初中物理科學探究的方法

物理是一門自然科學，由於它聯繫實際緊密，生活中的應用廣泛，因此學生比較感興趣。我們在教學過程中除讓學生掌握基礎知識和基本技能外，重要的是讓學生掌握一些研究問題的方法，使學生在進行科學探究、學習物理知識的過程中，逐漸拓寬視野，初步領悟到科學研究方法的真諦。

1、觀察法

很多學生是懷著深切的期望開始學物理的，他們從日常觀察中積累了許多問題，期待在物理課中找到答案。能及時給學生滿意的解答，會有利於保持和發展學生的觀察興趣。教學中應多鼓勵和指導學生深入觀察，作好紀錄，同時說明所觀察的事物跟哪部分知識有關，現在的觀察對將來的學習有什麼好處，更可取的辦法是教師爭取主動，給全班或個別喜歡觀察的學生布置觀察作業，課本在某些課後習題裡面編寫了一些觀察性的題目，教學時可以根據情況提前布置給學生。

應該注意使學生養成良好的觀察素養。這首先是要求觀察的客觀性，其次，觀察要能抓住主要的東西，其三，觀察都要有詳細的記錄。最後，把學生培養成為樂於觀察、善於觀察的有心人，防止形成漫不經心、視而不見的粗率作風。

2、假設法

假設是自然科學研究的一種廣泛應用的方法。它是根據已知的科學原理和科學事實，對未知的事物進行深入的觀察、分析後所做的假定性的說法。

假設是有一定的推測性質，它正確與否有待實距踐檢驗。但是假說不是臆想，它有一定的科學事實的根據，它的主要部分和基本思想是根據科學事實推想出來的，它要跟當時公認的理論一致，能說明當時已知的科學事實並預測存在著未知的事實。

3、實驗法

實驗可培養學生的動手能力和協作能力。分組實驗讓學生達到大綱要求掌握的技能和實驗修養，會使用基本儀器、會記錄、整理數據，會得出適當的結論。分組實驗需要學生間合作，對培養學生的團隊精神也大有好處。

實驗還能培養學生的探索精神、激發學習興趣。目前中學物理教學中教師演示的探索性實驗，從培養學生掌握實驗方法的角度來看，教師的演示起著示範作用。在整個演示過程的每一步，都嚴肅認真，一絲不苟，必然會產生深刻的教育作用。

4、理想法

理想化的方法，是科學抽象的一種形式。

在中學物理中可以使學生認識的理想化方法，主要有兩種：一種是把物體本身理想化或者把物體所處的條件理想化；另一種是理想實驗。

質點、表面光滑的物體等，是把物體本身理想化。也就是抓住物體在所討論的現象中起主要作用的性質，暫時捨去次要作用的性質。無摩擦的表面、絕熱的容器等，是把物體所處的條件理想化。即抓住起主要作用的條件，暫時捨去起次要作用的條件。這種理想化方法的好處：第一、可以使問題的處理大為簡化而又不會發生大的偏差；第二，對理想化的事物進行研究的結果，加以適當修正，即可用於實際事物。

科學的理想化不同於無根據的幻想，有它的客觀根據。理想化就是突出起主要作用的性質或條件，完全忽略其它性質或條件。例如研究滑輪組時我們常用到公式：F=(G物+G動)/n，在這裡突出G 物和G動， 忽略了繩重和摩擦。對研究對象進行理想化處理的方法實際上就是突出矛盾的主要方面，忽略矛盾的次要方面，使研究主題更明確。理想實驗在物理學的理論研究中也有重要的作用。伽裡略論證慣性定律所設計的斜面小車實驗在無摩擦情況下，從斜面滾下的小車將以恆定的速度在無限長的水平面上永遠不停地運動下去，就是物理學史上著名的理想實驗。

伽利略理想實驗

5、等效替代法

等效替代法就是指在效果等同的前提下，把實際的、複雜的物理過程或現象變換成理想的、簡單的過程或現象來研究處理的方法。其關鍵是要抓住物理內容的本質，形式變異而本質不變，從而達到化繁為簡、化難為易和理順思路的目的，同時還能起到加深理解有關物理概念和規律的效果。

等效的思維方法在初中物理中已有多次接觸。如重心和總電阻的概念的建立，都利用了等效的思維方法。等效的思維方法也是應用知識解決物理問題的有力工具。在關於長度的測量中便可初步領略它的風採：利用一條彈性不大的軟棉線代換地圖上所畫的彎曲的鐵路線，從而測出曲線的長度。歷史上三國時，曹衝稱象的故事又是一個典型事例。這裡，用易於被直尺測量的棉線代替地圖上所畫的彎曲的鐵路線，以及用可以採取分次測量的石塊代失難以一次測量的大象，都是等效法的具體應用。

6、類比法

「類比」是人們常用的思維方法。通過事物間相同的特徵或相異特性的比較，揭示事物的本質聯繫和區別。物理學中有許多物理量和物理規律間具有可比性，運用比較的方法，可幫助我們接受新概念，加深對新概念的理解。例如：把電壓與水壓、電流與水流做一比較，變抽象為形象，使我們對電壓是使自由電荷發生定向移動形成電流的原因和電源的作用有了更深刻的理解。通過對相關的問題進行比較，還可以清除我們在學習中存在的一些錯誤和模糊的認識，達到由此及彼、舉一反三、觸類旁通的效果。例如：交、直流發電機（電動機）在結構原理上的比較；柴油機與汽油機工作原理的比較，等等。在解題過程中，通過直接或間接的比較，也能迅速、順利地做出正確的分析與解答。

7、控制變量法

由於影響某種物理現象的因素是多方面的，要弄清很不容易，這就需要通過控制變量法來研究，然後分析在其它變量不變的情況下，某一變量發生變化對研究的對象影響情況，從而探索其中的規律，並進一步歸納總結，最後得到影響這一現象的各個因素之間的關係。如，用示波器研究不同聲音的波形時，就是分析對音調、響度、音色進行控制。又如，研究液體蒸發的快慢跟哪些因素有關、研究壓力的作用效果跟哪些因素有關、導體中的電流跟哪些因素有關、影響導體電阻的因素，以及研究速度、密度、力的三要素、浮力、歐姆定律、電功、焦耳定律、電磁鐵磁性強弱影響因素等都可以用控制變量法。

8、歸納法

在物理學研究中，歸納法發揮著重要的作用，許多物理定律的獲得都是藉助了歸納法的力量。物理學研究的這種特點，也反映在物理教材之中，依照教材的安排，大多數規律是經由實驗歸納獲得的。因而歸納法的教學是中學物理教學中的一個重要方面。如教師在講解力時，首先給出有力存在的具體實例，如「人推車」、「人提水桶」、「推土機推土」、「壓路機壓路」、「磁鐵吸引大頭針」，然後由上述實例歸納出結論：力是物體對物體的作用。

9、轉換法（效應法）

效應法就是研究的對象雖然看不見，但由於它的存在會產生一些特有的現象，這種現象就稱為該種物質存在的效應。比如，電流的三個效應，探索時可憑人的感觀，藉助其它工具來認識和掌握它們。

10、推理法

推理法就是在大量觀察、實驗的基礎上，運用邏輯思維進行科學推理。由現象到本質，從而提練出事物的本質和規律，如，研究牛頓第一定律的實驗，又如，通過將正在發聲的物體懸掛在真空罩內，用抽氣機抽出罩內空氣時，所聽到的聲音越來越小的實驗，進而推理得出真空不能傳聲。