愛因斯坦曾經(jīng)說過:“當一個人把他在學(xué)校學(xué)的的所有知識全部忘掉,剩下的就是教育?!边@當然不是否定知識,而是更加強調(diào)在學(xué)校學(xué)到的更應(yīng)該是一種學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)能力,以及各科的學(xué)習(xí)思想方法!就中學(xué)物理這門科學(xué)性最強的理科學(xué)科而言,中學(xué)生最應(yīng)該掌握的是科學(xué)家們所用的核心的科學(xué)研究思想方法!
在中學(xué)物理中用到很多物理研究思想方法,這些常用方法主要如下六種:
一、控制變量法:
含義:在研究物理問題時,為了確定不同物理量之間的關(guān)系,控制其中某些物理量固定不變,改變其中一個物理量,看所研究的物理量與該物理量之間的關(guān)系。(即研究數(shù)學(xué)方程式中的y與x的關(guān)系時,其余量都是常量)
中學(xué)物理案例:
1.壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)。
2.滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)。
3.浮力大小與哪些因素有關(guān)。
4.動能、重力勢能大小與哪些因素有關(guān)。
5.液體壓強與那些因素有關(guān)。
6.導(dǎo)體的電阻與那些因素有關(guān)。
7.電流與電壓、電阻的關(guān)系。
8.電流做功多少與哪些因素有關(guān)。
9.電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)。
10.蒸發(fā)快慢與哪些因素有關(guān)。
11.電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關(guān)。
二、轉(zhuǎn)換法:
含義:用某一種看不見的物質(zhì)產(chǎn)生的可見效應(yīng)、效果,來分析、研究該物質(zhì)的存在、大小等情況。
中學(xué)物理案例:
1.分子運動看不見、摸不著,可以通過研究擴散現(xiàn)象來認識。
2.電流看不見、摸不著,可以通過燈泡發(fā)光來確定。
3.磁場看不見、摸不著,可以通過小磁針指向來研究。
4.電磁鐵的磁性強弱可以通過吸引大頭針的多少來研究。
三、理想模型法:
含義:為了把復(fù)雜問題簡單化,摒棄次要因素,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理,構(gòu)建理想化的物理模型,引入虛擬的內(nèi)容,借此來形象、直觀地表述物理情境。
中學(xué)物理案例:
1.勻速直線運動,生活中是找不到嚴格的勻速直線運動的,但是有很多運動近似于勻速直線運動,可以處理成勻速直線運動,從而大大簡化難度,并能得出更高精度的結(jié)果,在允許的誤差范圍內(nèi)與實際相符合。
2.質(zhì)點,在不考慮物體大小、形狀等影響因素時,將物體堪稱有質(zhì)量的點可以大大簡化計算過程。
3.杠桿,實際生活中由于受力總會引起或大或小的形變,但是,我們把杠桿理想化,忽略掉形變。
4.光線、磁感線,是理想化的模型,卻能直觀形象地表述物理情境,更方便的解決問題。比如通過光線研究光傳播的路徑和方向;通過磁感線研究磁場的分布。
四、實驗推理法:
含義:是以大量的可靠的事實為基礎(chǔ),以實驗為原型,通過合理的科學(xué)推理得出結(jié)論,深刻地揭示物理規(guī)律的本質(zhì)。
中學(xué)物理案例:
1.研究牛頓第一定律。
2.研究真空中能否傳聲。
3.自然界中只有兩種電荷。
五、等效替代法:
含義:將一個或多個物理量、一種物理裝置、一個物理狀態(tài)或過程用另一個物理量、一種物理裝置、一個物理狀態(tài)或過程來替代,得到同樣的結(jié)論。此方法可以使所研究的問題簡單化、直觀化。
中學(xué)物理案例:
1.在研究平面鏡成像試驗中,用兩根完全相同的蠟燭,其中一根等效為另一根的像。
2.“曹沖稱象”中用石塊等效替代大象,效果是相同的。
3.在電路中,把若干個電阻,等效為串聯(lián)或者并聯(lián)電路的總電阻。
六、類比法:
含義:用具體、有形的、人們熟知的事物來類比要說明的那些抽象、無形的、陌生的事物。從而把物理問題說的更清楚明白,使得人們的認識更直接、更具體、形象。
中學(xué)物理案例:
1.研究做功快慢時與運動快慢類比。
2.用“水壓”類比“電壓”。
3.用“水流”類比“電流”。
4.用抽水機類比電源。