初中物理教材常用的物理学研究方法例谈

2019-09-17张发云

读写算 2019年16期

张发云

摘要义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程。文章以2013教育部审定人教版义务教育教科书《物理》中所涉及的常用研究方法进行列举，将“教材内容”转化为“教学内容”，以提高教师基于物理学科核心素养的教学站位。

关键词初中;物理教材;常用;研究方法

中图分类号：H32/37，C3 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2019）16-0072-01

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程，让学生经历实验探究过程，学习科学知识和科学探究方法，提高分析问题及解决问题的能力。教学中借助于必要的教学素材渗透物理研究方法，从而使学生具有终身发展的关键能力。现就2013教育部审定人教版义务教育教科书《物理》中所涉及的常用研究方法进行归类，以提高教师基于物理学科核心素养的教学站位。

方法一控制变量法

定义：物理学中对于多因素（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，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。

举例：研究蒸发的快慢与哪些因素的有关时，控制温度、液体表面积一定，改变液体表面空气流动速度，得出蒸发的快慢与液体表面空气流动速度的关系，多次控制不同的变量，逐步得出蒸发的快慢与温度、液体表面积的关系;研究电流与电压、电阻的关系时，控制电压一定，改变电阻，得出电流与电阻的关系，再次控制不同变量，得出电流与电压的关系等。

方法二转换法

定义：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去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。

举例：测不规则小石块的体积转换成测小石块排开水的体积;测量滑动摩擦力转换成测拉力的大小;大气压强的测量转换成求被大气压托起的水银柱的压强;通过电流的效应来判断电流的存在;通过磁场的效应来证明磁场的存在;研究电热与电流、电阻的因素时，将电热的多少转换成观察液柱上升的高度;研究动能与什么因素有关，将动能的大小转换成观察小球运动的远近等。

方法三等效替代法

定义：在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法，这就是等效替代法。

舉例：研究串、并联电路的总电阻，用一个等效电阻替代总电阻;研究平面镜成像特点，用完全相同的另一根蜡烛等效替代蜡烛的像等。

方法四归纳法

定义：由一定程度的关于个别事物的观点过渡到范围较大的观点，由特殊具体的事例推导出一般原理、原则的解释方法，这就是归纳法。

方法五理想化物理模型法

定义：实际现象和过程一般都十分复杂的，涉及到众多的因素，采用模型方法对学习和研究起到简化的作用，这就是理想化物理模型法。

举例：求液体对竖直的容器底的压强的时候，选一个液柱作为研究的对象简化;学习光线，使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化;研究连通器的特点，在某一位置取了一个液面，研究该液面所受到的压强和压力，将问题简化;磁感线是不存在的一条线，为了便于研究磁场人为的引入了一条线，将问题简化;力的示意图、杠杆、原子核式结构等均用到理想化物理模型法等。

方法六图像法

定义：利用图象这种特殊且形象的数学语言工具，来表达各种现象的过程和规律，这种方法称为图象法。

举例：速度-时间图象;晶体熔化和凝固过程时间-温度图象;重力-质量图像;电流-电压图像等。

方法七类比法

定义：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，这就是类比法。

举例：分子动能与物体的动能进行类比;研究串并联电路电流、电压关系，电流类比水流，电压类比水压;探究分子间的作用力用弹簧来类比等。

方法八放大法

定义：物理实验中常遇到一些微小物理量的测量。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，这就是放大法。常用的放大法有累计放大法、形变放大法、光学放大法等。

方法九累积法

定义：把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法，将小量变大量，不仅可以便于测量，而且还可以提高测量的准确程度，减小误差，这种方法就是累积法。

方法十比较法

定义：通过观察、分析，找出研究对象的相同点和不同点，这就是比较法，也叫对比法。