物理學中的科學方法

康春雨

摘 要：物理學的學習只有通過科學的學習方法才能夠更加有效。提出了幾種物理學的科學方法。

關鍵詞：科學方法；運用；電磁學

一、物理學中的科學方法

1.觀察法

觀察是指人們對自然狀態下的事物進行考察的過程，也就是對客觀事物不加以影響的情況下研究事物。在物理學的學習過程中，觀察法是極為重要的一種方法。但是，同一般的觀察有所區別，物理學的觀察不應該漫無目的，應該利用儀器和工具進行有意識地觀察。

2.實驗法

實驗則是指根據研究的目的，利用儀器和設備，對自然現象進行人為的控制或者模擬，進行干擾排除，突出主要的因素，在有利的條件下，對自然規律進行研究，進而對物理規律的本質進行深刻揭示。

拿“液體壓強”這堂課為例，教師可以先提出“在其他各個方向上，液體是否也有壓強呢？”這一問題。之后，讓學生進行三個實驗，第一個實驗是讓學生在白鐵罐側壁靠在底部的地方用定在同一個高度的不同地方，將三四個孔打在上面，在灌上水之后，讓學生對水怎樣從孔中噴出進行觀察。第二個實驗是只留一個小孔，將其他的小孔都封住，然后在靠近頂部和中部的地方盡量打出孔徑相同的兩個小孔，讓學生觀察這時水的噴出情況，并且對同一時間的小孔噴出的水進行收集。第三個實驗是把這個鐵罐進行歪扭，然后再對水從孔中的噴出情況進行觀察。這三個實驗結束之后，讓學生對實驗結果進行總結。

3.控制變量法

在物理學中，某一個物理量能夠受到多個不同物理量的影響。學習者為了對這一物理量同其他物理量之間的關系進行確定，需要對某些定量進行控制，使其固定不變，對某個定量進行改變，進而觀察所研究的物理量同這一物理量之間有何種關系。

4.理想化方法

學習者為了使研究更加方便，可以簡化問題，將問題的主要因素進行突出，將次要因素進行忽略。進而在物理學過程中，在主要矛盾突出的純粹情形中，對其現象進行抽象和概括，得出結論。

二、在教學中的運用

1.在力學教學中的運用

在力學的教學過程中，通過講授物理概念和原理，進行科學方法的提出，不對方法的定義進行嚴格推敲，不對方法的內涵進行詳細的闡述，僅僅通過具體事例的佐證，就可以讓學生自然而然地意識到。例如牛頓第一定律的講授，通過講解伽利略思想實驗，讓學生們領會到理想化這一物理學中的科學方法；例如力學的講授，可以讓學生感受到類比法。在進行課程講授的過程中，對這一段得歷史進行回顧，通過闡述物理規律，對科學方法進行引出，將物理知識進行前后貫穿，從而使學生的聯想能力和思維能力進行活躍。

2.在熱學教學中的運用

在進行熱力學的基本定理過程中，教師可以進行理想化方法的進一步闡述。在進行講解的過程中，學生會遇到很多理想模型：理想氣體、平衡態，同時也會遇到很多理想過程：等溫、等壓、絕熱等。遇到這些知識后，學生就積累了一定的感性知識，通過利用適當的時機，可以讓學生進行理想化方法的科學歸納。

3.在電磁學教學中的運用

類比法是電磁學教學部分涉及的最多方法。因為電學同磁學之間存在一定的相似性，所以電和磁之間也存在著一定的內在聯系。公式和定律是這種相似性的反映，教師在教學過程中，應該對這種相似性進行把握，從靜電的部分，通過類推的方法推出磁學的概念，這樣能夠使學生在學習新知識的同時，對舊知識進行回顧。

電磁感應就是這樣產生的。從電與磁的對稱性、電能夠生磁的這方面進行處罰，法拉第提出了磁能生電，這在當時是一個極為大膽的猜測，但是這一推理最后產生了電磁感應定律。在法拉第之后，另一個著名的物理學大師麥克斯韋通過對比這一定律和安培環路定律，發現了這其中的不對稱性，從而將磁場進行變化能產生電場，麥克斯韋推斷出電場能夠產生磁場，進而將位移電流的假說推出，使麥克斯韋幾分方程組進行建立，在理論上對電磁波的存在進行了預言。這就為未來的無線電事業的發展奠定了基礎，是一項偉大的物理學發現。

觀察法、實驗法、控制變量法以及理想化法都是物理學中科學方法的基礎。通過利用這些科學方法，可以對物理學發展的規律進行更加深刻的認識，從歷史回顧探索未來，從而對物理學的發展進行科學指導。

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指導老師：肖利

（作者單位 吉林師范大學）

編輯 孫玲娟