時(shí)間:2023-06-25 16:03:13
序論:寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇初中物理等效替代法范文,愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
科學(xué)方法是連接知識(shí)和能力的紐帶。“掌握一種科學(xué)方法勝過(guò)解答十個(gè)問(wèn)題。”對(duì)研究方法的學(xué)習(xí)和考查體現(xiàn)著一種新的教學(xué)理念,同學(xué)們只有真正掌握了研究方法,才能有效解決實(shí)際問(wèn)題,真正提高自己的創(chuàng)新意識(shí)和能力。
《新課程標(biāo)準(zhǔn)》要求,在突出科學(xué)探究?jī)?nèi)容的同時(shí),重視研究方法的指導(dǎo),使學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究、學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中,逐漸拓寬視野,初步領(lǐng)悟到科學(xué)研究方法的真諦。因此初中物理論文初中物理論文,考查研究物理問(wèn)題的方法,成為當(dāng)前和今后中考的熱點(diǎn)。
初中物理常用的研究方法有:控制變量法、等效替代法、轉(zhuǎn)換法、推理法、模型法、類(lèi)比法等。
一、控制變量法
所謂控制變量法,就是在研究和解決問(wèn)題的過(guò)程中,對(duì)影響事物變化規(guī)律的因素和條件加以人為控制,只改變某個(gè)變量的大小,而保證其它的變量不變,最終解決所研究的問(wèn)題。控制變量法是中學(xué)物理中最常用的方法,也是中考出題最多的方法。
在初中物理課本中,應(yīng)用這種方法的實(shí)驗(yàn)有:
理想斜面實(shí)驗(yàn)、探究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素、探究影響壓力的作用效果的因素、探究影響液體壓強(qiáng)大小的因素、探究影響浮力大小的因素、蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關(guān)、探究影響滑輪組的機(jī)械效率的因素、探究影響動(dòng)能大小的因素、探究影響重力勢(shì)能大小的因素、探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素、驗(yàn)證歐姆定律、探究影響電流做功多少的因素、探究影響電流的熱效應(yīng)的因素、探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、比熱容概念的引入等
二、等效替代法
在物理實(shí)驗(yàn)中有許多物理特征、過(guò)程和物理量要想直接觀(guān)察和測(cè)量很困難,這時(shí)往往把所需觀(guān)測(cè)的變量換成其它間接的可觀(guān)察和測(cè)量的變量進(jìn)行研究,這種研究方法就是等效法。
等效替代法是常用的科學(xué)思維方法。等效是指不同的物理現(xiàn)象、模型、過(guò)程等在物理意義、作用效果或物理規(guī)律方面是相同的。它們之間可以相互替代,而保證結(jié)論不變。等效的方法是指面對(duì)一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題,提出一個(gè)簡(jiǎn)單的方案或設(shè)想,而使它們的效果完全相同,從而將問(wèn)題化難為易,求得解決。
初中物理課本中應(yīng)用這種方法的有:
1、探究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)用另一支蠟燭在玻璃板后面去等效像2、等效電路 3、串并聯(lián)總電阻 4、多個(gè)分力與合力等效 5、物體的重心等論文參考文獻(xiàn)格式。
三、轉(zhuǎn)換法
對(duì)于不易研究或不好直接研究的物理問(wèn)題,而是通過(guò)研究其表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象、效應(yīng)、作用效果間接研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。
初中物理中應(yīng)用了這種方法的有:
1.研究物體內(nèi)能與溫度的關(guān)系(我們無(wú)法直接感知內(nèi)能的變化,只能轉(zhuǎn)換成測(cè)出溫度的改變來(lái)說(shuō)明內(nèi)能的變化);
2.在研究電熱與電流、電阻的關(guān)系時(shí),將電熱的多少轉(zhuǎn)換成溫度計(jì)液柱上升的高度;
3.我們?cè)谘芯侩姽εc什么因素有關(guān)的時(shí)候,將電功轉(zhuǎn)換成砝碼上升的高度;
4.在我們回答動(dòng)能與什么因素有關(guān)時(shí),我們將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為小木塊在平面上被推動(dòng)的距離,距離越遠(yuǎn)則動(dòng)能越大。
5.證明聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的,敲擊音叉后放入水中,水花四濺。
注意:等效法與轉(zhuǎn)換法很相似,它們的區(qū)別是“等效替代法” 中相互替代的兩個(gè)量種類(lèi)相同,大小相等 ,而“轉(zhuǎn)換法”中的兩個(gè)物理量有因果關(guān)系,并且性質(zhì)往往發(fā)生了改變?nèi)?/p>
轉(zhuǎn)換法: 電流大小用燈泡亮度體現(xiàn); 磁場(chǎng)的強(qiáng)弱用小磁針偏轉(zhuǎn)的幅度體現(xiàn)
等效替代法: 分力相疊加是合力 ;小石塊體積用排開(kāi)水的體積代替
四、理想模型法
實(shí)際現(xiàn)象和過(guò)程一般都十分復(fù)雜,涉及到眾多因素,采用模型方法可起到簡(jiǎn)化和純化的作用.忽略次要因素,從復(fù)雜事物中抽象出理想模型,合理近似的反應(yīng)所研究事物的本質(zhì)特征,這種研究問(wèn)題的方法叫理想模型法.
在初中物理課本中,應(yīng)用這種方法的有
1.光線(xiàn)(光線(xiàn)是看不見(jiàn)的,我們使用一條看得見(jiàn)的實(shí)線(xiàn)來(lái)表示,就將問(wèn)題簡(jiǎn)化利用了理想化模型)
2.磁感線(xiàn)
3.電路圖是實(shí)物電路的模型
4.力的示意圖或力的圖示是實(shí)際物體和作用力的模型。
5.實(shí)驗(yàn)室常用手搖交流發(fā)電機(jī)及掛圖來(lái)研究交流發(fā)電機(jī)的原理和工作過(guò)程
6.研究連通器原理時(shí)用到液片模型。
7.研究肉眼觀(guān)察不到的原子結(jié)構(gòu)時(shí)建立原子核式結(jié)構(gòu)模研究肉眼觀(guān)察不到的原子結(jié)構(gòu)時(shí)建立原子核式結(jié)構(gòu)模型。
五、科學(xué)推理法
推理法是根據(jù)已知物理現(xiàn)象和規(guī)律,通過(guò)想象和推理對(duì)未知的現(xiàn)象做出科學(xué)的推理和預(yù)見(jiàn).推理法是在觀(guān)察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,忽略次要因素初中物理論文初中物理論文,進(jìn)行合理的推理,得出結(jié)論,達(dá)到認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的目的。理想實(shí)驗(yàn)是研究物理規(guī)律的一種重要的思想方法,它以大量的可靠的事實(shí)為基礎(chǔ),以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)為原形,通過(guò)合理的推理得出物理規(guī)律.
在初中物理課本中,應(yīng)用這種方法的有
1、聲音不能在真空中傳播用推理法得出
2、研究物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與力的關(guān)系時(shí),推理得出慣性定律。
六.類(lèi)比法
類(lèi)比法是指將兩個(gè)相似的事物做對(duì)比,從已知對(duì)象具有的某種性質(zhì)推出未知對(duì)象具有相應(yīng)性質(zhì)的方法.類(lèi)比法在物理中有廣泛的應(yīng)用。所謂類(lèi)比,實(shí)際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理。它是根據(jù)兩個(gè)(或兩類(lèi))對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維。在物理教學(xué)中,類(lèi)比方法可以幫助理解較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和較難的物理知識(shí)。
在初中物理課本中,應(yīng)用這種方法的有
1、用水流類(lèi)比電流 2、用水壓類(lèi)比電壓 3、用水波類(lèi)比聲波 4、用太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu)類(lèi)比原子的結(jié)構(gòu)。
總之,大家要養(yǎng)成良好思維習(xí)慣,在解決問(wèn)題時(shí)要嘗試運(yùn)用各種物理研究方法,不斷提高科學(xué)素質(zhì),這既是中考熱點(diǎn)也是以實(shí)現(xiàn)課程改革的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:中考試題;初中物理;研究方法
一、控制變量法
所謂控制變量法就是指一個(gè)物理量受到多個(gè)物理因素的影響和制約。那么在討論這個(gè)物理量與其中某個(gè)因素的關(guān)系時(shí),只讓這個(gè)因素發(fā)生變化,需要先控制其他幾個(gè)因素不變,確定相關(guān)物理量之間的關(guān)系,這種方法叫控制變量法。比如在“探究影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中。學(xué)生猜想:①可能跟電流大小有關(guān);②可能跟線(xiàn)圈匝數(shù)多少有關(guān)。要驗(yàn)證猜想①跟電流大小有關(guān),只改變通過(guò)電磁鐵線(xiàn)圈中電流的大小,要控制線(xiàn)圈的匝數(shù)不變;要驗(yàn)證猜想②可能跟線(xiàn)圈匝數(shù)多少有關(guān),就應(yīng)該只改變電磁鐵線(xiàn)圈的匝數(shù),而要控制通過(guò)電磁鐵線(xiàn)圈電流大小不變。最后我們利用電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量來(lái)分析判斷出它們之間的關(guān)系。
初中物理涉及的實(shí)驗(yàn)主要有:
1.探究影響液體蒸發(fā)快慢的因素有哪些;
2.探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān);
3.探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān);
4.探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān);
5.探究液體浮力的大小與哪些因素有關(guān);
6.探究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān);
7.探究動(dòng)能、重力勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān);
8.探究物體溫度升高(或降低)時(shí),吸收(或放出)的熱量與哪些因素有關(guān);
9.探究研究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體電阻的關(guān)系;
10.探究探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素;
11.探究研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān);
12.探究探究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)。
二、轉(zhuǎn)換法
在物理學(xué)中對(duì)一些不易觀(guān)察的物理現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通常用一些較直觀(guān)、易觀(guān)察的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí),或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量,這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。在初中物理概念、規(guī)律學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常應(yīng)用這種方法。比如說(shuō)電流看不見(jiàn)、摸不著,不易研究它的大小,但是我們可以通過(guò)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的三大效應(yīng)(熱效應(yīng)、磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng))來(lái)研究它的存在及大??;磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著,我們可以通過(guò)觀(guān)察放入其中的小磁針的偏轉(zhuǎn)情況來(lái)判斷磁場(chǎng)的存在;空氣看不見(jiàn)、摸不著,我們可以根據(jù)空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的作用效果來(lái)認(rèn)識(shí)它。
三、類(lèi)比法
從兩類(lèi)不同事物之間找出某些相同或相似的量的思維方法,為了把要表述的物理事物說(shuō)得清楚明白,往往用具體的、易理解的、人們所熟知的事物來(lái)類(lèi)比那些抽象的、不易理解的、陌生的事物。比如在物理教材中用水流來(lái)類(lèi)比電流;用水壓來(lái)類(lèi)比電壓;用抽水機(jī)類(lèi)比電源;用速度概念類(lèi)比機(jī)械功率及電功率概念等。
四、等效替代法
等效替代法簡(jiǎn)稱(chēng)“等效法”,所謂“等效法”就是在特定的某種意義上,在保證效果相同的前提下,將陌生的、復(fù)雜的、難處理的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉的、容易的、易處理的一種方法。初中物理教材中,在二力的合成中用合力等效代替分力;研究串、并聯(lián)電路中電阻關(guān)系時(shí)引入等效電阻的概念;在電路分析中可以把不易分析的復(fù)雜電路簡(jiǎn)化成較為簡(jiǎn)單的等效電路。
五、建立理想模型法
為了研究的需要,把物理實(shí)體或物理過(guò)程經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象轉(zhuǎn)化為一定的模型,這種轉(zhuǎn)化忽略了一些次要因素,突出主要因素,它使物理教學(xué)簡(jiǎn)單化、形象直觀(guān)化,易于學(xué)生理解。如:磁場(chǎng)是客觀(guān)存在的一種特殊物質(zhì),而“磁感線(xiàn)”并不存在,為了描述磁場(chǎng)而引入的“磁感線(xiàn)”是假想的物理模型;光是客觀(guān)存在的,為了研究光的傳播路徑和方向而引入“光線(xiàn)”,也是“假想模型法”;用圖示的方法表示力;電路圖是實(shí)物電路的模型;“管涌”是連通器模型;杠桿模型;輪軸模型;斜面模型等等。
六、科學(xué)推理法
有些物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論或規(guī)律單憑物理實(shí)驗(yàn)是無(wú)法完成的,它需要大量可靠事實(shí)為基礎(chǔ),以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)為原形,通過(guò)大膽、科學(xué)、合理的推理得出結(jié)論,深刻地解釋物理規(guī)律的本質(zhì),是物理學(xué)研究的一種重要的思想方法。例如在進(jìn)行牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)時(shí),根據(jù)把物體放在越光滑的平面上就運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)的知識(shí),我們可以推理出:如果平面絕對(duì)光滑且不受其他摩擦阻力,物體將永遠(yuǎn)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);在做真空是否能傳聲的實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)裝置中空氣越少,傳出的聲音就越小時(shí),我們可以推理出:真空是不能傳聲的。
其實(shí)物理研究方法不僅僅是以上所談,還有觀(guān)察法、實(shí)驗(yàn)法、歸納法、累積法、微小放大法、比較法、比值法、圖像法等等。
學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究、學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中,逐漸拓寬視野,初步感受科學(xué)研究方法帶來(lái)的思維靈感火花,能夠從中領(lǐng)略物理學(xué)科的奧妙,從而感受“另類(lèi)思維”給他們帶來(lái)“柳暗花明又一村”的效果。
參考文獻(xiàn):
[1]陳兵.初中物理學(xué)習(xí)方法淺析[J].新課程,2010(12).
[2]許萬(wàn)國(guó).淺析初中物理學(xué)習(xí)方法[J].中國(guó)校外教育,2011(3).
一、控制變量法
物理學(xué)中對(duì)于多因素(多變量)的問(wèn)題,常常采用控制因素(變量)的方法,把多因素的問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題。每一次只改變其中的某一個(gè)因素,而控制其余幾個(gè)因素不變,從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物的影響,分別加以研究,最后再綜合解決,這種方法叫控制變量法。它是科學(xué)探究中的重要思想方法,廣泛地運(yùn)用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究之中。
在初中常見(jiàn)實(shí)例如:探究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長(zhǎng)短的關(guān)系等;探究影響力的作用效果的因素;探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān);探究二力平衡的條件;探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān);探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān);探究浮力的大小與哪些因素有關(guān);探究動(dòng)能(或重力勢(shì)能)與哪些因素有關(guān)等;探究影響液體蒸發(fā)快慢的因素;探究物體吸熱與物質(zhì)種類(lèi)、質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系等;探究影響電阻大小的因素;探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;探究影響電流做功多少的因素;探究影響電流的熱效應(yīng)的因素;探究電磁鐵的磁性與哪些因素有關(guān);探究影響感應(yīng)電流方向的因素;探究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流的方向、磁感線(xiàn)的方向的關(guān)系等。
二、轉(zhuǎn)換法
物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通常用一些非常直觀(guān)的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量,這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。所謂“轉(zhuǎn)換法”,主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見(jiàn)、不易見(jiàn)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)、易見(jiàn)的現(xiàn)象;將陌生、復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡(jiǎn)單的問(wèn)題;將難以測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量的方法。初中物理在研究概念規(guī)律和實(shí)驗(yàn)中多處應(yīng)用了這種方法。
在初中常見(jiàn)實(shí)例如:可以通過(guò)敲動(dòng)音叉所引起的乒乓球的彈開(kāi)來(lái)說(shuō)明發(fā)聲體在振動(dòng);影子的形成可以證明光沿直線(xiàn)傳播;月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源;物體發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變可證明此物體受到力的作用;在測(cè)量滑動(dòng)摩擦力時(shí)轉(zhuǎn)換成測(cè)拉力的大??;通過(guò)小桌陷入沙坑的深淺來(lái)比較壓力的作用效果;馬德堡半球?qū)嶒?yàn)可證明大氣壓的存在;運(yùn)動(dòng)的物體能對(duì)外做功可證明它具有能;研究影響動(dòng)能大小的因素時(shí),物體動(dòng)能的大小無(wú)法直接測(cè)量和比較,通過(guò)比較物體滾到斜面底端對(duì)其它物體做的功的多少,間接比較動(dòng)能的大小;擴(kuò)散現(xiàn)象可證明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);鉛塊實(shí)驗(yàn)可證明分子間存在著引力;霧的出現(xiàn)可以證明空氣中含有水蒸氣;用加熱時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)顯示吸收熱量的多少;研究電流時(shí)通過(guò)電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng)去研究;研究磁場(chǎng)時(shí)用放在磁場(chǎng)中的磁體會(huì)受到力的作用去研究;指南針能指南北可證明地磁場(chǎng)的存在;可以通過(guò)電磁鐵吸引鐵釘?shù)亩嗌賮?lái)顯示電磁鐵的磁性強(qiáng)弱等。
測(cè)量?jī)x器:秒表、電流表、電壓表、電阻表、彈簧測(cè)力計(jì)、氣壓計(jì)、微小壓強(qiáng)計(jì)、溫度計(jì)、托盤(pán)天平、電能表、測(cè)電筆等都是轉(zhuǎn)換法的體現(xiàn)。
三、等效替代法
等效替代法是在保證某種效果(特性和關(guān)系)相同的前提下,將實(shí)際的、復(fù)雜的物理問(wèn)題和物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為等效的、簡(jiǎn)單的、易于研究的物理問(wèn)題和物理過(guò)程來(lái)研究和處理的方法。
在初中常見(jiàn)實(shí)例如:把不易分析的復(fù)雜電路簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的等效電路;研究串、并聯(lián)電路電阻的關(guān)系時(shí)引入總電阻(等效電阻)的概念;研究同一直線(xiàn)上二力的關(guān)系時(shí)引入合力;在研究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中,用兩根完全相同的蠟燭,用未點(diǎn)燃的蠟燭等效替代另一根點(diǎn)燃的蠟燭的像,用玻璃板等效替代平面鏡等。
四、建立模型法
即將抽象的物理現(xiàn)象用簡(jiǎn)單易懂的具體模型表示。在初中常見(jiàn)實(shí)例如:研究運(yùn)動(dòng)時(shí)建立勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的模型;研究液體壓強(qiáng)時(shí)用液柱模型;研究連通器原理時(shí)用液片模型;用簡(jiǎn)單的線(xiàn)條代表杠桿;研究光現(xiàn)象時(shí)用到光線(xiàn)模型;研究磁現(xiàn)象時(shí)用到磁感線(xiàn)模型;電路圖是實(shí)物電路的模型;研究肉眼觀(guān)察不到的原子結(jié)構(gòu)時(shí)建立原子核式結(jié)構(gòu)模型等。
五、類(lèi)比法
在認(rèn)識(shí)一些物理概念時(shí),我們常將它與生活中熟悉且有共同特點(diǎn)的現(xiàn)象進(jìn)行類(lèi)比,以幫助我們理解它。在初中常見(jiàn)實(shí)例如:內(nèi)能與機(jī)械能類(lèi)比;用彈簧連接的小球類(lèi)比存在著相互作用力的分子;在研究電流時(shí),用水流進(jìn)行類(lèi)比;認(rèn)識(shí)電壓時(shí),用水壓進(jìn)行類(lèi)比;用抽水機(jī)類(lèi)比電源;原子結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)系;水波和電磁波等。
六、理想實(shí)驗(yàn)法
理想實(shí)驗(yàn)法是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)概括、抽象、推理得出規(guī)律的一種研究問(wèn)題的方法。
在初中常見(jiàn)實(shí)例如:伽利略斜面實(shí)驗(yàn);推導(dǎo)出聲音不能在真空中傳播;推導(dǎo)出牛頓第一定律;推導(dǎo)出電荷的種類(lèi)等。
七、比值定義法:
比值定義法就是用兩個(gè)基本的物理量的“比”來(lái)定義一個(gè)新的物理量的方法。
在初中常見(jiàn)實(shí)例如:速度、密度、壓強(qiáng)、功率、比熱容、熱值、電流等概念公式采取的都是這樣的方法。
八、積累法
在測(cè)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。
在初中常見(jiàn)實(shí)例如:測(cè)量一枚大頭針的質(zhì)量;測(cè)量出一張郵票的質(zhì)量;測(cè)量出心跳一下的時(shí)間;測(cè)量出導(dǎo)線(xiàn)的直徑等。
九、比較法
比較法是通過(guò)對(duì)不同的物理概念、定義或事物進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)它們之間的內(nèi)在聯(lián)系和根本區(qū)別,找出研究對(duì)象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),從而進(jìn)一步揭示事物的本質(zhì)屬性,它是認(rèn)識(shí)事物的一種基本方法。
在初中常見(jiàn)實(shí)例如:比較慣性和慣性定律的區(qū)別;比較蒸發(fā)和沸騰的特征;比較汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理;比較發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理、能量轉(zhuǎn)化;比較電壓表和電流表的使用規(guī)則等。
十、歸納法
歸納法是從個(gè)別性知識(shí),引出一般性知識(shí)的推理,是由已知真的前提,引出可能真的結(jié)論。
在初中常見(jiàn)實(shí)例如:在日常生活中了解到各種聲音都是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的,從而歸納出:一切發(fā)聲體都在振動(dòng)的結(jié)論;通過(guò)銅、鐵、鋁、銀等金屬能導(dǎo)電歸納出金屬都能導(dǎo)電等。
十一、圖象法
觀(guān)察法:是人們?yōu)榱苏J(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)和規(guī)律,有目的、有計(jì)劃地對(duì)事物進(jìn)行考察的一種方法,是人們收集獲取記載和描述感性材料的常用方法之一,是最基本最直接的研究方法。簡(jiǎn)單的講觀(guān)察法就是看仔細(xì)地看,科學(xué)觀(guān)察,它和一般的看不同,是人的眼睛在大腦的指導(dǎo)下進(jìn)行的有意識(shí)的組織的感知活動(dòng)。
實(shí)例:在學(xué)習(xí)聲音的產(chǎn)生時(shí)可讓學(xué)生觀(guān)察小紙片在揚(yáng)聲器中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),觀(guān)察正在發(fā)聲的音叉插入水中激起水花,觀(guān)察蟋蟀知了嗚叫是的情況,就會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)出聲音的物體都在振動(dòng);除此之外還有光的反射規(guī)律;光的折射規(guī)律;凸透鏡成像;滑動(dòng)摩察力與哪些因素有關(guān)水的沸騰……
模型法:建立模型法是一種高度抽象的理想客體和形態(tài)用物理模型,用物理模型可以使抽象的假說(shuō)理論加以形象化,便于想象和思考研究問(wèn)題。物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程可以說(shuō)就是一個(gè)不斷建立物理模型和用新的物理模型代替舊的或不完善的物理模型的過(guò)程。
實(shí)例:研究光現(xiàn)象時(shí)用到光線(xiàn)模型;的示意圖或力的圖示是實(shí)際物體和作用力的模型;研究肉眼觀(guān)察不到的原子結(jié)構(gòu)時(shí),建立原子核式結(jié)構(gòu)模型;研究磁現(xiàn)象是用到磁感線(xiàn)模型;力電路圖是實(shí)物電路的模型;研究發(fā)電機(jī)的原理和工作過(guò)程用掛圖及手搖發(fā)電機(jī)模型;研究?jī)?nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理用掛圖及汽油機(jī)柴油模型……
轉(zhuǎn)換法:物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通常用一些非常直觀(guān)的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量,這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。初中物理在研究概念規(guī)律和實(shí)驗(yàn)中多處應(yīng)用了這種方法。
實(shí)例:影子的形成可以證明光沿直線(xiàn)傳播;月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源;馬德堡半球?qū)嶒?yàn)可證明大氣壓的存在;霧的出現(xiàn)可以證明空氣中含有水蒸氣;奧斯特實(shí)驗(yàn)可證明電流周?chē)嬖谥艌?chǎng);指南針指南北可證明地磁場(chǎng)的存在;擴(kuò)散現(xiàn)象可證明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);鉛塊實(shí)驗(yàn)可證明分子間存在著引力……”
等效替代法:所謂等效替代法是在保證效果相同的前提下,將陌生復(fù)雜的問(wèn)題變換成熟悉簡(jiǎn)單的模型進(jìn)行分析和研究的思維方法,它在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。
實(shí)例:在研究同一直線(xiàn)上的二力的關(guān)系時(shí)引入合力的概念也是運(yùn)用了等效替代法;在電路分析中可以把不易分析的復(fù)雜電路簡(jiǎn)化成為較為簡(jiǎn)單的等效電路;研究串聯(lián)并聯(lián)電路關(guān)系時(shí)引入總電阻(等效電阻)的概念……
控制變量法:是指討論多個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)通過(guò)控制其幾個(gè)物理不變,只改變其中一個(gè)物理量從而轉(zhuǎn)化為多個(gè)單一物理量影響某一個(gè)物理量的問(wèn)題的研究方法。這種方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格上的反映為某兩次試驗(yàn)只有一個(gè)條件不同,若兩次試驗(yàn)結(jié)果不同則與該條件有關(guān),否則無(wú)關(guān)。反之,若要研究的問(wèn)題是物理量與某一因素是否有關(guān)則應(yīng)只使該因素不同,而其他因素均應(yīng)相同。實(shí)例:在研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體那些因素有關(guān)時(shí);在研究影響力的作用效果的因素;在研究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)時(shí);研究液體蒸發(fā)快慢的因素;研究液體內(nèi)部壓強(qiáng);研究動(dòng)能勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān);研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長(zhǎng)短的關(guān)系;研究物體吸收的熱量與物質(zhì)的種類(lèi)質(zhì)量溫度的變化的關(guān)系;研究電流與電壓電阻的關(guān)系;研究電功或電熱與哪些因素有關(guān);研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力與哪些因素有關(guān);研究影響感應(yīng)電流的方向的因素采用此法……
比較法:比較法是確定研究對(duì)象之間的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維過(guò)程和方法,各種物理現(xiàn)象和過(guò)程都可以通過(guò)比較確定它們的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)。比較是抽象與概括的前提,通過(guò)比較可以建立物理概念總結(jié)物理規(guī)律。因此,比較法是物理現(xiàn)象研究中經(jīng)常運(yùn)用的最基本的方法。
比較法有三種類(lèi)型:一、異中求同的比較。即比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象而找出其相同點(diǎn);二、同中求異的比較。即指比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象而找出其相異點(diǎn);三、同異綜合比較,即比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象的相同點(diǎn)相異點(diǎn)。
實(shí)例:汽車(chē)、輪船、火車(chē)飛機(jī)它們的發(fā)動(dòng)機(jī)各不相同但都是把燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能裝置;而汽油機(jī)和柴油機(jī)雖然都是內(nèi)燃機(jī)但是從它們的構(gòu)造、吸入的氣體、點(diǎn)火方式、使用范圍等方面都有不同;再如蒸發(fā)與沸騰的比較兩者的相同點(diǎn)都是汽化過(guò)程;不同點(diǎn)從發(fā)生時(shí)液體的溫度、發(fā)生所在的部位及現(xiàn)象都不同。還可以用比較法來(lái)研究質(zhì)量與體積的關(guān)系;重力與質(zhì)量的關(guān)系;重力與壓力;電功與電功率……
類(lèi)比法:所謂類(lèi)比就是“觸類(lèi)旁通”‘舉一反三”實(shí)際上是一種從特殊到特殊,從一般到一般的推理,它是根據(jù)兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出他們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維。從而可以幫助我們理解較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和較難的物理知識(shí)。類(lèi)比是一種推理方法,不同事物在屬性、數(shù)學(xué)形式及其他量描述上有相同或相似的地方就可以來(lái)用類(lèi)比推理。
關(guān)鍵詞:物理教學(xué);科學(xué)探究;研究方法
《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》在第一部分前言中有關(guān)課程性質(zhì)的敘述中明確指出:義務(wù)教育物理課程作為科學(xué)教育的組成部分,是以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程,此階段的物理課程不僅應(yīng)注重科學(xué)知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練,而且應(yīng)注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等方面的培養(yǎng)。這體現(xiàn)了新時(shí)期教學(xué)理念與傳統(tǒng)教學(xué)理念的區(qū)別,關(guān)于這一點(diǎn),很多教師和學(xué)生容易忽視,他們常常會(huì)走進(jìn)“學(xué)習(xí)物理只要學(xué)好知識(shí)就可以”的誤區(qū),從而使學(xué)生學(xué)習(xí)比較盲目,只知其一不知其二,知其然而不知其所以然。因此,探究物理問(wèn)題的方法指導(dǎo)勢(shì)在必行。下面我們一起來(lái)探討初中物理中科學(xué)探究的一些常用方法。
一、控制變量法
有很多物理問(wèn)題,影響它的因素往往有兩個(gè)或兩個(gè)以上,如果要研究這類(lèi)問(wèn)題與其中某個(gè)因素的關(guān)系時(shí),就需保持除這個(gè)因素以外其他的因素不變,這種研究問(wèn)題的方法叫做控制變量法。它是初中物理中最常用的一種方法,如初中物理(人教版)中探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)(如圖1所示),在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中為了探究壓力對(duì)滑動(dòng)摩擦力的影響,就需保持兩物體間接觸面的粗糙程度相同(如圖中甲、乙所示)。同理,為了探究接觸面的粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力的影響,就需保持壓力相同(如圖中甲、丙所示)。又如,探究影響壓強(qiáng)大小因素的實(shí)驗(yàn)、探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)、探究影響滑輪組機(jī)械效率大小因素的實(shí)驗(yàn)、探究影響動(dòng)能大小因素的實(shí)驗(yàn)、探究不同物質(zhì)吸熱本領(lǐng)是否相同的實(shí)驗(yàn)、探究影響導(dǎo)體電阻大小因素的實(shí)驗(yàn)、探究電流大小與電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)、探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)、探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)等等,都采用了“控制變量法”。
二、轉(zhuǎn)換法
換一個(gè)角度或根據(jù)它所產(chǎn)生的效應(yīng)來(lái)研究,這種研究問(wèn)題的方法叫做轉(zhuǎn)換法,又稱(chēng)轉(zhuǎn)化法。如,初中物理課本中研究分子的運(yùn)動(dòng)時(shí),由于分子本身很小,無(wú)法直接用肉眼去觀(guān)察它的運(yùn)動(dòng)情況,這時(shí)就只有通過(guò)它運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的宏觀(guān)效應(yīng),即擴(kuò)散現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行研究(如圖2所示)。又如,在研究影響動(dòng)能大小的因素時(shí)(如圖3所示)動(dòng)能的大小無(wú)法直接去測(cè)量,這時(shí)只有把動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為對(duì)物體做功的多少去進(jìn)行研究,即把鋼球動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為鋼球推動(dòng)木塊的遠(yuǎn)近,這樣來(lái)比較物體動(dòng)能的大小就很直觀(guān),也易理解。用這種方法研究的物理問(wèn)題還有很多,在此不再一一枚舉。
三、比較分析法
我們?cè)诜治鲆恍╊?lèi)似問(wèn)題時(shí),常采用此種方法,同中求異。例如,某校STS小組利用手電筒發(fā)出的光從較遠(yuǎn)的地方射向兩個(gè)同種材料制成的不同凸透鏡,結(jié)果發(fā)現(xiàn)如圖4所示的情況,可得到凸透鏡的聚光能力與凸透鏡的平凸程度和焦距的關(guān)系。除了這個(gè)問(wèn)題之外,初中物理中還有一些問(wèn)題也采用了這種方法,如研究光的反射與折射現(xiàn)象、蒸發(fā)與沸騰、電阻的串聯(lián)與并聯(lián)等等。
四、等效替代法
有時(shí)為了研究問(wèn)題的方便或條件不允許時(shí),就需在效果相同的情況下,用一個(gè)量來(lái)代替幾個(gè)量或用幾個(gè)量來(lái)代替一個(gè)量,像這種研究問(wèn)題的方法叫做等效替代法。如,我們?cè)谘芯繋讉€(gè)力的合成時(shí),就采用了這種方法(如圖5所示)。如圖甲,使拉力F1、F2共同作用于彈簧的一端,把彈簧拉長(zhǎng)到某一長(zhǎng)度,然后如圖5乙圖中用一個(gè)力F,把此彈簧拉長(zhǎng)到與甲圖一樣長(zhǎng),即拉力F作用產(chǎn)生的效果與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同,我們就把這個(gè)拉力F叫做拉力F1、F2的合力,即F等效于F1與F2共同作用。還有在研究電阻的串、并聯(lián)時(shí),也是采用“等效電阻”來(lái)代替串、并聯(lián)中的幾個(gè)電阻等。
五、類(lèi)比法
在自然界有時(shí)某種現(xiàn)象與另外的某種現(xiàn)象具有很相似的特征或表現(xiàn)類(lèi)似的性質(zhì),此時(shí)為了便于研究這一現(xiàn)象,常采用類(lèi)比法。類(lèi)比法是人們所熟知的幾種邏輯推理中最富有創(chuàng)造性的方法??茖W(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明,往往就采用了這種方法,因而類(lèi)比法被譽(yù)為科學(xué)活動(dòng)中的“偉大的引路人”,是它首先推動(dòng)了假說(shuō)的產(chǎn)生。盡管類(lèi)比不能代替論證,但可以為理解新知識(shí)、概念和規(guī)律提供依托。因此,作為一種“從特殊推到特殊的科學(xué)方法”,類(lèi)比法在物理探究中有著廣泛的應(yīng)用。如,在探究形成電流的原因時(shí),由于電流看不見(jiàn)、摸不著,很抽象,學(xué)生很難理解,因此我們常用水流來(lái)類(lèi)比電流,使電流的概念形象化、直觀(guān)化(如圖6所示)。又如,在講授分子間為什么會(huì)存在分子勢(shì)能時(shí),常把分子間的作用同物體與地球間的作用來(lái)類(lèi)比,被舉高的物體具有重力勢(shì)能,同樣分子也具有分子勢(shì)能。這樣學(xué)生就容易理解了。
六、假想法
1等效替代法
等效替代法是最簡(jiǎn)單的一種方法.但由于初中階段對(duì)等效替代思想提及不多,學(xué)生往往一開(kāi)始不能理解,給教學(xué)帶來(lái)一定障礙.
例1圖1為測(cè)量未知電阻Rx的阻值的電路, R為電阻箱,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān),R0為定值電阻.主要步驟有:
A.按照電路圖,正確連接實(shí)物.
B.先把開(kāi)關(guān)S接(填a或b)點(diǎn),讀出電流表的示數(shù)為I.
C.再把開(kāi)關(guān)S接(填a或b)點(diǎn),調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)為.
D.讀出電阻箱的示數(shù)R′.
(1)請(qǐng)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟.
(2)待測(cè)電阻Rx的阻值為(選填R′或R0).
本題比較簡(jiǎn)單,但學(xué)生答題的結(jié)果并不理想.在教學(xué)過(guò)程中筆者借助“曹沖稱(chēng)象”的故事來(lái)進(jìn)行類(lèi)比,取得了不錯(cuò)的效果:(1)曹沖應(yīng)該先稱(chēng)象還是先稱(chēng)石頭?引出應(yīng)先把開(kāi)關(guān)撥至a點(diǎn),讓電阻Rx接入電路;(2)曹沖向船中加石頭到何時(shí)為止?引出如何等效,即當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至b點(diǎn),R接入電路后讓電流表示數(shù)仍為I;(3)象的質(zhì)量是多大?引出用R替代Rx,從而順利得出結(jié)果.在這樣的啟發(fā)式提問(wèn)的情況下,學(xué)生能再次通過(guò)教師的類(lèi)比更深刻、更形象的理解等效替代法,同時(shí)學(xué)生也感受到類(lèi)比法的作用.
2伏安法
伏安法是最重要的方法,在課程標(biāo)準(zhǔn)中它的要求是理解,也是中考的熱點(diǎn)實(shí)驗(yàn).從名稱(chēng)不難看出是利用電流表和電壓表測(cè)出電流和電壓,最終計(jì)算出電阻,它其實(shí)是歐姆定律的應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查學(xué)生設(shè)計(jì)電路、連接電路、分析數(shù)據(jù)、總結(jié)規(guī)律、方案評(píng)價(jià)、異常情況處理等能力.
例2在測(cè)定值電阻Rx的阻值實(shí)驗(yàn)中.電源電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器R0上標(biāo)有“20 Ω 1 A” ,器材均完好.
(1)某同學(xué)按圖2連接電路,閉合開(kāi)關(guān)S前, 應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于端.(選填“a”或“b”).
(2)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作正確,閉合開(kāi)關(guān)后讀得電壓表示數(shù)為2 V、電流表示數(shù)為0.2 A,則Rx的阻值為,電源電壓為V.
(3)他再次移動(dòng)滑片,觀(guān)察到電流表示數(shù)如圖3所示,則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為Ω.
(4)該同學(xué)繼續(xù)向左移動(dòng)滑片,他發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)將(選填“變大”“變小”或“不變”),當(dāng)滑片移至某點(diǎn)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)均變?yōu)?,經(jīng)檢查是電壓表的0~15 V量程斷路了,若想利用該器材完成這組數(shù)據(jù)的測(cè)定,他的做法是:.
(5)該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是:.
第(1)、(5)小題屬于基本的實(shí)驗(yàn)操作能力考查,比較簡(jiǎn)單.
第(2)小題的第1空、第(3)題、第(4)題的第1空屬于歐姆定律的基本運(yùn)用,難度也不大.
第(2)小題的第2空則需要學(xué)生能挖掘題目中“實(shí)驗(yàn)操作正確”所隱藏的條件,即開(kāi)關(guān)閉合前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值端.再利用歐姆定律進(jìn)行求解.
第(4)小題的第2空的解決相對(duì)要求較高.需要學(xué)生利用第(3)小題的結(jié)果推算出電流表示數(shù)為0.3 A時(shí),電壓表的示數(shù)已為3 V,再根據(jù)第(4)小題電壓表示數(shù)將變大,判斷出此時(shí)電壓表的示數(shù)已經(jīng)超過(guò)3 V,要完成數(shù)據(jù)的測(cè)量,電壓表已不能直接測(cè)量Rx的電壓,最后依據(jù)電源電壓為6 V和串聯(lián)電路中U=U1+U2,判斷出此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓小于3 V.所以將電壓表改為測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓,最終完成數(shù)據(jù)的測(cè)量.
3單表法
所謂單表法,是指在伏安法測(cè)電阻過(guò)程中一電表?yè)p壞,利用另一電表配以滑動(dòng)變阻器或定值電阻(電阻箱)來(lái)測(cè)量電阻的方法,也可以理解為伏安法的延伸.
例3現(xiàn)要測(cè)量一個(gè)阻值約為幾百歐的電阻.提供的器材有:電源、電壓表、電阻箱R、開(kāi)關(guān)S1和S2、導(dǎo)線(xiàn).設(shè)計(jì)了如圖4所示的電路圖.
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
①根據(jù)電路圖,連接成如圖5所示的實(shí)物電路.
②電路連接正確后,先閉合S1,再將S2撥到觸點(diǎn)1時(shí),電壓表的讀數(shù)為U1,則電源電壓為.
③閉合S1,將S2撥到觸點(diǎn)2,當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)為R0時(shí),電壓表的示數(shù)為U2,則待測(cè)電阻的阻值Rx=.
(2)如將上述器材中的電壓表?yè)Q成電流表(0~0.6 A),你認(rèn)為(選填“能”或“不能”)較準(zhǔn)確測(cè)出該待測(cè)電阻的阻值,原因是.
第1題中,當(dāng)開(kāi)關(guān)S2接1時(shí),電壓表測(cè)的是電源電壓,接2時(shí),電壓表測(cè)Rx電壓,則R分得的電壓為U1-U2,通過(guò)R的電流為U1-U2R,根據(jù)串聯(lián)電路電流相等的特點(diǎn),求出Rx的阻值為U2U1-U2R.
第2題中考慮到Rx的阻值為數(shù)百歐,電流最大為零點(diǎn)零幾安,讀數(shù)時(shí)誤差較大,甚至無(wú)法讀取.
本題中由于缺少電流表,則電路中Rx和R通過(guò)的電流相等,設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路.利用測(cè)R的電壓,計(jì)算R通過(guò)的電流來(lái)求得Rx通過(guò)的電流,最終利用歐姆定律完成阻值的測(cè)定.解答此類(lèi)實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵是要根據(jù)實(shí)驗(yàn)中缺少的電表來(lái)進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)、步驟的確定、表達(dá)式的推導(dǎo).
例4利用下列器材測(cè)出Rx的電阻值.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為R0)、電流表、待測(cè)電阻Rx、電壓保持不變的電源,開(kāi)關(guān)若干.請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路圖,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟,并最終給出Rx的表達(dá)式.
方案一步驟:
(1)將滑片移至最大阻值端,按圖6連接電路;
(2)閉合開(kāi)關(guān),讀出電流表的示數(shù),記為I0;
(3)再用電流表測(cè)出通過(guò)Rx的電流,記為Ix.
表達(dá)式:Rx=I0IxR0.
方案二步驟:
(1)按圖7連接電路,閉合開(kāi)關(guān);
(2)將滑片移至a端,記下電流表示數(shù)為Ia;
(3)再將滑片移至b端,記下電流表示數(shù)為Ib.
表達(dá)式:Rx=IbIa-IbR0.
方案一中將滑動(dòng)變阻器當(dāng)定值電阻使用,讓它和Rx并聯(lián),使兩者兩端的電壓相等.利用測(cè)R0電流算電壓,最后再求Rx的阻值.方案二中讓電路發(fā)生改變,利用電源電壓保持不變的特點(diǎn),求出Rx的阻值.兩種方案看似不同,其實(shí)都利用了電壓相等來(lái)進(jìn)行推導(dǎo),其本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念是相同的.
關(guān)鍵詞: 初三物理復(fù)習(xí) 專(zhuān)題復(fù)習(xí) 復(fù)習(xí)策略
教師要針對(duì)物理中考的要求,強(qiáng)化專(zhuān)題訓(xùn)練,在實(shí)戰(zhàn)演練過(guò)程中提高學(xué)生解題能力。下面我以“多種方法測(cè)電阻”這個(gè)專(zhuān)題為例和大家共同探討物理專(zhuān)題復(fù)習(xí)策略。
一、準(zhǔn)確分析復(fù)習(xí)和訓(xùn)練中存在的問(wèn)題,并借鑒中考時(shí)學(xué)生在答題中存在的問(wèn)題,有針對(duì)性地進(jìn)行物理專(zhuān)題復(fù)習(xí)。
電學(xué)版塊在中考試卷中權(quán)重很大。測(cè)電阻是電學(xué)知識(shí)中的一個(gè)非常重要的考點(diǎn)。這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在近幾年的中考試卷中反復(fù)出現(xiàn),填空、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和綜合題中都有它的痕跡。學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題主要有:伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中對(duì)滑動(dòng)變阻器的操作不到位,等效替代法測(cè)電阻的設(shè)計(jì)欠妥,特別是只有電流表或者只有電壓表時(shí)設(shè)計(jì)測(cè)電阻方案得分率很低。針對(duì)這一現(xiàn)狀,我開(kāi)設(shè)了“多種方法測(cè)電阻”專(zhuān)題復(fù)習(xí)課。
我在課的第一版塊,給同學(xué)們展示了一個(gè)由一組干電池、一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表和一個(gè)未知電阻組成的電路圖。讓學(xué)生判斷能否測(cè)出未知電阻的阻值,如果能,則依據(jù)是什么?學(xué)生很自然地想到了用歐姆定律變式求電阻R=U/I。我追問(wèn):這個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖有值得改進(jìn)的地方嗎?學(xué)生想到實(shí)驗(yàn)次數(shù)少、結(jié)論具有偶然性等,需要串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器。接下來(lái),通過(guò)課件復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)室里的伏安法測(cè)電阻的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)這兩個(gè)問(wèn)題,學(xué)生認(rèn)識(shí)到初中測(cè)電阻的本質(zhì)原理——伏安法測(cè)電阻R=U/I。接著我讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)曹沖稱(chēng)象的故事。既活躍了課堂氣氛,又讓他們直觀(guān)地認(rèn)識(shí)了等效替代的思想。下面順理成章地介紹了測(cè)電阻的特殊方法——等效替代法測(cè)電阻,讓學(xué)生了解了電阻箱在實(shí)驗(yàn)中的用法,特別是讓學(xué)生熟悉了單刀雙擲開(kāi)關(guān)的作用。這些基礎(chǔ)復(fù)習(xí)為下面的變式測(cè)電阻做好了鋪墊,使學(xué)生解決問(wèn)題的能力得到了提高。
二、在夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力,從而在解題過(guò)程中能夠有效地運(yùn)用已有的知識(shí)解答變式題。
我在課的第二版塊安排的是“用電流表和一個(gè)定值電阻R測(cè)量電阻”,這與書(shū)上伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)器材明顯不同:少了一個(gè)測(cè)量電壓的電壓表。我給出了一個(gè)電路圖,讓學(xué)生分析能不能測(cè)出電阻。讓學(xué)生在討論中認(rèn)識(shí)并理解一個(gè)電流表和一個(gè)定值電阻就相當(dāng)于一個(gè)電壓表。這樣就從本質(zhì)上解決了測(cè)電阻的儀器問(wèn)題。接下來(lái),提高學(xué)生對(duì)變式題目的認(rèn)識(shí)水平和語(yǔ)言表達(dá)能力。我給學(xué)生提供了下面四個(gè)設(shè)計(jì)方案,讓他們寫(xiě)實(shí)驗(yàn)步驟和待測(cè)電阻R的表達(dá)式。
為了充分利用課堂時(shí)間,我安排教室里的每一排同學(xué)完成一個(gè)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方案,完成好規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方案后可選做其他方案。這樣既可以照顧到解題能力差的后進(jìn)生,又可以激發(fā)中等及以上學(xué)生的挑戰(zhàn)欲望,讓他們以飽滿(mǎn)的精力完成學(xué)習(xí)任務(wù)。實(shí)際效果與我預(yù)想的一致。中等學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了兩至三道題,優(yōu)等生完成了所有題目。在引導(dǎo)學(xué)生交流的過(guò)程中,我有意識(shí)地讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的本質(zhì)。這樣,學(xué)生在回答問(wèn)題時(shí)能夠抓住重點(diǎn),語(yǔ)言精練而準(zhǔn)確,同時(shí)也為下個(gè)版塊的教學(xué)設(shè)計(jì)做好了鋪墊,降低了學(xué)生設(shè)計(jì)電路的難度。
三、讓學(xué)生主動(dòng)參與設(shè)計(jì)、總結(jié)歸納知識(shí),提高對(duì)知識(shí)本質(zhì)的認(rèn)識(shí),從而熟練掌握解答一類(lèi)題的方法。
我在課的第三版塊中,安排的是讓學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)“用一個(gè)電壓表和一個(gè)定值電阻R0測(cè)量未知電阻”。有了上一個(gè)版塊的鋪墊,學(xué)生能夠清晰分辨電路圖和準(zhǔn)確表達(dá)實(shí)驗(yàn)步驟。在這個(gè)環(huán)節(jié)中,學(xué)生通過(guò)知識(shí)的遷移,很容易想到用一個(gè)電壓表和一個(gè)定值電阻相當(dāng)于間接地提供了一個(gè)電流表。這樣就回到了伏安法測(cè)電阻的本質(zhì)上。學(xué)生兩人一個(gè)小組,討論得比較激烈。在交流展示環(huán)節(jié),我驚喜地發(fā)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)出了多種方案。大多數(shù)學(xué)生都設(shè)計(jì)出了用一個(gè)電池組,一個(gè)開(kāi)關(guān),一個(gè)電壓表,一個(gè)定值電阻和一個(gè)未知電阻的電路圖。這種方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,步驟容易,美中不足的是在測(cè)量過(guò)程中要拆裝電壓表。有的學(xué)生設(shè)計(jì)了用兩個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)電壓表與定值電阻的測(cè)量電路。這種設(shè)計(jì)避免了測(cè)量過(guò)程中拆裝電壓表的問(wèn)題。測(cè)量時(shí)通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)把其中一個(gè)電阻加以短路,從而改變電壓表的測(cè)量對(duì)象。然后根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律就可以推斷出未知電阻R的表達(dá)式。因?yàn)橐粋€(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)的作用相當(dāng)于兩個(gè)普通的單刀單擲開(kāi)關(guān),所以有的學(xué)生設(shè)計(jì)出了用一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)和一個(gè)電壓表與定值電阻的測(cè)量電路。只要改變單刀雙擲開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn),就可以輕松地測(cè)量出不同部分的電壓,從而得到未知電阻R的表達(dá)式。通過(guò)這一版塊的教學(xué),學(xué)生對(duì)初中物理測(cè)量電阻的問(wèn)題有了更深刻的認(rèn)識(shí),明白了無(wú)論題目怎么改變,它的本質(zhì)原理仍然是R=U/I,從而能夠從容地解決這一類(lèi)問(wèn)題。
四、注重課后的反饋和教學(xué)反思。