接（1）續(xù)

5、觀察物理現(xiàn)象的方法

學(xué)生要學(xué)會觀察物理現(xiàn)象的基本方法：

整體觀察法：即抓住物理現(xiàn)象的主過程，能從整體上把握所觀察的物理現(xiàn)象。

多維度觀察法：即從不同角度，不同的面，不同層次去揭示物理現(xiàn)象的主要的、本質(zhì)的特征。

分析觀察法：即剖析物理現(xiàn)象的成因，變化條件及結(jié)果。

如在觀察課本中表面張力的肥皂膜實驗中，要求學(xué)生觀察比較分析：

（1）將鐵絲圓環(huán)放入肥皂膜中，取出時可形成肥皂膜；

（2）再將圓環(huán)中間拴上細線，仍可形成膜，但細線沒有拉直；

（3）這時將細線右側(cè)膜扎破則細線向右被拉成弧形；

（4）若將細線打成一個圓，把圓環(huán)中間的膜扎破，則細線被周圍的膜拉成圓形。

此實驗觀察中，肥皂膜的變化，實驗出現(xiàn)4種情形，有順序，有對比，有不同。

據(jù)此可分析，細線形成的形狀，反映本質(zhì)是肥皂膜有表面張力；以及表面張力的方向，表面張力各個方向的大小。

這就是用分析觀察法，剖析物理現(xiàn)象的成因、變化條件和結(jié)果的過程。

另外在這個過程中有可能觀察到在膜上有七彩條紋，這個物理現(xiàn)象是光的薄膜干涉，可作為以后學(xué)習光的干涉的伏筆。

6、科學(xué)研究的方法

'科學(xué)研究'本身也是物理學(xué)習的內(nèi)容,了解科學(xué)研究的內(nèi)容和方法是物理課程的目標之一。觀察、測量、實驗、記錄等過程技能的學(xué)習在研究學(xué)習過程中是不可缺少的，也是學(xué)生學(xué)習物理課程應(yīng)該掌握的；發(fā)現(xiàn)問題、建立假設(shè)、實驗驗證等許多研究性的學(xué)習行為，有助于學(xué)生掌握研究未知世界的手段。

科學(xué)研究的基本過程：

（1） 提出問題：從日常生活、生產(chǎn)實際或?qū)W習中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)相關(guān)的問題，書面或口頭表述這些問題。描述已知物理知識與所發(fā)現(xiàn)問題的沖突。

（2） 做出假設(shè)：應(yīng)用已有知識，對問題的答案提出可能的設(shè)想，估計控制變量，設(shè)計實驗。

（3） 制定計劃：擬定研究計劃，列出所需要的材料與器材，選出控制變量，設(shè)計實驗具體方案。

（4） 實施實驗：進行觀察、調(diào)查和實驗，收集數(shù)據(jù)，評價數(shù)據(jù)的可靠性。

（5） 得出結(jié)論：描述現(xiàn)象，處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

（6）表達、交流：撰寫研究報告，交流研究過程和結(jié)論。

這是科學(xué)研究的一個基本流程，歷史上許多的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，都是采用了這樣一種方法，這也是學(xué)習物理，形成科學(xué)素養(yǎng)的一個最重要的方面，即對問題用科學(xué)研究的方法去驗證，而不是信口開河，想當然，一切以事實為根據(jù)，這也是一種良好的科學(xué)素質(zhì)。

對光的本性——波粒二象性的認識過程就反映了這種科學(xué)實證精神：

有對光子的粒子性的實驗現(xiàn)象、假設(shè)、科學(xué)實驗證明和解釋理論，也有對光的波動性的實驗現(xiàn)象、假設(shè)、科學(xué)證明和解釋理論，到最后通過實驗證明，形成對光的本性——波粒二象性的統(tǒng)一認識。

由光的波粒二象性啟發(fā)，德布羅意又提出來'物質(zhì)波'的假設(shè)，后來電子射向晶體的實驗也證實了物質(zhì)波的存在。

在現(xiàn)代的科學(xué)研究，無論是能提出問題，做出假設(shè)，或者實驗證明，或者提出一種理論解釋，只要能做成一項，就是一件偉大的科學(xué)發(fā)明！

7、物理實驗儀器使用和原理設(shè)計的基本方法

測量儀器使用時的基本共性：

測量原理、最小刻度、量程、使用方法、注意事項等。

所有測量儀器在使用前都必須明確這樣5項，才能夠正確使用測量儀器。

如游標卡尺，測量原理是將主尺的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結(jié)合讀數(shù)，注意零刻度是否準確等。

測量的本質(zhì)就是將被測量物與標準作比較。

實驗的目的就是要測量出所需要的數(shù)據(jù)，作為分析判斷的依據(jù)，實驗的方法是否正？往往決定了實驗是否能夠成功。

實驗設(shè)計的方法可歸納以下幾種：

（1）累積放大法，把某些物理量累積測量或把它們放大后顯示出來的一種方法。

如單擺實驗周期的測量，測量50次周期的時間，然后再取平均值減小誤差；

游標卡尺，螺旋測微器側(cè)量微小長度，將微小長度在另外一個方面進行放大，再進行測量。

（2）平衡法，根據(jù)物理系統(tǒng)內(nèi)部普遍存在的對立的、矛盾的雙方使用系統(tǒng)偏離平衡的物理因素列出平衡方程式，從而找出影響平衡因素的一種方法。

如用天平測質(zhì)量、驗證固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件、卡文迪許扭秤等。

（3）控制變量法，在多因素影響的物理現(xiàn)象中，控制某些量不變，研究其中某一因素變化對現(xiàn)象結(jié)果的影響。

這是物理學(xué)最常見，最重要的一種實驗方法！

如驗證'牛頓第二定律'的實驗中，控制質(zhì)量的不變，分析加速度與物體受力情況的關(guān)系，或者控制力不變，研究物體的加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系。

這種控制變量法的思想，也是科學(xué)素養(yǎng)的一個重要方面，現(xiàn)實生活中有許多科學(xué)的判斷，都要用到這種控制變量的方法。

（4）轉(zhuǎn)換法，把某些不易測量的量（不易顯示的量）轉(zhuǎn)換為容易測量的量（易顯示的量）。

如把電流、電壓、電阻的測量轉(zhuǎn)化為電表指針的偏角；

用從等高處平拋兩球的水平位移大小替代它們的水平速度大小等。

（5）留跡法，把瞬息即逝的現(xiàn)象（位置、軌道、圖像等）記錄下來的一種方法。

如用紙帶打點記錄小車的位置；描繪平拋小球軌道；閃光照法；云室記錄微粒軌跡等。

未完待續(xù)