㈠ 常見物理實驗方法
一、控制變數法
控制變數法就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。這種方法在實驗數據的表格上的反映為:某兩次實驗只有一個條件不相同,若兩次實驗結果不同,則與該條件有關,否則無關。反過來,若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關,則應只使該因素不同,而其他因素均應相同。控制變數法是中考物理實驗方法中的陳獨秀同學,最常用,最常考,沒有之一。
二、理想實驗法
理想實驗法又叫實驗推理法或科學推理法,它是人們在思想中塑造的一種理想實驗,是邏輯推理的一種特殊形式。它是在觀察實驗的基礎上,忽略次要因素,進行合理的推想,得出結論,達到認識事物本質的目的。它既要以實驗事實作基礎,又必須結合科學推理才能得到正確結論。理想實驗法在物理學的理論研究中有重要的作用。
三、轉換法
物理學中有的物理現象不便於直接觀察,有的物理量不便於直接測量,通過轉換為容易觀察或測量的與之相等或與之相關聯的物理現象,從而獲得結論的研究方法叫轉換法。轉換法中被轉換的對象很多,可以是物理模型、研究對象和研究方法,也可以是某個圖形、某個物理量初中物理在研究概念、規律和實驗中多處應用了這種方法。
有的物理現象不便於直接觀察,如分子、電流、磁場看不見、摸不到,我們可分別通過墨水的擴散現象、電流產生的效應、磁場中小磁針的偏轉來認識並研究它們。
有的物理量不便於直接測量,如電阻、電功率等量不易直接測量,我們可轉化成用電壓表、電流表分別測出電壓U和電流I,然後分別由公式R=U/I、P=UI計算出電阻和電功率。
四、模型法
把復雜問題簡單化,摒棄次要因素,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理,構建理想化的物理模型,這是一種重要的物理思想。在建立起理想化模型的基礎上,有時為了更加形象地描述所要研究的物理現象、物理問題,還需要引入一此虛擬的內容,藉此來形象、直觀地表述物理情景。理想化模型可分為對象模型、條件模型和過程模型三類。例如,勻速直線運動就是一種理想模型。在生活實際中嚴格的勻速直線運動是無法找到的,但有很多的運動情形都近似於勻速直線運動,按勻速直線運動來處理,大大簡化了難度。
㈡ 初中物理五大實驗方法
初中物理五大實驗方法:
一、觀察法:
是人們為了認識事物的本質和規律有目的有計劃的對所顯現的有關事物進行考察的一種方法,是收集獲取記載和描述材料的常用方法之一。
實例:水的沸騰實驗中在使用溫度計前,應該先觀察它的量程,認清它的分度值。實驗過程中要注意觀察水沸騰前和沸騰時水中氣泡上升過程的兩種情況,溫度計在沸騰前和沸騰時的示數變化。
三、控制變數法:
是指討論多個物理量的關系時通過控制其中幾個物理量不變,只改變其中一個物理量從而轉化為多個單一物理量影響某一個物理量的問題的研究方法。這種方法在實驗數據的表格上的反映為某兩次試驗只有一個條件不同,若兩次試驗結果不同則與該條件有關,否則無關。
實例:研究導體的電阻跟哪些因素有關;研究影響力的作用效果的因素;研究液體蒸發快慢的因素;研究液體內部壓強;研究動能勢能大小與哪些因素有關;研究琴弦發聲的音調與弦粗細、松緊、長短的關系;研究電流與電壓電阻的關系;研究通電導體在磁場中受力與哪些因素有關;研究影響感應電流的方向的因素等都採用此法。
四、等效替代法:
所謂等效替代法是在保證效果相同的前提下,將陌生復雜的問題變換成熟悉簡單的模型進行分析和研究的思維方法。
實例:研究串聯並聯電路關系時引入總電阻的概念,在串聯電路中把幾個電阻串聯起來,相當於增加了導體的長度,所以總電阻比任何一個串聯電阻都大,把總電阻稱為串聯電路的等效電阻。
在並聯電路中把幾個電阻並聯起來,相當於增加了導體的橫截面積,所以總電阻比任何一個並聯電阻都小,把總電阻稱為並聯電路的等效電阻;在電路分析中可以把不易分析的復雜電路簡化成為較為簡單的等效電路;在研究同一直線上的二力的關系時引入合力的概念。
五、轉換法
物理學中對於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。
實例:物體發生形變或運動狀態改變可證明一些物體受到力的作用;馬德堡半球實驗可證明大氣壓的存在;霧的出現可以證明空氣中含有水蒸氣;影子的形成可以證明光沿直線傳播;月食現象可證明月亮不是光源;奧斯特實驗可證明電流周圍存在著磁場;指南針指南北可證明地磁場的存在;擴散現象可證明分子做無規則運動;鉛塊實驗可證明分子間存在著引力。
㈢ 物理 科學研究實驗的七個探究步驟
1、提出問題
2、猜想或假設
3、設計實驗
4、進行實驗
5、分析論證
6、評估
7、交流
具體解釋
1、提出問題:在問題的思考上,進行初始化的提問,力求問題得到最原始的提問。
2、猜想與假設:對於一個未知事物進行理論性上的猜想,以便於接下來進行情景的假設。
3、制定計劃與設計實驗:在符合一定科學依據的基礎上,進行猜想與假設的實施,幫助這些猜想得到證明。
4、進行實驗與搜集數據:嚴謹的進行實驗,並且在過程中記錄足夠的數據,來完成最終論證的可靠性。
5、分析與論證:對所收集的數據進行科學性的討論,幫助證明自己的假設。
6、評估:對自己實驗中的不足,進行一定的誤差分析,判斷自己的數據是不是可以嚴謹的驗證猜想。
7、交流與合作:把這份實驗的結果進行大眾交流,讓更多人來分析自己的猜想與論證。
實驗構成
無論何種類型的科學實驗,它們都是由三個部分構成的。
1、實驗者
這是組織、設計和進行科學實驗的人。實驗目的的確定,實驗方案的設計、實驗步驟的制定、實驗過程的操作、實驗結果的處理解釋等,沒有一個環節可以脫離實驗者。實驗者是實驗活動的主體。實驗者從事科學實驗是為了取得對自然界特定對象的認識。沒有實驗者這個認識主體,科學實驗就不會發生。不過在此需要指出的是,不能把實驗者理解為孤立的個人。
在任何情況下。實驗者都不是作為孤立的個人在活動,而是作為社會的人在活動。實驗者繼承著前輩們所已經建樹起來的積極成果,也借鑒著同時代的成功經驗與失敗教訓,同時還依賴著人們之間進行的各方面的協作勞動。因此,實驗者所取得的任何一點有益成果,都將融匯到社會精神財富的總體中去。這樣說,並不是要否認實驗者個人的創造能力,而是說這種創造能力只有不脫離社會這個基礎時才能得到發揮。
2、實驗對象
這是實驗者所要認識的對象。實驗對象可以是自然界的物體及其現象,例如太陽光,也可以是人們生產出來的物體及其現象,例如機床、布匹。但是,不管何種種實驗對象,它既是實驗者進行變革和控制的對象,又是實驗者的認識對象。因此,從認識論上看。實驗對象是處於認識客體的地位。
3、實驗手段
實驗手段是由實驗的儀器、工具、設備等客觀物質條件組成,實驗儀器是其中的主要成分。
實驗手段的作用主要表現在兩個方面:
一方面是實驗者通過實驗手段把自己變革和控制實驗對象的意圖傳遞給實驗對象,使實驗者的意圖得到物化。
另一方面,實驗手段又顯示實驗對象的特性,而把實驗對象在經受變革與控制後呈現的狀態傳遞給實驗者,使實驗者能夠獲得關於實驗對象的有關認識。
所以,實驗手段是實驗者和實驗對象之間的中介環節。沒有適當的實驗手段,實驗對象的某些特性就不能暴露出來,人們就不能獲得對這些特性的認識。
在這個意義上,實驗手段的狀況,決定著科學實驗所能達到的認識水平。實驗手段的每一步改進,都意味著人們對實驗對象的可觀察量的增加,意味著科學實驗水平的提高。從科學史上可以看出,新的實驗手段的採用,往往會帶來科學理論上的重大突破和發展。因此,有意識地改進實驗手段是一項具有戰略意義的措施。但是,一個時代的實驗手段又是那個時代生產力水平的具體表現,為當時的生產力發展狀況所制約。因此,實驗手段的改進,新實驗手段的裝備,只有伴隨著整個社會生產力水平的提高才能實現。
㈣ 物理實驗的方法有哪些
物理實驗的方法有:觀察法,比較法,控制變數法,描述法,等效替代法,轉換法,類比法,建立模型法,推理實驗法。
1、觀察法
觀察法是指研究者根據一定的研究目的、研究提綱或觀察表,用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對象,從而獲得資料的一種方法。科學的觀察具有目的性和計劃性、系統性和可重復性。
2、比較法
比較法是不同國家或地區法律秩序的比較研究。它可以分為三個不同的層次:敘述的比較法,即外國法的研究;評價的比較法,即比較不同國家的法律制度的異同及其發展趨勢;沿革的比較法,即研究不同法律制度之間的現實和歷史關系。
3、控制變數法
控制變數法是在蒙特卡洛方法中用於減少方差的一種技術方法。該方法通過對已知量的了解來減少對未知量估計的誤差。
4、描述法
描述法是集合的常用表示方法。常用於表示無限集合,把集合中元素的公共屬性用文字、符號或式子等描述出來,寫在大括弧內,這種表示集合的方法叫做描述法。
5、等效替代法
等效替代法是指在研究某一個物理現象和規律中,因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質,而採取與之相似或有共同特徵的等效現象來替代的方法 。這種方法若運用恰當,不僅能順利得出結論,而且容易被學生接受和理解。
6、轉換法
轉換法是指在創造發明活動中,針對某個對象的探索遇到障礙、挫折而受阻時,或得到的解決問題方案並不理想時,於是改變觀察思考問題的角度,改變運用的方法或實施的手段,改變解決問題的途徑,或者改變事物內部的結構,從而使問題明確化。
7、類比法
類比法,是一種最古老的認知思維與推測的方法,是對未知或不確定的對象與已知的對象進行歸類比較,進而對未知或不確定對象提出猜測。如果未知的對象確實與某種已知的對方有較多的相似之處,則類比法有一定的認知價值,分類學就是由類比法演化而來。
8、建立模型法
建立模型法包括物理對象模型、理想化實驗模型、物理過程模型。
9、推理實驗法
推理法又稱理想實驗法,是在實驗基礎上經過概括、抽象、推理得出規律的一種研究問題的方法。
物理實驗的定義
物理實驗是初高中階段物理課程中包含的相關實驗,包括電學實驗、力學實驗、熱學實驗、光學實驗等等,常用於驗證物理學科的定理定律。
㈤ 物理實驗的方法有哪些
1 控制變數法:這個應該是最常見的實驗方法。
例如,在「探究壓強與哪些因素有關」、「探究電流與電阻的關系」、「研究弦樂器的音調與弦的松緊、長短和粗細的關系」等實驗中都用到了該實驗方法。
2 類比法:例如,在學習電流時,為了更好地理解,與生活中熟悉的水流作類比。
實驗+推理法:有些理論只有在理想空間里才能通過實驗得出,此時,我們可以在現實條件實驗的基礎上推導出來這些理論。
例如,在初二我們學過牛頓第一定律:一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。我們知道,物體在運動過程中必定會受到阻力作用,但是我們通過多次實驗,可以推出這一結論。
3 描述法:例如,在生活中是不存在光線的,我們為了更好地學習光,才引進了「光線」這一詞。
4 轉換法:例如,我們在學習「聲音是振動產生的」這一知識時,我們把音叉的微小振動轉換為乒乓球的擺動。使實驗現象更為明顯。
5 模型法:我們在學習原子結構時,為了更好地認識原子的內部結構,用太陽系模型代表原子結構。
(5)如何進行物理實驗觀察擴展閱讀:
物理實驗是初高中階段物理課程中包含的相關實驗,包括電學實驗、力學實驗、熱學實驗、光學實驗等等,常用於驗證物理學科的定理定律。
實驗物理是相對於理論物理而言,理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。
理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。而實驗物理主要是從實驗上來探索物質世界和自然規律。
實驗室使用守則
1、為保護實驗儀器和保持環境衛生,學生必須脫鞋進入實驗室。
2、實驗室是全校師生進行實驗教學和科研活動的場所,學生進入實驗室後要保持肅靜,遵守紀律。
3、做實驗前,認真聽教師講解實驗目的、步驟、儀器的性能操作、方法和注意事項,認真檢查所需儀器設備是否完好齊全,如有缺損要及時向教師報告。
4、實驗時要遵守操作規程,按照實驗步驟認真操作。
5、實驗時要注意安全,防止意外發生。
6、愛護實驗室儀器設備。
7、實驗完畢要認真清理儀器設備,關閉水源電源。
性質
1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。
麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
㈥ 物理中探究實驗的方法有那些
1、控制變數法:就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為單一因素影響某一物理量問題的研究方法。
2、轉換法(放大法):對於一些看不見,摸不著的物理現象,或不易直接測量的物理量,用一些非常直觀的現象去認識或用容易測量的物理量間接測量的方法。
3、等效替代法(等效法):在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。
4、理想模型法(抽象法、描述法):把復雜問題簡單化,將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。
5、實驗推理法(科學推理法、理想實驗法):有一些物理現象,由於受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。
(6)如何進行物理實驗觀察擴展閱讀
物理學中對於多因素(多變數)的問題,常常採用控制因素(變數)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素,而控制其餘幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物的影響,分別加以研究,最後再綜合解決。
它是科學探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。
1、獨立變數,即一個量改變不會引起除因變數以外的其他量的改變。只有將某物理量由獨立變數來表達,由它給出的函數關系才是正確的。
2、非獨立變數,一個量改變會引起除因變數以外的其他量改變。把非獨立變數看做是獨立變數,是確定物理量間關系的一大忌。
正確確定物理表達式中的物理量是常量還是變數,是獨立變數還是非獨立變數,不但是正確解答有關問題的前提和保障,而且還可以簡化解答過程。
㈦ 高中物理實驗常見方法有哪些
探究物理實驗的科學方法有許多種, 常用的有觀察法、控制變數法、轉換法、等效替代法。高中這幾個都有,但考試考的最多的應該是控制變數法和等效替代法。
下面筆者將這些常用方法總結如下。 一、觀察法 觀察是學習物理最基本的方法,是科學歸納的必要條件, 學生對學習活動的外部表現進行有目的、有計劃的觀察、記錄, 能夠為物理概念的形成、物理知識的理解、物理規律的探究提供信息和依據。常用觀察方法有: 1.觀察重點, 排除無關因素的干擾。如做氣體膨脹對外做功的實驗時,學生只聽到「嘭」的一聲, 看到瓶塞跳得很高, 對真正需要看的現象---塑料瓶口出現的酒精煙霧卻視而不見, 這就需要教師及時交待, 提醒學生, 然後再進行分析。 2.前後對比觀察, 抓住因果關系。如學習密度一節時, 我首先讓學生區分銅塊、鐵塊、鋁塊、石塊、酒精、水等物體, 通過觀察它們的顏色、狀態、軟硬來辨認。然後出示用紙包住的相同體積的銅塊、鐵塊、鋁塊, 怎樣區分它們? 學生通過實驗發現, 它們的質量不同, 因而得出相同體積的物體質量不同, 也是物質的一種特性, 從而引入密度概念。 3.正、反對比觀察, 深化認識。在指導學生觀察時, 多採用一些正反對比的方法, 可以加深學生理解知識, 拓寬思路。如探究聲音的產生, 即無聲又有聲; 探究沸點與氣壓的關系時, 即增大氣壓, 沸點升高, 減小氣壓, 沸點降低。 二、控制變數法 控制變數法是指一個物理量與多個物理量有關, 把多因素的問題變成多個單因素的問題, 分別加以研究, 最後再綜合解決。利用控制變數法研究物理問題, 有利於扭轉「重結論、輕過程」的傾向, 有利於培養學生的科學素養, 使學生學會學習。如導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻都有關系, 研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓時, 控制導體的電阻不變, 改變導體兩端電壓, 看導體中電流的變化, 通過學生實驗, 得出歐姆定律I=U/R。另外,研究導體的電阻大小、滑動摩擦力的大小、液體壓強的大小、浮力大小、動能和重力勢能大小、電流的熱量的大小、壓力的作用效果、滑輪組的機械效率、電磁鐵的磁性強弱、產生感應電流方向也都用到了控制變數法。 三、轉換法 轉化法是指將抽象的、看不見、摸不著或者是微小變化的現象或規律, 使之轉化為學生熟知的看見的現象來認識它們。如電流看不見、摸不到, 但可以根據電流產生的效應來認識, 磁場也可以根據地磁場的基本性質來認識; 研究電熱與電流、電阻有關時, 將產生的電熱多少轉換成液柱上升的高度; 回答動能與什麼因素有關時, 將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。對於不容易測得物理量, 可以根據定義式轉換成能夠直接測量的物理量。如測量燈泡的電功率, 轉化成利用電流表通過燈泡的電流I, 用電壓表測出燈泡兩端電壓U, 通過P=IU計算得出電功率P。類似的實驗還有, 將測不規則小石塊的體積轉換成測石塊排開水的體積;測曲線的長短時轉換成測細棉線的長度, 測硬幣的直徑轉換成測刻度尺的長度; 測量滑動摩擦力大小轉換成測拉力的大小;測量大氣壓強值轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強。 對於能看到的實驗現象, 但是不容易觀察, 將它產生的效果放大再研究。如音叉的振動藉助於乒乓球被彈起的幅度將其現象放大來觀察; 壓力對玻璃瓶的形變時將玻璃瓶密閉, 裝滿紅水,插上一個小玻璃管, 將玻璃瓶形變引起液面變化放大成小玻璃管液面的變化。 四、等效替代法 等效替代法是指抓住兩個看似不同的物理過程, 尋求其共同效果。如用合力替代物體所受幾個力時, 合力與原來幾個力的作用效果相同; 研究串、並聯電路的總電阻時, 用總電阻大小代替分電阻大小; 在平面鏡成像的實驗中,由於我們無法真正的測出物與像的大小, 所以利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代像的大小, 從而驗證物與像的大小相同。
麻煩採納,謝謝!
㈧ 怎樣做探索物理規律的實驗
請採納!
一、觀察的幾種方法
1、順序觀察法:按一定的順序進行觀察。
2、特徵觀察法:根據現象的特徵進行觀察。
3、對比觀察法:對前後幾次實驗現象或實驗數據的觀察進行比較。
4、全面觀察法:對現象進行全面的觀察,了解觀察對象的全貌。
二、過程的分析方法
1、化解過程層次:一般說來,復雜的物理過程都是由若干個簡單的「子過程」構成的。因此,分析物理過程的最基本方法,就是把復雜的問題層次化,把它化解為多個相互關聯的「子過程」來研究。
2、探明中間狀態:有時階段的劃分並非易事,還必需探明決定物理現象從量變到質變的中間狀態(或過程)正確分析物理過程的關鍵環節。
3、理順制約關系:有些綜合題所述物理現象的發生、發展和變化過程,是諸多因素互相依存,互相制約的「綜合效應」。要正確分析,就要全方位、多角度的進行觀察和分析,從內在聯繫上把握規律、理順關系,尋求解決方法。
4、區分變化條件:物理現象都是在一定條件下發生發展的。條件變化了,物理過程也會隨之而發生變化。在分析問題時,要特別注意區分由於條件變化而引起的物理過程的變化,避免把形同質異的問題混為一談。
三、因果分析法
1、分清因果地位:物理學中有許多物理量是通過比值來定義的。如R=U/R、E=F/q等。在這種定義方法中,物理量之間並非都互為比例關系的。但學生在運用物理公式處理物理習題和問題時,常常不理解公式中物理量本身意義,分不清哪些量之間有因果聯系,哪些量之間沒有因果聯系。2、注意因果對應:任何結果由一定的原因引起,一定的原因產生一定的結果。因果常是一一對應的,不能混淆。
3、循因導果,執果索因:在物理習題的訓練中,從不同的方向用不同的思維方式去進行因果分析,有利於發展多向性思維。
四、原型啟發法
原型啟發就是通過與假設的事物具有相似性的東西,來啟發人們解決新問題的途徑。能夠起到啟發作用的事物叫做原型。原型可來源於生活、生產和實驗。如魚的體型是創造船體的原型。原型啟發能否實現取決於頭腦中是否存在原型,原型又與頭腦中的表象儲備有關,增加原型主要有以下三種途徑:1、注意觀察生活中的各種現象,並爭取用學到的知識予以初步解釋;2、通過課外書、電視、科教電影的觀看來得到;3、要重視實驗。
五、概括法
概括是一種由個別到一般的認識方法。它的基本特點是從同類的個別對象中發現它們的共同性,由特定的、較小范圍的認識擴展到更普遍性的,較大范圍的認識。從心理學的角度來說,概括有兩種不同的形式:一種是高級形式的、科學的概括,這種概括的結果得到的往往是概念,這種概括稱為概念概括;另一種是初級形式的、經驗的概括,又叫相似特徵的概括。
相似特徵概括是根據事物的外部特徵對不同事物進行比較,舍棄它們不相同的特徵,而對它們共同的特徵加以概括,這是知覺表象階段的概括,結果往往是感性的,是初級的。要轉化為高級形式的概括,必須要在經驗概括的基礎上,對各種事物和現象作深入的分析、綜合,從中抽象出事物和現象的本質屬性,舍棄非本質的屬性。
六、歸納法
歸納方法是經典物理研究及其理論建構中的一種重要方法。它要解決的主要任務是:第一由因導果或執果索因,理解事物和現象的因果聯系,為認識物理規律作輔墊。第二透過現象抓本質,將一定的物理事實(現象、過程)歸入某個范疇,並找到支配的規律性。完成這一歸納任務的方法是:在觀察和實驗的基礎上,通過審慎地考察各種事例,並運用比較、分析、綜合、抽象、概括以及探究因果關系等一系列邏輯方法,推出一般性猜想或假說,然後再運用演繹對其進行修正和補充,直至最後得到物理學的普遍性結論。比較法返回
比較的方法,是物理學研究中一種常用的思維方法,也是我們經常運用的一種最基本的方法。這種方法的實質,就是辯析物理現象、概念、規律的同中之異,異中之同,以把握其本質屬性。
七、類比法
類比是由一種物理現象,想像到另一種物理現象,並對兩種物理現象進行比較,由已知物理現象的規律去推出另一種物理現象的規律,或解決另一種物理現象中的問題的思維方法,類比不但可以在物理知識系統內部進行,還可以將許多物理知識與其他知識如數學知識、化學知識、哲學知識、生活常識等進行類比,常能起到點化疑難、開拓思路的作用。
八、假設推理法
假設推理法是一種科學的思維方法,這就要求我們針對研究對象,根據物理過程,靈活運用規律,大膽假設,突破思維方法上的局限性,使問題化繁為簡,化難為易。主要有下面幾方面內容:
1、物理過程假設
2、物理線路假設
3、推理過程假設
4、臨界狀態假設
5、矢量方向假設。
㈨ 在科學實驗中,怎樣進行科學的觀察
以物理實驗觀察為例,實質上其他學科如化學等都一樣
1 觀察
觀察就是充分利用人的各種感覺器官,對自然界的物理現象(包括實驗現象)的知覺過程。伽利略通過觀察吊燈的擺動,認識了擺的等時性。倫福德在從事槍炮製造時,觀察到鑽孔地下的金屬碎屑具有極高的溫度,他認為這么多的熱並不是金屬提供的,並做了一系列金屬鑽孔的實驗,根據實驗結果,倫福德斷言熱質說不足為信,應當把熱看成是一種運動形式。後來,英國的戴維做了更加嚴格的實驗,為熱是物質微粒的一種運動形式奠定了實驗基礎。人們對客觀世界的正確認識,是在反復觀察,實驗的基礎上形成的。觀察既然如此重要,在學習物理知識時,應掌握哪些具體的觀察方法和要求呢?
1.1 觀察的方法和步驟
①充分做好觀察前的准備工作。即准備好觀察工具和記錄的必備之物。
②要集中注意力,不放棄偶然目標,不輕易放過那些你甚至覺得毫無關系的現象。長期訓練,使之形成一種一絲不苟的科學習慣。
③反復觀察,找出實驗中產生某種現象的原因,透過現象看本質。
④作好觀察後的總結,對觀察到的現象和記錄的數據進行認真分析,以便形成物理概念,建立物理規律。例如,觀察凸透鏡成像實驗,首先要明確在實驗主要觀察蠟燭和屏的位置變化以及屏上像的變化。本實驗過程中,注意力應集中在蠟燭的位置、屏的位置和像的情況上。為了更准確地觀察這些現象,可進行多次實驗,最後總結出物距、像距、焦距以及像的虛實、放大、縮小等現象之間的關系。
1.2 觀察的要求
①迅速。物理實驗中,有很多實驗要求在很短的時間內准確讀出兩個或兩個以上的數據,這就要求有很快的觀察速度。
②准確。就是要縮小由於觀察帶來的誤差。
③深刻。就是要抓住那些往往是比較隱蔽的現象,而往往又是本質的物理過程。例如,浮沉子實驗中,當用手壓下瓶口的橡皮膜時,浮沉子會下沉。而下壓引起下沉的本質是下壓使浮沉子上部的空氣柱的體積減小,所受浮力減小所至。
④仔細。有些物理現象的變化不明顯,要求仔細觀察,並能分辨出細微差別。
2 思維
思維,是人腦對客觀世界的一種間接的、概括的反映,是將觀察、實驗所取得的感性材料進行思維加工,上升為理性認識的過程。學習過程就是一種思維活動,而思維活動也有一定的程序和方法。
2.1 物理思維的程序
物理思維是將物理現象與物理實驗所得到的感性認識,上升為理性認識,並從已有的理性認識上獲得新的理性認識。物理思維的主要程序是質疑與釋疑。
①質疑:質疑不是一般地提出不懂的問題,而主要指觀察者在充分運用了自己的知識卻仍不能解釋的,帶有一定難度的問題。因此,正確的質疑,對進一步學習和研究帶有方向性和啟發性。質疑的途徑很多,但質疑的深度卻與觀察者的觀察能力密切相關。例如,觀察沉浮子實驗,有的人只發現下壓與下沉的簡單關系。有的人則能發現下壓造成下沉的本質原因。
②釋疑。釋疑的前題是質疑,已有的知識是釋疑優先考慮使用的內容,當已有的知識對質疑的解釋明顯有困難時,對困難的那一部分就要進行創造性活動。釋疑應從物理學的基本概念,基本規律出發,先分析物理現象,找出產生這些現象的本質因素,再選擇適當的物理知識來解答物理問題。
質疑:三個溫度計都指示在20℃的位置,但有一個溫度計的刻度不準確,因此肯定有一個溫度計測量到的溫度與實際溫度不符,是什麼原因導致(a)(b)(c)三個圖中的實際溫度出現偏差呢?
釋疑:在實驗室中,圖二(c)杯中的酒精與空氣相通,由於蒸發吸熱,使得它的溫度低於室溫,而圖二(b)瓶中雖然也裝滿了酒精,但不會蒸發,因此它的溫度應和室溫相同,於是可以判斷圖二(c)的溫度計刻度不準確。
2.2 物理思維的基本方法
物理思維的方法包括分析、綜合、比較、抽象、概括、歸納、演繹等,在物理學習過程中,形成物理概念以抽象、概括為主,建立物理規律以演繹、歸納、概括為主,而分析、綜合與比較的方法滲透到整個物理思維之中。特別是解決物理問題時,分析、綜合方法應用更為普遍,如下面介紹的順藤摸瓜法和發散思維法就是這些方法的具體體現。