求初中物理常用的研究方法的定义

Question

如类比法,模型法,控制变量法等等....

Answer 1

一、控制变量法

运用一定手段（实验仪器、设备等）主动干预或控制自然事物、自然现象发展的过程，在特定的观察条件下探索客观规律的一种研究方法。或者说只让一个因变量发生变化，而其他因变量不变，从而得出这个因变量对结果的影响。

控制变量法常用于探究物理规律的实验教学，例如欧姆定律的实验教学，教师可以组织学生讨论怎样研究I、U、R之间的关系；确定研究对象是电流以后，引导学生采用控制变量法，先控制一个物理量——电阻不变，研究电流与电压这两个物理量的关系，再控制另一个物理量——电压不变，研究电流与电阻两个物理之间的关系，最后将这些单一关系综合、归纳找出它们之间的规律，得出欧姆定律。又如“研究滑动摩擦力大小与哪些困素有关?”、"研究压强大小与哪些因素有关"、"研究导体的电阻与哪些因素有关"，“如何比较速度大小方法”等。教师在进行变量控制法的实验思想和实验方法教学时，应循序渐进，逐步渗透，使学生掌握并会应用。

二、类比法、转换法和等效（等效代替）法

类比是指在新事实同已知事物间具有类似方面作比较。作为一种“从特殊推到特殊的科学方法”，它能启发和开拓我们的思维，能给我们提供解决问题的线索，是提出科学假设和探索新理论的重要途径，它对物理学的发展建立了不可磨灭的功劳，对学生学习物理来说也发挥着巨大的作用。正如前苏联学者瓦赫罗夫所说：“类比像闪电一样，可以照亮学生所学学科的黑暗角落。”

例如：在《义务教育课程标准实验教科书·物理》（以下简称新教程）中用橡皮绕绳运动与月亮绕地球运动作类比引入引力；研究电压的作用时，将电压类比为水压来认识电压，使电路中形成了电流；在讲到功率之前，把速度类比起来，通过学生前面学过的熟悉的知识去理解功率概念时就容易多了。

大气压看不见，摸不着，但科学家可以通过研究大气压产生的现象来认识它，这种方法在科学上叫做“转换法”。

初中物理学习电流时,对通过导体时产生的一些现象（如小灯泡发光）来确定是否有电流通过；研究大气压的值时，用水银柱高所产生的压强来研究大气压；由小磁针N、S极指向偏转，我们知道磁场的存在；我们通过扩散现象知道分子在不停地做无规则运动等等。
“等效思想”在物理学中是很常用的，不同的物理过程或现象在某种意义上有相同的效果叫等效，人们习惯称其为“等效法”。

人们常常把一个复杂的问题等效为一个熟知的物理模型或问题的方法，例如在研究一个物体受几个力作用时，我们可以用一个力代替几个力的作用使效果相同；在研究两个电阻的串、并联的电路中，用一个总电阻来等效代替两个电阻，等效之后的总电阻与原来两个电阻产生的作用效果是相同的；等效电路可把复杂的电路简单化等。

三、抽象和理想化法

抽象是一种重要的方法。初中讲动能、势能的时候，列举飞行的子弹、流动的河水、举高的重锤、压缩的弹簧等等都能做功，引导学生分析、比较、综合、概括形成功能、热能的概念，就是抽象事物共同的本质特征。

初中物理课中最常遇到的抽象类型主要有：分析概括一类事物共同的本质特征；把物质、运动的某种性质隔离出来；理想化也是常见的一类抽象形式。

在初中物理中可以使学生认识的理想化方法，主要有两种：一种是把物体本身理想化或者把物体所处的条件理想化；另一种是理想实验。由于这些理想化方法在物理教学中经常用到，所以有必要使学生认识它们的本质、必要性和局限性。

科学的理想化不同于无根据的幻想，有它的客观根据。客观存在的复杂事物具有多方面的特性，处于多种条件下。但是在一定的现象中并不是所有性质、所有条件都起同样重要的作用，而是只有一种或少数几种起主要作用，其余的不起作用，或者作用很小。理想化就是突出起主要作用的性质或条件，而完全忽略其它性质或条件。例如在初中教学中，为什么使用的杠杆是一根粗细均匀的直杆，用线把它中心位置悬挂起来的目的又是什么？通过讨论使学生明确实验用杠杆可以看作理想的轻质杠杆，杠杆上只受到动力和阻力作用，这样研究杠杆的平衡条件问题就简单化，很容易得出杠杆的平衡条件。

初中物理实验教学中，凡是要突出事物的本质，必然要忽略一些次要矛盾，实验探究时，应该有一些理想化条件加以限制。如"研究功的原理"实验教学中，必须不考虑杠杆、滑轮的自重和受到的摩擦；"研究机械能转化和守恒定律"时，应不考虑滚动摆受到的空气和摩擦阻力等等。有些是实物模型的理想化，如“支点”、“光滑无摩擦水平面”；不计重力的轻杆和滑轮；在研究液体压强的公式时，假想出一个液柱；运用U型连通器时的溥液片来研究压强的关系等。有些是抽象模型的理想化，研究磁场时引入磁感线；用光线描述光的传播等。

理想实验是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根据逻辑法则，对过程作进一步的分析、推理。伽里略就是在从斜槽滚下的小球滚上另一斜槽，后者坡度越小。小球滚得越远的实验基础上，提出他的理想实验的。运用这种理想化的方法，可培养和发展学生的想象能力和逻辑推理能力。

在认识理想化法的特点的同时，也应该让学生认识：在一定理想化条件下得出的规律，只在（或者非常接近）这些条件下适用。

四、对比法（比较法）和图象法

“比较”是人们常用的研究方法，是找出事物之间的差异点和共同点的研究方法，通过事物间相同特征或相异特征的比较，这样的研究方法就是对比法。

教师可以引导学生通过实验比较，引出比热的概念。在两个烧杯中分别盛以质量相等的水和煤油，用同样的电热器加热，测出它们的温度升高相同值时；所需通电时间不同，也就是吸收热量不同，这反映了物质的特性——比热；“研究物体浮沉条件”时，用同一支铅牙膏壳，先做成盒状放入水中，漂浮于水面，然后把牙膏壳挤成一团放入水中，结果沉底。通过对比得出物体浮沉的条件；对不同物质在单位体积内的质量不同做比较得出密度概念等。这样不但学习掌握起来十分容易，而且使学生印象更加深刻。

图象是描述物理过程、揭示物理规律、解决物理问题的重要方法之一，它具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点，能把物理问题简化明了，使求解过程优化，有效、简捷地解决问题。在新教程中研究重力与质量的关系的实验；探究物质的密度；探究晶体和非晶体等等，都运用了图象法，它具有简明、直观、便于比较误差和减少偶然误差的特点。

参考资料：http://bbs.zxxk.com/dispbbs.asp?boardid=18&id=84485