也是我们理解有关物理知识的基础。

在初中物理课本中，应用这种方法的有：光线、力的图示、力的示意图、将撬棒看做杠杆、单摆磁感应线、电路图……

三、科学推理法

科学推理法：物理学中，常常有难以达到条件的时候，这时，我们常常需要将实验想象为理想情况达到目的，在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律。科学推理法是研究物理规律的一种重要思想方法，能体现物理学本质的一种方法。它以大量的可靠事实为基础，以真实的实验为原形，在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理推理，得出物理规律，达到认识事物本质的目的。

初中物理课本中，应用这种方法的有：斜面实验、推导出声音不能在真空中传播、推导出牛顿第一定律、推导出电荷的种类……

四、等效替代法

等效替代法：在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程研究和处理的方法。

等效替代法是常用的科学思维方法。掌握等效替代法及应用，体会物理等效思想的内涵，有助于提高考生的科学素养，命题愈加明显地渗透着物理思想、物理方法的考查，等效思想和方法作为一种迅速解决物理问题的有效手段，仍将体现于中考命题的突破过程中。

在初中物理课本中，应用这种方法的有：

1.在平面镜成像实验中，我们利用完全相同的另一根蜡烛等效替代物体的大小，从而验证物与像的大小相同。（“蜡烛”替代“蜡烛”）

2.在研究合力时，一个力与另两个力使弹簧发生的形变是等效的，那么这一个力就可以等效替代了另两个力。（“力”替代“力”）

3.在托里拆利实验中，我们用汞柱产生的压强等效替代大气压强。（“压强”替代“压强”）

4.在研究串、并联电路的总电阻时，在保证总电流相同的前提下，用总电阻替代串联或并联的其他所有电阻。（“电阻”替代“电阻”）

五、控制变量法

控制变量法：物理学或生物学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后综合解决。它是科学探究中的重要思想方法，广泛运用于各种科学探索和科学实验研究中。控制变量法是中学物理中最常用的方法，也是中考出题最多的方法。

在初中物理课本中，应用这种方法的有：

1.研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系（声学）。

2.蒸发的快慢与哪些因素有关（热学）。

3.影响滑动摩擦力大小的因素；影响液体内部压强大小的因素；影响液体浮力大小的因素；影响压力作用效果（压强）大小的因素；影响动能（重力势能）大小的因素（力学）。

4.影响导体的电阻大小的因素有关；电流与电压、电阻的关系；影响电功大小的因素；影响电流热效应大小的因素（电学）。

5.影响电磁铁磁性大小的因素（磁学）。

六、转换法

转换法：物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象认识或用易测量的物理量间接测量。初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。

1.有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、摸得着的宏观现象认识它们，这是一种转换法的体现。注意：前后两者本质是相同或有联系的。

例如：（1）光沿直线传播——影子的形成；

（2）一些物体受到力的作用——物体发生形变或运动状态；

（3）分子运动看不见、摸不到——研究墨水的扩散现象；

（4）电流周围存在着磁场——指南针指南北。

2、有一些物理量不容易直接测得，而我们可以通过观察其他物理量。

例如：（1）研究压力作用效果与哪些因素有关时，将压力的作用效果——海绵的凹陷程度；

（2）研究液体压强的特点时，将液体压强大小——U型管液面高度差；

（3）研究动能大小与哪些因素有关时，将小球的动能大小——木块被推动的距离远近；

（4）研究电磁铁的磁性强弱时，将电磁铁的磁性强弱——电磁铁吸引铁钉的多少。

七、类比法

类比法：也叫“比较类推法”，指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。其结论必须由实验检验，类比对象间共有的属性越多，则类比结论的可靠性越大。

类比法的特点是“先比后推”。“比”是类比的基础，既要共同点又要不同点。对象之间的共同点是类比法是否能够施行的前提条件，没有共同点的对象之间是无法进行类比推理的。在物理教学中，类比法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。注意：类比法的两个对象只有一个是研究对象，并且前后两者往往是本质不相同、没有直接联系的。

例如：研究：电流的形成、电压的作用；类比：水流的形成，水压对水流的作用；

研究：电源是提供电压的装置；类比：抽水机是提供水压的装置；

研究：功率的定义或密度的定义；类比：速度的定义。

有时在研究某些物理知识或物理规律时，往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时，我们同时用到了转换法（把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小得到电阻的大小）和控制变量法（在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积）等方法。可见，物理的科学方法无法细致分类，只能根据题意看题中强调的是哪一过程，分析解答。

总之，考生要养成良好思维习惯，在解决问题时要尝试运用各种物理研究方法，不断提高科学素质，这既是中考热点又是为了实现课程改革目标。

参考文献：

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