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接（1）续 5、观察物理现象的方法 学生要学会观察物理现象的基本方法： 整体观察法：即抓住物理现象的主过程，能从整体上把握所观察的物理现象。 多维度观察法：即从不同角度，不同的面，不同层次去揭示物理现象的主要的、本质的特征。 分析观察法：即剖析物理现象的成因，变化条件及结果。 表面张力的肥皂膜实验 如在观察课本中表面张力的肥皂膜实验中，要求学生观察比较分析： （1）将铁丝圆环放入肥皂膜中，取出时可形成肥皂膜； （2）再将圆环中间拴上细线，仍可形成膜，但细线没有拉直； （3）这时将细线右侧膜扎破则细线向右被拉成弧形； （4）若将细线打成一个圆，把圆环中间的膜扎破，则细线被周围的膜拉成圆形。 此实验观察中，肥皂膜的变化，实验出现4种情形，有顺序，有对比，有不同。 据此可分析，细线形成的形状，反映本质是肥皂膜有表面张力；以及表面张力的方向，表面张力各个方向的大小。 这就是用分析观察法，剖析物理现象的成因、变化条件和结果的过程。 另外在这个过程中有可能观察到在膜上有七彩条纹，这个物理现象是光的薄膜干涉，可作为以后学习光的干涉的伏笔。 6、科学研究的方法 '科学研究'本身也是物理学习的内容,了解科学研究的内容和方法是物理课程的目标之一。观察、测量、实验、记录等过程技能的学习在研究学习过程中是不可缺少的，也是学生学习物理课程应该掌握的；发现问题、建立假设、实验验证等许多研究性的学习行为，有助于学生掌握研究未知世界的手段。 科学研究的基本过程： （1） 提出问题：从日常生活、生产实际或学习中发现与物理学相关的问题，书面或口头表述这些问题。描述已知物理知识与所发现问题的冲突。 （2） 做出假设：应用已有知识，对问题的答案提出可能的设想，估计控制变量，设计实验。 （3） 制定计划：拟定研究计划，列出所需要的材料与器材，选出控制变量，设计实验具体方案。 （4） 实施实验：进行观察、调查和实验，收集数据，评价数据的可靠性。 （5） 得出结论：描述现象，处理数据，得出结论。 （6）表达、交流：撰写研究报告，交流研究过程和结论。 这是科学研究的一个基本流程，历史上许多的科学发现，都是采用了这样一种方法，这也是学习物理，形成科学素养的一个最重要的方面，即对问题用科学研究的方法去验证，而不是信口开河，想当然，一切以事实为根据，这也是一种良好的科学素质。 爱因斯坦 对光的本性——波粒二象性的认识过程就反映了这种科学实证精神： 有对光子的粒子性的实验现象、假设、科学实验证明和解释理论，也有对光的波动性的实验现象、假设、科学证明和解释理论，到最后通过实验证明，形成对光的本性——波粒二象性的统一认识。 由光的波粒二象性启发，德布罗意又提出来'物质波'的假设，后来电子射向晶体的实验也证实了物质波的存在。 在现代的科学研究，无论是能提出问题，做出假设，或者实验证明，或者提出一种理论解释，只要能做成一项，就是一件伟大的科学发明！ 7、物理实验仪器使用和原理设计的基本方法 测量仪器使用时的基本共性： 测量原理、最小刻度、量程、使用方法、注意事项等。 所有测量仪器在使用前都必须明确这样5项，才能够正确使用测量仪器。 如游标卡尺，测量原理是将主尺的1亳米在游尺上放大10倍，最小刻度0.1毫米，最大可量15厘米左右，使用方法是主尺和游尺的结合读数，注意零刻度是否准确等。 测量的本质就是将被测量物与标准作比较。 实验的目的就是要测量出所需要的数据，作为分析判断的依据，实验的方法是否正？往往决定了实验是否能够成功。 实验设计的方法可归纳以下几种： （1）累积放大法，把某些物理量累积测量或把它们放大后显示出来的一种方法。 如单摆实验周期的测量，测量50次周期的时间，然后再取平均值减小误差； 游标卡尺，螺旋测微器侧量微小长度，将微小长度在另外一个方面进行放大，再进行测量。 光放大 （2）平衡法，根据物理系统内部普遍存在的对立的、矛盾的双方使用系统偏离平衡的物理因素列出平衡方程式，从而找出影响平衡因素的一种方法。 如用天平测质量、验证固定转动轴物体的平衡条件、卡文迪许扭秤等。 卡文迪许扭秤 （3）控制变量法，在多因素影响的物理现象中，控制某些量不变，研究其中某一因素变化对现象结果的影响。 这是物理学最常见，最重要的一种实验方法！ 如验证'牛顿第二定律'的实验中，控制质量的不变，分析加速度与物体受力情况的关系，或者控制力不变，研究物体的加速度与物体质量的关系。 这种控制变量法的思想，也是科学素养的一个重要方面，现实生活中有许多科学的判断，都要用到这种控制变量的方法。 （4）转换法，把某些不易测量的量（不易显示的量）转换为容易测量的量（易显示的量）。 如把电流、电压、电阻的测量转化为电表指针的偏角； 用从等高处平抛两球的水平位移大小替代它们的水平速度大小等。 （5）留迹法，把瞬息即逝的现象（位置、轨道、图像等）记录下来的一种方法。 如用纸带打点记录小车的位置；描绘平抛小球轨道；闪光照法；云室记录微粒轨迹等。 未完待续 |
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