中考常用的17种科学方法

中考常用的17种科学方法

青岛市初中物理对科学方法的要求 科学方法是探究的工具，是连接知识与能力的桥梁，方法的运用是能力的外在表现。青岛市初中物理学科根据学生的特点，在长期的教学实验中挑选了如下的一些科学方法应用到物理探究和学习活动中，作为学生探究与学习的有力工具，也作为学生必须掌握的学习内容。这些科学方法包含“物理研究方法”和“创造技法”两类，共有17种，如下所述：‎ 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。‎ 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——‎ ‎★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！）‎ 反驳模式）‎ 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 ‎▲增大、减小电阻的方法 四、变阻器 缺点列举法 设计制作滑动变阻器 第十七章 欧姆定律 节 方法 内 容 一、电阻上电流跟两端电压的关系 控制变量法 研究电流与电压、电阻关系 比较法 ‎▲比较数据表格得出每一个结论 组合法 电流表与电压表组合；简单电路与滑动变阻器组合 等价变换法 结论、图像、公式之间的变换 二、欧姆定律 等价变换法 规律、图像、公式之间的变换 ‎★演绎法 ‎★规律运用解决问题 三、电阻的测量 组合法 原理组合：测电压与测电流组合，器材组合：电压表和电流表组合 四、电阻的串联与并联 等效法 总电阻的概念 ‎★演绎法 ‎★数学推导串、并联电阻公式 第十八章 电功率 节 方法 内 容 一、电能 转换法 电能以及其他能的显示 等价变换法 ‎▲电功与电压、电流、时间关系和公式表示 逆向思考法 电能转化为其他能，反过来其他能转化为电能 二、电功率 类比法 ‎▲电功率与功率类比 比较法 ‎▲电功率的物理意义 等价变换法 电功率定义与定义式 三、测量小灯泡的电功率 组合法 原理组合：测电压与测电流组合；器材组合：电压表和电流表组合 比较法 ‎▲比较得出电功率与亮度关系 四、焦耳定律 控制变量法 电热与各个因素关系的研究 比较法 ‎▲电热与各个因素关系的研究 转换法 电热的显示 等价变换法 焦耳定律文字与公式 逆向思考法 电热利用、电热防止 缺点利用法 电热危害引出电热器 第十九章 生活用电 节 方法 内 容 一、家庭电路 模型法 ‎▲运用家庭电路模型进行研究 分类法 ‎▲表格归纳家庭电路中各元件的作用 缺点列举法 保险装置 二、家庭电路中电流过大的原因 分类法 家庭电路电流过大两个原因 比较法 ‎▲保险丝材料的选择 三、安全用电 分类法 ‎▲触电的种类；▲安全用电的原则 第二十章 电与磁 节 方法 内 容 一、磁现象 磁场 转换法 显示磁力、磁场、磁场方向等 模型法 磁感线 分类法 ‎▲磁极分为N、S极；▲磁极间作用 逆向思考法 ‎▲同名磁极间作用与异名磁极间作用 二、电生磁 转换法 显示电流磁效应 类比法 通电螺线管磁场与条形磁铁磁场 三、电磁铁 电磁继电器 转换法 显示磁性强弱 控制变量法 研究电磁铁磁性强弱与电流、匝数关系 比较法 ‎▲铁芯的作用；▲电磁铁磁性强弱与电流、匝数关系 模型法 电磁继电器示意图 四、电动机 控制变量法 ‎▲通电导体在磁场中的受力方向研究 逆向思考法 ‎▲通电导体在磁场中的受力方向研究中改变电流方向、对调磁极 五、磁生电 控制变量法 产生感应电流条件；感应电流方向因素的研究 逆向思考法 由电生磁到磁生电；▲感应电流方向的研究中的因素对调 比较法 磁场对电流的作用、电磁感应的比较 第二十二章 能源与可持续发展 节 方法 内 容 一、能量的转化和守恒 转换法 显示各种能量及其转化 分类法 能量的分类 逆向思考法 各种能量之间的相互转化