科學(xué)探究方法在初中電學(xué)中的應(yīng)用

王芳平

摘要：掌握一種科學(xué)方法，勝過解答十個科學(xué)問題。領(lǐng)悟科學(xué)探究方法比掌握科學(xué)知識重要得多。為此，以具體案例探討了常用的科學(xué)探究方法在初中電學(xué)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：初中物理 ;初中電學(xué);科學(xué)探究方法

曾有科學(xué)家這樣認(rèn)為：“認(rèn)識一個科學(xué)家的方法遠(yuǎn)比認(rèn)識他的成果價值要大。”領(lǐng)悟科學(xué)探究方法比掌握科學(xué)知識重要得多。在近幾年的中考中，科學(xué)探究方法的考察已成為熱點內(nèi)容之一。浙江省寧波地區(qū)中考試卷中探究題的分值很大，分4大題，每空3分，共39分，而且4大題中必定有一題是電學(xué)。因此，筆者單從電學(xué)著手，舉例科學(xué)探究方法在電學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，供同仁賞析，意在拋磚引玉。

一、控制變量法

物理學(xué)中對于多因素的問題，常常采用控制變量的方法，把多因素的問題變成單因素的問題，控制某些量保持不變，只改變其中的某個量，從而研究這個量對事物的影響，分別加以研究，最后綜合解決。在教學(xué)實踐中，采用這種科學(xué)研究方法所形成的表格數(shù)據(jù)，在多次實驗中只要某一個量不同，其實驗結(jié)果的物理量也不同，那么所研究問題就與該量有關(guān);反之，就無關(guān)。控制變量法是初中科學(xué)探究中最重要的研究方法，當(dāng)然在電學(xué)中也有廣泛應(yīng)用。

如在研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時，就用到了控制變量法。探究電流與電壓的關(guān)系，必須控制電阻不變，觀察電壓的變化，如表1。

探究電流與電阻的關(guān)系，必須控制導(dǎo)體兩端的電壓不變，如表2。

通過實驗，完成以上表格，可以得出：電阻相同，電流與電壓成正比;電壓相同，電流與電阻成反比。

又如在研究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時，也需要用到控制變量法。影響電阻大小的因素有4個：長度、材料、橫截面積、溫度。探究材料對電阻大小的影響， 必須控制長度、橫截面積、溫度相同，改變材料，觀察電阻大小，最后設(shè)計表格。

通過分析實驗現(xiàn)象，我們可以得出結(jié)論： 導(dǎo)體的長度、橫截面積和溫度相同時，導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體的材料有關(guān)。

在用控制變量法研究物理問題時，最關(guān)鍵的是找出變量和相同量。變量一定是一個，相同量可以是一個或多個，學(xué)生往往找不出所有的相同量，這是使用控制變量解決物理問題的重點和難點，需要教師著重引導(dǎo)。

二、類比法

在我們學(xué)習(xí)一些十分抽象的、看不見摸不著的物理量時，由于不易理解，我們就拿出一個大家能看見且與之很相似的量來進行對照學(xué)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生在類似的事物之間尋求相同點。比如在學(xué)習(xí)電流的形成和電壓的作用時，我是通過以學(xué)生熟悉的水流和水壓進行類比，從而得出電壓是形成電流的原因的結(jié)論。學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)知識時，在老師的引導(dǎo)下，聯(lián)想到水壓迫使水沿著一定的方向流動，這樣水管中形成了水流;類似地，電壓迫使自由電荷做定向移動，使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置;類似地，電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的機械能;類似地，電流通過電燈時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。 由此得出一一類比關(guān)系：抽水機——水壓——水流——渦輪，電源——電壓——電流——用電器，使同學(xué)們在學(xué)習(xí)電壓電流時化難為易。

三、轉(zhuǎn)換法

電學(xué)實驗中有一些不易直接觀察、不易直接測量的量，我們就采用轉(zhuǎn)換法，即把這些量轉(zhuǎn)換為易觀察、易測量的量，從而間接進行研究。通過轉(zhuǎn)換法為學(xué)生搭建了一座從已知通往未知的橋梁，降低了學(xué)生獲取新知識的難度，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)的積極性。

如在研究導(dǎo)體的電阻大小這一特性時，電阻大小看不見摸不著，我們就適時地用到了轉(zhuǎn)換法，即把不同的導(dǎo)體接到同一電源的兩端，通過電流表的示數(shù)大小，間接得出不同導(dǎo)體的電阻大小不同。

又比如在研究電流的熱效應(yīng)時，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少無法用手感知，而且有被燙傷的危險，所以就利用火柴棒只有達到一定溫度時才會點燃的特性，把電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少轉(zhuǎn)化為誰先把火柴棒點燃，先點燃者產(chǎn)生的熱量就多。

四、等效代替法

在物理實驗中有許多物理特征、過程和物理量是很難直接觀察和測量的，這時往往需要把所要觀測的量轉(zhuǎn)換成其他間接可觀測的量進行研究，這種方法就是等效法。等效法與轉(zhuǎn)化法有區(qū)別，可以簡單理解為：轉(zhuǎn)換法是把微小量放大，等效法是面對一個復(fù)雜的問題，提出一個簡單的方案或設(shè)想，從而使它們的效果完全相同，將復(fù)雜問題簡單化，求得結(jié)果。電學(xué)中學(xué)習(xí)串、并聯(lián)電阻大小時用到了等效法。串聯(lián)電阻相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度，并聯(lián)電阻相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積，相關(guān)題目如下：下列四組電阻，分別并聯(lián)后，等效電阻最小的是（）

A.R1=8歐，R2=14歐 ? ? ? B.R1=6歐，R2=16歐

C.R1=4歐，R2=18歐 ? ? ? D.R1=2歐，R2=20歐

物理學(xué)科是一門特別注重理論和實踐相結(jié)合的綜合學(xué)科，隨著時代變遷，越來越多的問題會呈現(xiàn)在學(xué)生面前，要求學(xué)生必須掌握科學(xué)探究方法。只有當(dāng)學(xué)生真正掌握了一定的科學(xué)探究方法，才會有效地解決各種實際問題，提升自身的物理綜合能力。

教無定法，學(xué)無定式，盡管科學(xué)探究方法體現(xiàn)了新課程理念，然而方法不能脫離內(nèi)容而孤立存在。我們教師在教學(xué)實踐中指導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)探究方法時，要立足教材，從學(xué)情出發(fā)，靈活運用，摒棄機械灌輸，使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中張開科學(xué)探究的翅膀，自由暢快地遨游在物理學(xué)的蔚藍天空。

（責(zé)任編輯：奚春皓）