17种科学方法

一、科学方法（17种）在教学与检测中，要求学生记住下面17种科学方法的名称、常见实例，并会运用这些方法解决问题。这些科学方法也是中考考查的内容。1．控制变量法：（1）定义：在研究一个量与多个因素关系时，将一些因素固定不变，分别只研究该量与一个因素的关系，从而使问题简化。（2）举例：研究电流与电压、电阻关系时，先将电阻固定不变，研究电流与电压的关系，然后再将电压固定不变，研究电流与电阻的关系。2．转换法：（1）定义：将看不见、摸不着、不便于研究的问题或因素，转换成看得见、摸得着、便于研究的问题或因素。（2）举例：磁场看不见，我们撒上铁粉，通过铁粉的有序排列“看见”磁场并进行研究。3．放大法：（1）定义：放大、扩大、变大或增加某些因素使问题更容易解决。许多情况下可以认为这是一种特殊的转换法。（2）举例：将带有细玻璃管的塞子插到装满水的瓶口，显示玻璃瓶的微小形变。4．换元法（替代法）：（1）定义：换元法就是运用替换或代换的方法去进行创造的方法。（2）举例：研究平面镜成像时，用平面玻璃代替平面镜进行研究。研究透镜时，用冰块去代替玻璃制作简易的透镜。5．等效法：（1）定义：两种现象在效果上一样，因此可以进行相互替代。可以认为这是一种特殊的替代法。（2）举例：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。6．分类法：（1）定义：将许多东西根据一定的规则进行分组。（2）举例：将汽化现象分为蒸发、沸腾两类。7．比较法：（1）定义：找到两种东西（现象、物理量等）的相同点、不同点。（2）举例：蒸发和沸腾的异同点。8．类比法：（1）定义：由两种东西的一部分相似之处，推测其他部分也可能相似。（2）举例：研究功率时，想到功率表示做功快慢、速度表示运动快慢这一相似性，推测功率在定义、定义式、单位等方面也可能与速度相似。9．拟人类比法：（1）定义：拟人类比又称“亲身类比”或“角色扮演”。在解决问题时，让学生设想自己变成了问题中的某些事物，从而去设身处地、亲临其境地感受问题的本质，解决问题。是一种特殊的类比法。（2）举例：在研究分子热运动时，可以让学生设想自己就是一个个的分子。10．模型法：（1）定义：将研究的问题在抓住要点的基础上进行简化、抽象，建立模型，运用模型去更方便地研究问题。（2）举例：为研究光现象，引入“光线”这一模型。11．等价变换法：（1）定义：让学生把有关知识的数据、形象、动作、符号、公式、实例、文字叙述等各种信息自由地变换表示，培养学生联想能力。（2）例如，在研究压强时，将压强定义式变换为定义的文字叙述，或相反。12．逆向思考法：（1）定义：对研究的问题从相反方向思考，从而受到启发或得出结论。（2）举例：由“电能生磁”，引导学生反过来想一想，“磁能否生电？”13．缺点列举法：（1）定义：以挑剔的眼光去看待被研究的问题，找到它的缺点或不完美之处，然后针对这些缺点找到解决的方法。（2）举例：在研究了“弹簧测力计”之后，就可以对弹簧测力计进行改进：①首先，让学生找出普通弹簧测力计的缺点：不能记忆数据（一旦指针回零，就不能再显示刚才的数据）；不能在暗处读数；不能测压力。②然后，让学生协作学习、分组讨论，就可能解决上述问题：在针轨上加一塑料泡沫片；加一个小灯泡电路；将弹簧测力计顶部打开，接入一受力装置与指针和弹簧连接。14．缺点利用法：（1）定义：针对所研究内容中的缺点和不足，将错就错、变害为利、变废为宝，找到知识的应用途径。（2）举例：重力的方向竖直向下易使物体下落破碎是缺点，但同时也可以利用这一点制成打桩机、重锤，悬挂物体等等。再如，导体中电流过大，产生大量热量而引起火灾是缺点，但正是据此制成了电热器来为我们服务。15．组合法：（1）定义：通过不同原理、不同技术、不同方法、不同现象、不同器材等组合，去设计创造、解决问题。（2）举例：将电流表、电压表组合使用，去测量电阻。16．逐渐逼近法：（1）定义：是指在解决某些问题时，让学生设计逐渐逼近的实验及其过程，然后根据实验现象的发展趋势和走向，进行理想化推理，从而推出结论或规律。（2）举例：在研究“牛顿第一定律”时，可以让学生设计阻力逐渐减小的三个斜面实验，根据实验现象得出“阻力越小，速度变化越慢”，最终进行理想化推理，得到“当阻力为零时物体做匀速直线运动的结论”。17．反证法：（1）定义：是指在解决某些问题时，若直接证明该问题的存在有困难，可以让学生设计该问题不存在的情景，通过该情景不成立，从而推出原来问题的存在。（2）举例：在研究“二力平衡条件”时，直接证明二力平衡必须在同一物体上很困难，可以设计一个可以分为两半的物体，当将该物体分为两个物体后，发现二力不平衡了，从而说明了一对平衡力必须作用在同一个物体上。二、人教版新《物理》教材各章节科学方法应用举例如下是在人教版新《物理》教材各章节中，运用上述17种科学方法的例子，其中还包括“归纳法”、“演绎法”这两种基本方法，以及“假说——检验模式”和“猜想——反驳模式”这两种基本思维程序的举例，以供老师们在教学中参考。注意：1．下面用“★”表示的是17种科学方法之外的参考内容；用“▲”表示的是17种科学方法中不要求学生掌握的实例。其余的17种方法的实例均要求学生掌握。2．下面举例中要求学生掌握的例子，是指中考前能够达到的要求，并非初二或初三第一学期对学生的要求，切忌开始时要求过多。3．下面内容不涉及课内阅读内容、课外阅读内容。科学之旅节方法内容科学之旅★探究思维程序之一（假说——检验模式）★提出问题——建立假说（猜想）——实验检验——得出结论（伽利略吊灯）（后面不再举例）第一章机械运动节方法内容一、长度和时间的测量★累积法★长度的特殊测量方法★附着法▲组合法二、运动的描述★归纳法（基本方法之一）★通过各种运动现象找出共性，得到机械运动概念（后面很多，不再举例！）三、运动的快慢比较法▲比较得出速度的物理意义控制变量法得出速度公式分类法机械运动的分类等价变换法速度定义、定义式、图像互相变换四、测平均速度组合法测量方法组合、器材组合进行测量第二章声现象节方法内容一、声音的产生与传播放大法振动发声逐渐逼近法真空不传声比较法▲声速表二、声音的特性控制变量法研究音调与振动快慢；响度与振动幅度关系第三章物态变化节方法内容一、温度放大法▲温度计玻璃管的作用缺点列举法设计制作温度计二、熔化和凝固分类法物态变化的分类；固体的分类转换法吸收热量转换为加热时间逆向思考法通过熔化过程想象凝固过程比较法比较晶体、非晶体熔化、凝固的异同点等价变换法熔化、凝固规律可以用图像表示三、汽化和液化转换法研究沸腾时吸收热量转换为加热时间等价变换法水沸腾规律可以用图像表示分类法汽化分为蒸发、沸腾两种比较法蒸发、沸腾的异同点，▲蒸发吸热致冷两支温度计控制变量法研究蒸发快慢因素逆向思考法由汽化吸热想到液化放热，加快蒸发想到减慢蒸发四、升华和凝华逆向思考法由升华吸热想到凝华放热第四章光现象节方法内容一、光的传播模型法光线二、光的反射分类法反射的分类比较法▲比较入射角和反射角大小；两种反射比较反证法研究三线共面问题★探究思维程序之二（猜想——反驳模式）★提出问题——建立假说（猜想）——实验反驳——得出结论（研究三线共面问题）（后面不再举例！）三、平面镜成像换元法用平面玻璃代替平面镜等效法用相同的蜡烛与像重合四、光的折射类比法▲类比光的反射研究光的折射比较法▲比较入射角和折射角大小第五章透镜及其应用节方法内容一、透镜分类法透镜的分类比较法▲两类透镜对光线的作用二、生活中的透镜分类法实像、虚像比较法比较实像和虚像三、凸透镜成像的规律比较法比较4种成像情况分类法成像4种情况的分类第六章质量与密度节方法内容一、质量等价变换法▲天平两边物体质量相等二、密度比较法▲密度物理意义、概念建构、密度表等价变换法密度定义、定义式、图像之间的变换三、测量物质的密度分类法▲分为测量固、液体组合法测量方法组合、器材组合进行测量四、密度与社会生活★演绎法（基本方法之二）★解决综合计算题的思路第七章力节方法内容一、力分类法▲力的作用效果；▲力的三要素放大法显示微小形变逆向思考法▲力的作用是相互的模型法力的示意图二、弹力弹簧测力计转换法▲弹簧测力计原理分类法▲塑性、弹性三、重力转换法显示重力的方向等价变换法重力与质量关系的内容、公式、图像第八章运动和力节方法内容一、牛顿第一定律逐渐逼近法斜面实验设计比较法▲比较三个斜面实验的异同点逆向思考法▲由惯性的利用想到危害二、二力平衡反证法研究二力平衡的条件三、摩擦力控制变量法研究摩擦力有关因素分类法摩擦分类、摩擦方法分类比较法▲比较滑动摩擦和滚动摩擦逆向思考法由增大摩擦想到减小摩擦第九章压强节方法内容一、压强比较法▲压强的物理意义；▲小桌实验的比较控制变量法研究压力效果两个因素分类法增减压强的方法转换法通过小桌下陷情况显示压强大小逆向思考法由增大压强想到减小压强二、液体压强转换法显示液体压强的各种方法控制变量法研究液体压强规律比较法▲每一个规律的研究过程等价变换法规律和公式的变换模型法▲将规律变换为公式的过程★演绎法★将规律变换为公式的过程类比法将水分子比作苹果拟人类比法将水分子比作人三、大气压强转换法大气压的存在，托里拆利实验过程缺点列举法托里拆利实验过程逆向思考法托里拆利实验过程换元法托里拆利实验过程四、流体压强与流速的关系转换法流体压强大小的显示第十章浮力节方法内容一、浮力★演绎法▲浮力产生的原因转换法浮力的方向显示二、阿基米德原理控制变量法研究阿基米德原理比较法▲原理中的每一个因素等价变换法原理和公式，▲V排和V液面下★演绎法★从浮力产生原因退出阿基米德原理公式的推导三、浮力的应用分类法物体浮沉条件、应用的几种情况★演绎法★从浮沉条件推出密度关系缺点列举法▲空心问题研究模型法轮船、潜水艇的研究第十一章功和机械能节方法内容一、功分类法▲功的二要素，不做功的几种情况等价变换法▲功的定义和公式二、功率比较法▲功率的物理意义；▲研究做功快慢各因素情况比较类比法类比速度研究功率控制变量法研究做功快慢因素等价变换法功率定义和定义式三、动能和势能分类法机械能分类转换法动能、势能大小的显示控制变量法研究动能、势能有关因素比较法▲研究每一个因素的比较四、机械能及其转化逆向思考法转化方向可逆转换法▲动能、势能变化的显示第十二章简单机械节方法内容一、杠杆分类法3种杠杆比较法3种杠杆的特点逆向思考法由杠杆的优点想到缺点二、滑轮缺点列举法▲滑轮的引入分类法滑轮的分类比较法定滑轮、动滑轮的比较逆向思考法由滑轮的优点想到缺点，反之等价变换法滑轮组规律的内容和公式三、机械效率比较法▲机械效率的引入、▲物理意义组合法滑轮组机械效率的测量原理、器材第十三章热和能节方法内容一、分子热运动转换法分子热运动——扩散类比法分子类比为小球拟人类比法分子类比为学生比较法固、液、气分子特性比较模型法用弹簧连接两个小球研究分子间力二、内能分类法改变内能的方法比较法▲改变内能的方法逆向思考法由增加内能想到减小内能等效法改变内能两种方法等效三、比热容比较法▲比热容的物理意义控制变量法比热容概念的建构转换法▲吸热能力大小的显示等价变换法比热容定义与定义式第十五章电流和电路节方法内容一、电荷摩擦起电转换法带电分类法电荷分类，导体和绝缘体逆向思考法▲由同种电荷作用想到异种电荷作用二、电流和电路模型法电路图、电路符号转换法灯泡亮显示电流存在分类法▲电路3种状态比较法▲电路3种状态三、串联和并联分类法串联电路、并联电路比较法串联电路、并联电路的比较模型法串联电路、并联电路电路图四、电流的强弱比较法▲电流强度的物理意义放大法▲电流表的指针五、串、并联电路电压的规律比较法▲实验数据比较得出结论等价变换法规律和公式的变换第十六章电压电阻节方法内容一、电压类比法▲引入电压概念放大法▲电压表的指针二、串、并联电路电压的规律类比法▲类比研究电流规律的实验方法比较法▲实验数据比较得出结论等价变换法规律和公式的变换三、电阻类比法▲电阻概念的引入转换法▲通过电流表、灯泡等显示电阻大小比较法▲电阻的物理意义模型法电阻电路符号控制变量法研究电阻大小的因素逆向思考法