初中物理探究教學(xué)基本方法

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》一方面強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究是一種重要而有效的學(xué)習(xí)方式，另一方面將科學(xué)探究作為義務(wù)教育階段物理課程的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容。探究教學(xué)中問題是核心，問題的解決是關(guān)鍵。課堂上學(xué)生提問時(shí)盲目隨意；猜想時(shí)胡猜亂想；驗(yàn)證時(shí)漏洞屢出；互評(píng)時(shí)相互指責(zé)，這些都是學(xué)生缺乏探究經(jīng)驗(yàn)和探究方法而造成的。要使學(xué)生積極參與探究活動(dòng)并有所收獲，必須進(jìn)行一些基本方法的教育和訓(xùn)練。

1 猜想與假設(shè)的方法

1.1 逐分法（對(duì)多個(gè)影響因素逐一分離、組合）

例1 壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)？

猜想 ①壓力的大小；②壓力的作用面積；③跟壓力的大小和壓力的作用面積兩個(gè)因素有關(guān)。

1.2 定量法（在極端量和中間量中假設(shè)）

例2 斜面的機(jī)械效率的探究實(shí)驗(yàn)。改變木板的傾斜程度：較緩、較陡和最陡，再分別測量得出三組數(shù)據(jù)，計(jì)算出斜面的機(jī)械效率，從而得出斜面的機(jī)械效率與它的傾斜程度的關(guān)系。

猜想 ①斜面越緩，機(jī)械效率越大；②斜面越陡，機(jī)械效率越大；③斜面與平面成45°夾角時(shí)，機(jī)械效率最大。

1.3 解析法（根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)、事實(shí)或知識(shí)進(jìn)行猜測）

例3 摩擦力的大小與什么因素有關(guān)？（同學(xué)們會(huì)很自然地聯(lián)想起：當(dāng)推箱子時(shí)，箱子越重，推起來越費(fèi)力；地面越粗糙，推起來越費(fèi)力。）

猜想 ①接觸面所受的壓力； ②接觸面的粗糙程度；③接觸面所受的壓力和接觸面的粗糙程度。

2 控制變量的方法

2.1 控制實(shí)驗(yàn)的條件（在相同的條件下實(shí)驗(yàn)，便于進(jìn)行對(duì)比，得出科學(xué)的結(jié)論）

例4 探究杠桿的平衡條件。調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)。給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿平衡。這時(shí)杠桿兩端受到的作用力等于各自鉤碼的重量。改變力和力臂的數(shù)值，再做兩次實(shí)驗(yàn)，通過分析三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出杠桿平衡的條件。

2.2 控制實(shí)驗(yàn)（在相同條件的前提下，確保只有一個(gè)變量）

例5 在“牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)探究中，在相同條件的前提下，分別通過毛巾、棉布、木板等改變水平桌面的粗糙程度，確保小車所處的環(huán)境只有一個(gè)變量。

3 假設(shè)猜想驗(yàn)證的方法

3.1 邏輯推理法

如例3中，箱子越重，推起來越費(fèi)力；地面越粗糙，推起來越費(fèi)力；所以通過邏輯推理，可對(duì)猜想③進(jìn)行肯定。

3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法

如例1中，把小桌腿朝下放在泡沫塑料上；在桌面上放一個(gè)砝碼；再把小桌翻過來，砝碼同樣壓在桌面上。根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)時(shí)泡沫塑料被壓下的深淺，顯示了壓力作用的效果。從而驗(yàn)證了例1中的猜想③是正確的。

3.3 數(shù)據(jù)分析法

探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系。通過測量阻值不同的幾個(gè)定值電阻兩端的電壓U和電流I，得出幾組數(shù)據(jù)，分析研究R、U、I這三個(gè)量之間的關(guān)系得出“電阻上的電流與兩端電壓成正比關(guān)系”的結(jié)論。

3.4 史料旁證法 

如例5，在“牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)探究中，如果運(yùn)動(dòng)物體不受力，它將會(huì)怎樣呢？猜想①物體保持靜止?fàn)顟B(tài)；猜想②物體以不變的速度下和方向永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。可引導(dǎo)學(xué)生查閱伽利略、笛卡兒等科學(xué)家所做的類似實(shí)驗(yàn)的有關(guān)資料來了解其中的原因。

當(dāng)然，假設(shè)猜想驗(yàn)證的方法不是孤立的，而是緊密聯(lián)系和統(tǒng)一的。如例5中的猜想①和猜想②既可以通過邏輯推理法進(jìn)行推理，以可以通過史料旁證法進(jìn)行驗(yàn)證。 

4 驗(yàn)證結(jié)果的三種情況

①結(jié)論與假設(shè)猜想不一致；

②結(jié)論與假設(shè)猜想完全一致；

③結(jié)論與假設(shè)猜想不完全一致。

當(dāng)前，教學(xué)和測試中探究活動(dòng)多是結(jié)論與假設(shè)猜想完全一致的。在平時(shí)的教學(xué)中，我們應(yīng)加強(qiáng)結(jié)論與假設(shè)猜想不一致的探究活動(dòng)。

例如，凸透鏡成像規(guī)律的探究實(shí)驗(yàn)，在猜測當(dāng)物體到凸透鏡的距離小于焦距時(shí)，往往容易猜測為成正立、放大的實(shí)像或倒立、縮小的虛像。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)他們的猜想是錯(cuò)誤的。

其他重要的方法還有：觀察、實(shí)驗(yàn)、記錄、收集、歸納等。要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過認(rèn)真學(xué)習(xí)、反復(fù)訓(xùn)練、循序漸進(jìn)，物理探究教學(xué)方法才能建立起來。