初中物理教材常用的物理學研究方法例談

張發云

摘 要 義務教育物理課程是一門注重實驗的自然科學基礎課程。文章以2013教育部審定人教版義務教育教科書《物理》中所涉及的常用研究方法進行列舉，將“教材內容”轉化為“教學內容”，以提高教師基于物理學科核心素養的教學站位。

關鍵詞 初中;物理教材;常用;研究方法

中圖分類號：H32/37，C3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2019）16-0072-01

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。義務教育物理課程是一門注重實驗的自然科學基礎課程，讓學生經歷實驗探究過程，學習科學知識和科學探究方法，提高分析問題及解決問題的能力。教學中借助于必要的教學素材滲透物理研究方法，從而使學生具有終身發展的關鍵能力。現就2013教育部審定人教版義務教育教科書《物理》中所涉及的常用研究方法進行歸類，以提高教師基于物理學科核心素養的教學站位。

方法一 控制變量法

定義：物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題，而只改變其中的某一個因素，從而研究這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。

舉例：研究蒸發的快慢與哪些因素的有關時，控制溫度、液體表面積一定，改變液體表面空氣流動速度，得出蒸發的快慢與液體表面空氣流動速度的關系，多次控制不同的變量，逐步得出蒸發的快慢與溫度、液體表面積的關系;研究電流與電壓、電阻的關系時，控制電壓一定，改變電阻，得出電流與電阻的關系，再次控制不同變量，得出電流與電壓的關系等。

方法二 轉換法

定義：物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。

舉例：測不規則小石塊的體積轉換成測小石塊排開水的體積;測量滑動摩擦力轉換成測拉力的大小;大氣壓強的測量轉換成求被大氣壓托起的水銀柱的壓強;通過電流的效應來判斷電流的存在;通過磁場的效應來證明磁場的存在;研究電熱與電流、電阻的因素時，將電熱的多少轉換成觀察液柱上升的高度;研究動能與什么因素有關，將動能的大小轉換成觀察小球運動的遠近等。

方法三 等效替代法

定義：在保證某種效果（特性和關系）相同的前提下，將實際的、陌生的、復雜的物理問題和物理過程用等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程代替來研究和處理的方法，這就是等效替代法。

舉例：研究串、并聯電路的總電阻，用一個等效電阻替代總電阻;研究平面鏡成像特點，用完全相同的另一根蠟燭等效替代蠟燭的像等。

方法四 歸納法

定義：由一定程度的關于個別事物的觀點過渡到范圍較大的觀點，由特殊具體的事例推導出一般原理、原則的解釋方法，這就是歸納法。

方法五 理想化物理模型法

定義：實際現象和過程一般都十分復雜的，涉及到眾多的因素，采用模型方法對學習和研究起到簡化的作用，這就是理想化物理模型法。

舉例：求液體對豎直的容器底的壓強的時候，選一個液柱作為研究的對象簡化;學習光線，使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化;研究連通器的特點，在某一位置取了一個液面，研究該液面所受到的壓強和壓力，將問題簡化;磁感線是不存在的一條線，為了便于研究磁場人為的引入了一條線，將問題簡化;力的示意圖、杠桿、原子核式結構等均用到理想化物理模型法等。

方法六 圖像法

定義：利用圖象這種特殊且形象的數學語言工具，來表達各種現象的過程和規律，這種方法稱為圖象法。

舉例：速度-時間圖象;晶體熔化和凝固過程時間-溫度圖象;重力-質量圖像;電流-電壓圖像等。

方法七 類比法

定義：由一類事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法，這就是類比法。

舉例：分子動能與物體的動能進行類比;研究串并聯電路電流、電壓關系，電流類比水流，電壓類比水壓;探究分子間的作用力用彈簧來類比等。

方法八 放大法

定義：物理實驗中常遇到一些微小物理量的測量。為提高測量精度，常需要采用合適的放大方法，選用相應的測量裝置將被測量進行放大后再進行測量，這就是放大法。常用的放大法有累計放大法、形變放大法、光學放大法等。

方法九 累積法

定義：把某些難以用常規儀器直接準確測量的物理量用累積的方法，將小量變大量，不僅可以便于測量，而且還可以提高測量的準確程度，減小誤差，這種方法就是累積法。

方法十 比較法

定義：通過觀察、分析，找出研究對象的相同點和不同點，這就是比較法，也叫對比法。

參考文獻：

[1]肖川.義務教育物理課程標準（2011年版）解讀.武漢：湖北教育出版社，2012（2）.