物理的探究方法

千问 · 2011-9-9 02:54:16

初中物理教材中，潜存着许多物理学的研究方法，如“研究电流产生的热量与什么因素有关”“研究决定电阻大小的因素”中的控制变量法；“研究电压”中的类比法；“研究物体不受力，将会怎样”中的推理法；“研究力的概念”中的归纳法。另外，实验、观察、假说、比较、尝试、模型、理想化、抓主要因素等，也都是物理常用的研究方法。在高中物理课程中，科学探究既是学生的学习目标，又是一种重要的教学方式。作为目标，基础教育阶段的科学探究是一种精心设计的，为培养学生的科学探究能力服务的教学活动。作为一种重要的教学方式，要求学生经历与科学家进行科学探究相似的过程，深入理解、掌握物理学的知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。验证性实验与探究性实验有什么不同？传统的物理课程通常通过验证性实验促进学生对物理学的理解，培养学生的物理实验能力。现在，高中物理新课程强调培养学生科学探究及物理实验的能力，强调通过探究性教学促进学生对物理学的理解。验证性实验与探究性实验作为两种不同的教学模式，主要有以下几点不同。验证性实验是一种步骤驱使的教学活动，探究性实验是一种问题驱使的教学活动。通常，验证性实验的实验器材、实验方案通常由教科书、实验手册或教师给定、提供，在实验过程中，学生按事先制定的步骤进行实验，收集数据。学生在实验过程中“按部就班”地操作，其智力活动水平相对不高。从教学设计的角度看，验证性实验更强调行为与规则的统一。而探究性实验需要学生自己设计并进行实验，寻求答案、发现规律。例如，探究怎样使水“火箭”飞得更高或更远，学生将会面临变量的选择，变量的控制以及设计、制作或选定实验器材等诸多问题。不同的变量对应着不同的实验方案，也对应着不同的问题解决技巧。学生智力活动的水平相对较高，更强调独立的思考与行为。验证性实验以检验已知概念或关系为主要目标，探究性实验以发现新概念或关系为重点。在验证性实验中，学生活动的中心是验证教学中已经讲述过的概念、关系或规律，例如验证牛顿第二定律。实验的结果是已知的，实验的目的是通过具体实验，促进学生进一步理解这一比较抽象的物理规律。从活动过程学生的思维特征看，验证性实验更多地体现出从抽象到具体的思维过程。在探究性实验中，学生活动中心探究未知的问题，并从中发现新的概念、关系或规律。例如，探究“火箭”装水的多少与飞行高度的关系，学生需要通过具体的实验结果，得出装多少水“火箭”能飞得最高的结论或总结出“火箭”装水的多少与飞行高度的关系。在探究性活动过程中，学生的思维更多地体现出从具体到抽象的过程。验证性实验有助于促进学生掌握陈述性知识，探究性实验有助于促进学生掌握程序性知识。在验证性实验中，实验目的通常是促进学生对科学概念、规律这样的程序性知识的掌握与理解。与验证性实验不同，探究性实验学生则需要自己识别、区别、控制与探究问题有关的变量，并制订实验方案、选择实验器材、收集实验数据，并通过分析与论证得出结论。在这里，结论的正确与否更多地依赖于实验的过程与方法是否正确、可靠，而不是来自于书本知识。因此，探究性实验更能发展学生怎样做实验这样的程序性知识。验证性实验的结论具有较大的确定性，探究性实验的结论具有较大的不确定性。验证性实验从实验原理到设计，从变量的选择到控制，从器材的制作到选择等都经过教材的编写者、实验器材的开发者以及教师等人员的精心设计、制作与准备，以确保学生的实验结果与所需验证的规律达到较好的一致性。验证性实验通常很少让学生面对并处理错误的、不确定的问题和概念。探究性实验则不同，探究的过程本身就是一个面临不确定结果的探索过程，也许探究活动的开始环节，如学生的猜想与假设，就决定实验不可能得到预期的结果。因此，探究性实验允许学生从错误和失败中学习，甚至将问题或错误视为一种有意义的教学资源，培养学生对科学的深入理解。

千问 · 2011-9-9 02:54:16

控制变量法、等效法、转换法、类比法、比较法、归纳法等