初中物理等效替代法范文

導語：如何才能寫好一篇初中物理等效替代法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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方法一、等效替代法：

等效替代法是指在研究某一個物理現象和規律時，因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制，不可以或很難直接揭示物理本質，而采取與之相似或有共同特征的等效現象來替代的方法。這種方法若運用恰當，不僅能順利得出結論，而且容易被學生接受和理解。在探究平面鏡成像規律的實驗中，用玻璃板替代了平面鏡，因兩者在成像特征上有共同之處，容易使學生接受，而玻璃板又是透明的，能通過它觀察到玻璃板后面的蠟燭，便于研究像的特點。

比如在學習伏安法測電阻之后，要求學生設計一個實驗，在上述實驗中缺少電壓表或電流表，其它器材不變，另有電阻箱供選用，要求測出未知電阻，應該怎么辦？學生就可以用等效替代的思想進行設計了。

例：現有兩節電池，三個開關，若干導線，還有電流表、滑動變阻器、電阻箱各一個，請用以上器材設計一個實驗方案測出未知電阻Rx的值（電阻箱的最大阻值大于Rx）。

解析：（1）按圖1連接好實物電路，將滑動變阻器接入電路的阻值調到最大值。

圖一 圖二

（2）閉合開關S1、S2，調節滑動變阻器R1的電阻，使電流表的示數為某一合適的數值并記為I0。

（3）斷開開關S2，閉合開關S3并調節電阻箱R2的阻值，使電流表的數值仍為I0，則Rx的阻值就等于此時電阻箱R2的阻值。

點評：這里用電阻箱R2（已知阻值電阻）等效替代了待測電阻Rx，電路中的電流仍為I0，所以Rx=R2。測量方法突破常規思維，非常獨特、新穎。

若在此實驗中，將電流表改為電壓表，其他器材不變，試用上述等效替代法測出未知電阻Rx的阻值。測量方法和操作步驟與上題大同小異，它的電路圖如圖2所示，只需調節R2知道兩次電壓表讀數相同，此時R2的讀數九等于Rx的阻值。

方法二、控制變量法：

所謂控制變量法是指為了研究物理量同影響它的多個因素中的一個因素的關系，可將除了這個因素以外的其它因素人為地控制起來，使其保持不變，再比較、研究該物理量與該因素之間的關系，得出結論，然后再綜合起來得出規律的方法。這種方法在整個初中物理實驗中的應用比較普遍。

在初中物理中，探究影響液體的蒸發快慢的因素、影響滑動摩擦力大小、影響導體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強弱的因素的因素、決定壓力作用效果的因素等實驗，都運用了控制變量法。

例：（10·鎮江）小凡同學在4塊相同的玻璃板上各滴一滴質量相同的水，進行如圖所示的實驗探究，得出水蒸發快慢與水的溫度、水的表面積和水面上方空氣流動快慢有關。

（1）通過A、B兩圖的對比，可以得出水蒸發快慢與水的 有關。

（2）通過 兩圖的對比，可以得出水蒸發快慢與水的溫度有關。

（3）小凡同學猜想水蒸發快慢還可能與水的質量有關，于是繼續進行了如下探究：在相同環境下的兩塊相同的玻璃板上分別滴上一滴和兩滴水（如圖4）.結果發現甲圖中水先蒸發完，于是他得出結論：水蒸發快慢與水的質量有關，水的質量越小蒸發越快。從實驗設計環節看，他沒有控制水的 （選填“質量”或“表面積”）相同；從得出結論環節看， “根據誰先蒸發完，判斷誰蒸發快”是否正確？ （選填“正確”或“不正確”），理由是 。

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1控制變量法

物理學中研究一個物理量與多個因素的關系時，常采用的方法是只改變其中的一個因素，而保持其他的因素不變，從而確定這個因素是否影響我們所要研究的物理量。這種方法就是控制變量法。

例如，在探究決定電阻大小的因素的實驗中，在探究電流與電壓的關系、電流與電阻的關系的實驗中，在探究電流通過導體時產生的熱量跟什么因素有關的實驗中，都用到了控制變量法。

例1（咸寧中考）用如圖1所示的實驗電路來“探究――影響電阻大小的因素”，電路中a、b、c、d是四種不同的金屬絲。

編號材料長度（m）橫截面積（m2）①鎳鉻合金0。80。8②鎳鉻合金0。50。5③鎳鉻合金0。30。5④鎳鉻合金0。31.0⑤康銅合金0。30。5⑥康銅合金0。80。8現有幾根鎳鉻合金絲和康銅合金絲，其規格如上表所示。為了便于探究和分析，實驗中要利用控制變量法，要求都相對金屬絲a 進行比較，因此電路圖中金屬絲a 應選上表中的（用編號表示），b、c、d 應分別選上表中的（用編號表示）。

解析③與②的材料、橫截面積相同而長度不同，可用來對比研究導體的電阻與導體長度的關系；③與④的材料、長度相同而橫截面積不同，可用來對比研究導體的電阻與導體橫截面積的關系；③與⑤的長度、橫截面積相同而材料不同，可用來對比研究導體的電阻與導體材料的關系。

答案③；②④⑤（順序可互換）

點評在“探究影響電阻大小的因素”的實驗中，要研究電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積的關系，因此每次實驗時都要控制變量。在研究導體的電阻與材料的關系時，要保持導體的長度和橫截面積相同；在研究導體的電阻與長度的關系時，要保持導體的材料和橫截面積相同；在研究導體的電阻與橫截面積的關系時，要保持導體的材料和長度相同。

2圖象法

圖象法是指借助圖象來確定物理量之間關系的方法，是物理學中運用數學知識研究物理規律的非常有效的方法，是一種科學探究的基本方法。

在電學中經常利用圖象坐標來進行定性分析和定量計算，例如，在探究通過導體的電流與導體兩端的電壓、導體的電阻的關系時，利用“U-I圖象”可以使復雜問題簡單化。在歷年中考中，有關圖象坐標的電學題也屢見不鮮。

解析由圖2可知，對于R1來說，電流0。2 A對應的電壓是4 V，根據電阻計算公式得

答案A

點評本題考查如何利用圖象坐標計算物理量的取值。此類題的解題關鍵是選好特殊值，代入相應公式計算出結果。

3等效替代法

所謂的“等效替代法”就是在效果相同的前提下，把實際的、復雜的物理過程變成理想的、簡單的等效過程來處理，可使問題的研究與解決大為簡化，還可加深對物理概念、規律的理解。

例如，在研究串、并聯電路的電阻規律時、在用特殊方法測量電阻時利用等效替代法可以使復雜問題簡單化。

例3（莆田中考）在測定一個未知電阻Rx的阻值時，小明和小亮設計了如圖3甲所示的實驗電路，其中R1是電阻箱S1為單刀積擲開關。

（1）閉合開關S后，把開關S1接到觸點1；把開關S1接到觸點2后，小明和小亮采取了不同的實驗操作。

小明的操作：保持滑片P的位置不變，只調節電阻箱R1，直到電壓表示數為U；

小亮的操作：同時調節滑動變阻器R和電阻箱R1，直到電壓表表示數為U。

你認為兩人的操作中，的操作是正確的。

（2）選擇正確的實驗操作后，電阻箱R1上各旋鈕的位置如圖3乙所示，其讀數為Ω，則待測電阻Rx的阻值應為Ω。

解析（1）本題中，閉合開關S后，把開關S1接到觸點1時，調節滑動變阻器R，使電壓表有個合適的示數U，這個電壓為此時待測電阻Rx分擔的電壓大小；當小明操作時，是保持滑片P的位置不變（即變阻器連入電路中的電阻大小不變），只調節電阻箱R1，直到電壓表示數為U，說明此時電阻箱R1分擔的電壓與（1）步驟中的Rx分擔的電壓相等。因兩次實驗中，變阻器接入電路中的阻值大小相同，故R1與Rx接入電路中的電阻大小也相同。由此可知，小明的操作是正確的；

（2）按照電阻箱的讀數規則，其讀數為

待測電阻Rx的阻值等于實驗中R1的示數，也是108 Ω。

答案（1）小明；（2）108；108。

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一、堅守生本本位

在教學中，堅守生本本位，教師要有意識地創設教學情境，激發學生的探究熱情，讓學生在探究活動中學習知識，在探究活動中研究方法.教師要根據學生的認知過程，設計合理的教學方案和教學計劃.如，在研究平面鏡成像規律實驗中，我們不要急于讓學生一下子就算出成像的大小，要先讓學生知道，像和原物的大小關系，然后逐步引向深入.要啟發學生：有些演員不能獨立完成的高難度動作，經常請替身完成.通過這類例子類比：用另一個相同的蠟燭做特技替身，來代替鏡子的蠟燭，去與它的像進行比較，這樣很符合學生的認知特點，又能很好地解決文本中想要說明的“像和物的大小關系”問題.

創設情景、引導學生選擇研究方法.這有利于培養學生的能力，給學生更多探索的機會.如果教師能有效挖掘教材，不僅可以成功地完成物理知識教學任務，更有利于學生掌握物理研究方法和創新能力的培養.例如，在研究“滑動摩擦力與什么因素有關”我們時，讓學生思考：什么例子可以證明，產生滑動摩擦的相關因素呢？在學生探究的基礎上，學生和教師總結猜想：滑動摩擦力的大小和接觸表面粗糙程度、壓力、接觸面積、物體的速度等有關.接著質疑：用什么方法來確認你的“猜想”是正確的.如果滑動摩擦力的大小改變時，你如何確定其影響的因素呢？――控制變量法將是一個重要的技能.學生在選擇適當的研究方法后在下面的學習和探究，就可以順利進行了.

二、深入啟發，突破難點

在物理課堂教學中，啟發式教學遇到的一個最大障礙是學生“啟而不發”.在這里，最直接的原因還要從教師這里找，因為很多時候是我們的要求和教學內容與學生的實際沒有完全接軌.因此，做好啟發式教學的關鍵是聯系學生的實際，堅持發展學生的最近發展區.學生只有估計他能夠接近目標，才會試著去努力，標準太高了，他不可能去嘗試.標準太低，當然也不可能使學生進入積極的精神狀態.沒有積極的精神狀態，突破難點就勉為其難.如，單擺問題的難點突破.有一位有經驗的教師是這樣做的：在講完單擺以后，提出了如下問題請學生想一想“當單擺擺角不大時，什么力使單擺做簡諧振動呢？”一個學生說，“是張力的力量”，一個學生說是“重力的分力”，各抒己見.然后另外一個學生說：“他們兩位只是說法不同，本質是一樣的.第一個學生是從合成角度分析的，第二個學生是從分解角度分析的，合成與分解是方法問題，實質是一樣的.”接著教師又問：“二者實質既然相同，合成和分解的分力就都應該具有簡諧力（簡稱為回復力）的特征，是嗎？”這樣的啟發使課堂上的形勢發生了變化，許多學生通過分析而支持“是重力分力”的正確觀點，深入的啟發，充分調動學生的積極性.

在初中物理教學中，教師應引導學生不斷思考，要以學生為主體，充分調動學生學習的主動性、積極性.在教師的指導和啟發下，組織學生積極開展討論，使學生對物理問題進行思考、討論、分析和研究，最后得出正確的結論.討論主要內容應該是物理學中的重要概念、規律、現象和公式及學生在學習過程中經常遇到的一些問題，學生學習這些概念、規律和公式相對來說還是有困難的，容易模糊.如“運動和力的關系”、“波的概念”、“浮力”的概念等.

三、方法舉隅，重在變通

1.等效替代法

“曹沖稱象”中用石子等效替換大象，就是等效替代法.等效替代法是一種抓住兩個看起來不同的物理過程，找到同樣效果的方法.如：在電路中，若干個電阻，相當于一個適當的阻力，反之亦然.如串聯電路的總電阻、并聯電路的總電阻都利用了等效的思想.

2.實驗推理法

在初中物理教學中，有一些物理現象，用實驗可以直接驗證，而有的卻需要我們通過實驗，提出了合理的推理得出正確的結論，這就是實驗推理法.

如，牛頓第一定律實驗.同一物體，從同一斜面同一高度釋放，它在光滑平面運動和粗糙的平面上運動，滑出去的距離明顯是不一樣的.于是我們推斷，如果這個物體在絕對光滑平面上運動，那么這個物體將永遠是勻速直線運動.再如，在做真空不能傳遞聲音的實驗時，當我們發現空氣越少，聲音就越小時，我們推斷，真空不能傳聲的.

3.建立模型法

為了方便的研究物理問題，在初中物理教學中常常采用建立模型的方法，建立模型方便于探討事物的本身，建立模型是對研究對象所作的一種簡化描述.物理學的發展過程可以說是一個不斷建立物理模型的過程，是一個用新的物理模型來取代舊的或不完善的物理模型的過程.

如，研究肉眼難以觀察到的原子結構時，我們光靠語言的描述，是很困難的，怎么辦？――建立核結構模型.再如：力的示意圖或力的圖示是實際物體和作用力的模型.電路圖是一個真正的電路模型.

4.類比法

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1、控制變量法：某一物理量往往同時受到幾個不同物理量的影響，為了確定各個不同物理量之間的關系，就需要用人為的方法控制某些變量，使其保持不變，然后改變某一個量，看所研究的物理與該物理量之間的關系的方法。

此類方法常用于：（1）探究影響蒸發快慢的因素。（2）探究影響導體電阻大?。?）探究影響電磁鐵磁性強弱的因素。（4）探究電流跟電壓、電阻的關系。（5）探究影響電流熱效應的因素。（6）探究影響滑動摩擦力大小的因素。（7）探究決定壓力作用效果的因素。（8）探究影響動能大小的因素等。

2、等效替代法：在研究某一個物理現象和規律時，因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制，不可以或很難直接提示其物理本質，而采取與之相似或有共同特征的等效現象來替代的方法。

此類方法常用于；（1）探究平面鏡成像特點，（2）探究等效電阻等。

3、轉換法：有的物理量不便直接測量，通過將其轉換為容易測量的物理量，或有的物理現象不便直接觀察，通過將其轉換為與之相關聯的物理現象，從而獲得結論的方法

此類方法常用于：（1）探究影響電磁鐵磁性強弱因素時，用吸引鐵釘的多少來判斷》（2）通過觀察壓強計U形管內液柱的高度差判斷液體內部的壓強大小。（3）通過觀察木樁被落下的金屬塊撞擊后陷入沙坑中的深淺來比較重力勢能的大小。（4）通過墨水的擴散現象來認識分子的無規則運動等。

4、類比法：在學習一些十分抽象的物量時，為了把要表達的物理問題說清楚，往往用具體的、有形的、大家熟知的事物來類比，通過一個比較熟悉的對象的某些特征，去理解和掌握另一有相似性的對象的某些特征的方法。

5、實驗推理法：有一些物理現象，由于受實驗條件所限，無法直接驗證，需要我們先進行實驗，再根據實驗結果進行合理推理從而得出正確結論，這是一種常用的科學方法，

6、理想模型法：將抽象的物理現象用簡單易懂的模型表示的方法，

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1功能電路

按照功能劃分電路，是電子線路的觀點，將此觀點運用于高中電路的學習，有助于搞清楚電路各部分的作用，實踐證明，這種觀點和方法是卓有成效的.高中階段按照功能電路的觀點來看，電路可分為四種或四部分，分別是供電電路，測量電路，保護電路和校對電路，其中主要的是供電電路和測量電路.

1.1供電電路

顧名思義，供電電路負責給電路供電，一般包括電源和滑動變阻器兩個元件.供電電路有三種方式：

第一種是初中學過的、拿電源直接給用電器供電；

第二種就是高中學過的分壓式供電電路，如圖1所示；

第三種就是限流式供電電路，如圖2所示.

關于供電電路是選擇分壓式還是限流式已有多篇文章分析過，本文不再贅述，只用16字簡單總結一下：零起必分，滑小必分，滑大可限，燒表必分.

1.2測量電路

顧名思義，測量電路負責對電路中的相關量進行測量，因為高中物理中的電學測量工具只有電壓表和電流表及萬用電表，故而測量電路這部分主要就是伏安電路.由于電表本身有內阻，方法上又分為外接法和內接法，外接法適合測量小電阻，測量值小于真實值，內接法適合測量大電阻，測量值大于真實值，可簡單總結為“外小內大”.需要注意的是，測量電路它具有的就是測量功能，故而電路中相關量的測量與計算只看這部分電路即可，不需去管供電電路.

1.3保護電路

保護電路實際上就是一個電阻，它負責保護測量電路.一般是在供電電路和測量電路對接的時候接保護電路即可.

這種電路主要是在把電表改裝后需要與標準表進行校對，校對不僅僅是把改裝表和標準表連在一起就行了，我們需要給它提供一個完整的電路，這個電路就叫校對電路.

有了功能電路的思想后，我們再看電學實驗主要測什么.

2三個測量

高中電學實驗歸納起來就是三個測量：測電阻，測電表，測電源.

測電阻就是測量電阻的阻值，測電表就是測非理想電表的內阻，測電源就是測電源電動勢和內電阻.那么這些量的測量各有幾種方法？

2.1測電阻

測電阻可歸納為以下幾種方法： ①歐姆表法；②電阻的決定式；③伏安法；④比例法；⑤等效替代法.

其中等效替代法不僅是高中物理任何一個實驗都可以用的方法，更是一個用途廣泛、道理簡單、使用方便的方法，應該引起我們的高度重視.

2.2測電表（的內電阻）

測電表可歸納為以下幾種方法：①歐姆表法；②伏安法；③比例法（半偏法）；④等效替代法.

由于測電表的內電阻本質上仍然是測電阻，故而測量方法與測電阻的方法基本一致.但是電表本身能夠自報讀數，在知道電表內阻的情況下可以伏安互換，一表三用，就又衍生出了許多測量方法，但仍然體現了測電阻的共性方法.

2.3測電源（的電動勢和內電阻）

測電源可歸納為以下幾種方法：①兩表一電阻；②一表兩定阻；③理想電表法.

該實驗從原理上來講就是閉合電路歐姆定律，需要關注測量電路，對閉合電路歐姆定律變形得出符合圖象的函數表達式，結合圖象由斜率和截距等來求電動勢和內阻.

3舉例說明

例1實驗室備有以下器材：

待測電阻Rx；

不能看作理想表的電流表A；

不能看作理想表的電壓表V；

滑動變阻器R1；

電阻箱R（最大阻值大于待測電阻的估計值）；

低壓直流電源，導線、開關若干.

（1）利用所提供的器材，設計一個測量R的實驗方案，要求避免由于電壓表和電流表不能看作理想表對實驗造成的誤差.畫電路圖.

（2）簡述實驗原理、實驗步驟.

解析首先明確實驗目的就是測電阻，但題目中給的是非理想表，而且要避免由于非理想表引起的誤差，那么在測電阻的五個方法里面篩選，歐姆表法和電阻的決定式法不能用，伏安法必須考慮電表的內阻，也不能用，剩下的就是[TP1GW113.TIF，Y#]比例法和等效替代法，很顯然，等效替代法是最簡單的，因此從方法上選擇等效替代法.

接好的電路如圖3.

在等效替代法中，被測物和替代物不能同時接入電路中，因此我們用了兩個開關加以控制.要讓它完成實驗必須要有供電，我們用了一個限流的電源.

主要的實驗步驟就是：（1）閉合總開關S3，然后閉合S1，使被測電阻Rx接入電路，讀出電流表的讀數；（為了讀數方便，我們可以調節滑動變阻器得到一個比較方便的讀數，其實這個地方的電流表只起一個記錄的作用） （2）斷開S1，閉合S2，使電阻箱接入電路，調節電阻箱，使電流表的示數重復出現，這時電阻箱的示數就是待測電阻的阻值.

我們完成一個實驗，首先要知道它測什么，知道這個測量有幾種方法，再根據已給出的器材就能夠決定我們用什么方法，就能夠畫出相應的電路圖.

例2從下表中選出適當的實驗器材，設計一個電路來測量電流表A1的內阻.要求方法簡潔，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數據.

（1）畫出電路圖，標明所用器材代號；

（2）若選測量數據中的一組來計算，則所用的表達式是什么？各符號的物理意義是什么？

[HT6][WB]器材：[WB]規格：

[DW]電流表A1（待測物）[DW]量程10 mA，內阻r1待測（約40 Ω）

[DW]電流表A2[DW]量程500 μA，內阻r2=750 Ω

[DW]電壓表V [DW]量程10 V，內阻r3=10 kΩ

[DW]電阻R1[DW]阻值約為100 Ω做保護電阻用

[DW]滑動變阻器R2[DW]總電阻約為50 Ω

[DW]電池E[DW]電動勢1.5 V，內阻很小

[DW]電鍵S

[DW]導線若干

解析首先明確實驗目的是測電表內阻，那么思考改用什么測量方法呢？由測電表的四種方法，很多同學容易想到伏安法，那么我們畫出伏安法的測量電路這一部分，一般有三種畫法： 我們比較三種做法，第一種（見圖4），原理正確，但被測物是電表，可以自報讀數，只需要再測出表A1的電壓即可，這里多用了一塊電表，不符合“方法簡單”的要求；第二種（見圖5），比第一種簡單，但根據已知條件電壓表的量程是10 V，電源的電動勢是1.5 V，即使將電源直接接到電壓表上，表針的擺動幅度也只有1.5/10格，無法達到比較高的測量精度，這個缺點在第一種圖中也同樣存在；第三種（見圖6），因電表A2的內阻已知，所以可以把它當電壓表來用，即伏安互換，互換之后的量程是否滿足要求呢？根據已知條件A1的滿偏電流10 mA，內電阻約為40 Ω，那么這個表的滿偏電壓是0.4 V.A2的滿偏電流500 μA，內電阻750 Ω，那么這個表的滿偏電壓0.375 V，量程相近，滿足題目要求.

由于被測量的表達式只由測量電路決定，與其它電路無關，所以畫出測量電路后，被測物理量的表達式自然出現，

下面我們看該電路的其它部分：

在圖7中使用的是限流式的供電電路，用分壓式可以嗎？當然可以.用電源直接供電呢？不行，因為它不能滿足題目測量多組數據的要求.

另外，保護電路就是一個電阻（見圖8），在測量電路和供電電路對接的時候加上這個保護電阻即可，教學中發現，很多學生不能識別定值電阻的用途，不知道它是做保護電路使用，故而出現了許多不應該出現的問題.

例3如圖9所示，圖中E為直流電源，R為已知電阻，V為理想電壓表，其量程略大于電源電動勢，S1和S2是開關，現要利用圖中電路測量電源的電動勢E和內阻r，試寫出主要實驗步驟及結果的表達式.

解析實驗目的是測電源電動勢和內電阻，題中給了一個理想電壓表，并且量程大于電源電動勢，篩選測電源的方法，可以用理想電壓表直測.把S1斷開，S2閉合，則電壓表的讀數U1就是電源電動勢.

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一、控制變量法

影響物理研究對象的因素往往是多方面、相互交錯、共同起作用的，所以要想把握研究對象的特性，掌握事物變化的原因和規律，必須人為的制造一些條件，便于問題的研究.控制變量法就是控制其他因素不變，只讓其中一個因素變化，來研究此因素的影響，是物理實驗教學中常用的探究問題的方法.學生在初中物理教材就接觸過，例如，導體的電阻大小與哪些因素有關？導體中的電流與導體兩端電壓和導體的電阻的關系，電熱的大小與哪些因素有關等，都用到了控制變量法.物理中的許多實驗，往往存在著多種變化的因素，為了研究它們之間的關系可以先控制一些量不變，依次研究某一個因素的影響.

物理學是一門以實驗為主的學科，控制變量法是一種常用的、有效的探索物理規律的科學方法，通過控制變量法，我們可以研究出某個物理量與多個因素之間的定性、定量關系，從而得出普遍的規律.

二、圖像法

物理學習離不開物理實驗，在物理實驗中應用圖象法進行數據處理，不僅具有簡明、直觀的特點，而且還可以分析誤差的成因，減小誤差.

在探究速度隨時間的變化規律中，運用圖像法處理實驗數據、分析實驗特點，通過做圖，分析圖像，尋找規律.

在研究電流與電壓、電阻關系的實驗，畫完圖像就很直觀反應出正比反比的關系；重力與質量的關系也用到圖像；還有水沸騰的圖像，很直觀地反映出水沸騰時溫度不變；晶體、非晶體熔化和凝固圖像都增添了直觀效果.

三、轉換法

轉換法就是在保證效果相同的前提下，將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題；將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象；將難以測量或難以測準的物理量轉換為能夠測量或能夠測準的物理量的方法.轉換法可以通過轉換研究對象、空間角度、思維角度、物理過程、物理狀態、時間角度等間接地解決問題.這對于學生的想象設計能力和創造性思維品質的培養是大有益處的.

如，測量摩擦力的大小，就是用彈簧測力計測出木塊做勻速直線運動時的拉力，因為是勻速直線運動，根據二力平衡的知識，拉力的大小等于摩擦力的大小；研究聲音的產生從紙片的跳動顯示桌面或鼓面的振動；研究響度與振幅的關系的實驗也用到了轉換法從乒乓球被彈起的高度反映音叉振動的幅度等.

四、等效替代法

“等效替代法”是指在效果相同的前提下，把抽象、復雜的物理過程或現象變換成理想、簡單的過程或現象來研究處理的方法. 當測量器材無法直接測量某個物理量時，就要設法用可以直接測量的物理量來取代不能直接測量的物理量，但要注意的是直接測量的與不能直接測量的物理量之間要有內在的聯系.如做平面鏡成像的實驗，用兩根等大的蠟燭，把沒有點燃的蠟燭放在玻璃板后面，與前面點燃的蠟燭的像重合，用這個沒點燃的蠟燭代替虛像，就可以把看不見的虛像位置確定下來，把抽象的問題直觀化.其實這種方法自古有之——“曹沖稱象”中曹沖就是運用了等效替代的方法，巧妙地測出了大象的質量.測量不規則容器的容積時，只需要把該容器裝滿水，測量水的體積即為該容器的容積等.

等效替代是物理實驗成功重要的方法，物理學中的相關定律、定理、原理都是以替代思維為出發點的.

五、理想化法

影響物理現象的因素往往很多；實驗中應采用忽略次要因素或假設理想條件的方法，以突出現象的本質因素，便于深入研究，從而取得合理的近似結果.

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一、精心創設情境、調動學生學習興趣

“最好的學習動機，乃是學生對所學材料本身發生興趣?！辈剪敿{的這一句話道破了學習興趣是有效學習的原動力所在。而學生的學習興趣并非是與生俱來的，這就要求我們教師結合教學內容和學生的具體學情，通過教學手段和教學方式的轉變，從學生的學習心理需求出發，進行學習情緒的調動與興趣的激發。

1.超出預期，引發好奇

從初中學生的學齡特點來看，學生的注意力難以持久，學習情緒容易受外界干擾而發生波動。因此，課堂教學過程中，就需要我們教師不斷地激發學生興趣，制造一些超出學生預期的物理現象，引發其好奇心，維系其學習注意力和內在的學習動機。

例如：筆者在和學生一起探究“液體沸點與氣壓大小變化的關系”時，筆者事先并沒有進行實驗的演示，而是讓學生自由猜想實驗將有可能出現的結果，目的在于引導學生有目的地對實驗進行觀察，接著筆者再演示實驗，觀察到“原來停止沸騰的水澆冷水后重新沸騰”的物理現象，這一實驗現象顯然超出學生的原有預期，激發了學生好奇心，個個都持有懷疑的態度，從其內心生成要親身驗證的學習心理需要，進一步探究顯得順理成章。

2.聯系生活，激發興趣

物理源于對生活的發現，用于生活又是學習物理的目的之所在。從生活中揀選素材作為教學資源讓學生感覺親切，同時感受到學習的價值所在，從初中物理課本的編排來看，教材中也有許多選自于生活的精美插圖，這給我們教學提供了一條誘發學生的求知欲望，激發學習興趣的有效途徑，同時，生活化的圖景給學生提供了豐富的感性材料，有助于學生對教學內容的理解。

例如，筆者在和學生一起學習“噪聲”一節內容時，如果空洞的說教控制噪聲有哪些措施，學生勢必感覺枯燥，難以記住，如果能夠聯系教材中的插圖，從表象出發，直觀化分析，學生很容易將控制噪聲的具體措施與插圖反映的內容聯系起來，增加了對具體措施的理解度。

二、鋪設探究平臺，引領學生拾級而上

1.以問題為中心，串接教學內容

傳統教學模式下，教師“滿堂灌”，這一做法無疑剝奪了學生思考的發現的權利，教師的越俎代庖式教授，學生只能做到知其然，新課程背景下，越來越多的教師意識到應該用任務和問題來串接課堂，應當仔細分析學生的學情后，在學生的最近發展區內動態地設置問題，一環扣住一環地，幫助學生從未知走向已知，很自然地完成知識重難點的突破。

例如，筆者在和學生一起探究“滑輪”一節內容時，筆者首先布置了一個任務讓學生自己組裝滑輪來激發學生的學習興趣，學生有了具體的任務都動手操作起來，接著給學生分成學習小組，要求他們合作嘗試著用自己組裝的滑輪提升重物。學生通過上述任務的完成獲得一定程度的感性認識，在此基礎上，筆者進行了問題的設置。

問題1：你們在操作中，借助于滑輪有幾種方法來提升物體呢？

大部分小組只組裝出定滑輪，不過個別小組組裝出動滑輪，于是筆者進行了如下的追問。

問題2：老師發現我們大多數小組都是將物體掛在繩子的下面，將繩子繞過滑輪來把重物拉高的，想一想如果我們將物體掛在滑輪下面，我們同學再試一試是否可以組裝成裝置來提升重物呢？

問題3：在使物體上升的過程中，兩個滑輪有什么區別嗎？

在問題2和問題3的引導下，學生進一步嘗試，不僅僅能夠組裝到兩種提升裝置，而且在對比中，對定滑輪和動滑輪有了初步的認識，概念得以初步建立。在此基礎上，可以進一步設置問題。

問題4：使用滑輪來提升重物有什么好處呢？

引導學生從拉力的大小和方向進行考慮，為進一步探究做了良好的鋪墊。

2.滲透物理思想方法，提升探究品質

從新課程教學目標來看，初中物理教學不應該僅僅教授給學生知識，在教學過程中滲透物理思想方法更為重要，物理思想方法是比知識內容更高層次的物理素養，思想方法是保證學生能順利完成知識探究的必備素養，物理思想方法的滲透符合物理學科特點，同時我們也可以看到物理思想方法也比較多。

篇8

只有設計好實驗，才能順利完成實驗，達到實驗探究的目的。然而設計實驗恰恰是學生很頭疼的事，有以下幾點困難：基礎知識掌握不牢，就如同無本之木，無源之水，導致實驗設計無從下手；實驗方法運用不靈活，例如不能正確選用控制變量法、轉換法等實驗方法，致使實驗設計不完美，給實驗的進行造成障礙；思維不活躍，受已有知識或生活經驗的束縛，設計不出實驗方案等。因此，在實驗教學中，教師要善于引導學生自主設計實驗，提高實驗探究能力。根據多年的教學實踐，筆者認為做好以下幾點可以有效提高學生的實驗設計能力。

一、善于分析，找準源頭，確定實驗方案

初中物理實驗探究主要有兩種類型，一是物理量的測量，二是探究物理量之間的關系。這兩種類型的實驗一般都以學過的物理知識為基礎，課本上的基礎知識和概念就相當于實驗探究的源頭。所以，能夠把課本上的基礎知識、基本概念和要探究的問題聯系起來，設計實驗就容易些。但是有許多學生一遇到實驗就慌，沒有任何思路，摸不著頭腦。這類學生犯的毛病就是不善于思考。這時候，教師要告訴學生，不要急于設計實驗，而要先靜下心來分析實驗，看看要探究的問題是哪方面的知識，要用到哪些原理，需要哪些實驗器材，在題目中能不能找到等。

例如“密度的測量”實驗：如圖1所示有一個100 mL的量筒和一個小試管，還有足夠的水。請設計實驗測出制作小試管的玻璃的密度。要求寫出具體的實驗方案、需要測量的物理量和數學表達式。

圖1

在完成此題時，教師首先引導學生回憶密度測量原理ρ=m/v，需要測量的物理量是玻璃的質量和體積，需要的測量工具是天平和量筒。通過讀題，發現測量儀器只有量筒，沒有天平，如何通過量筒間接找到玻璃的質量是解這道題的關鍵。引導到此，一些學生馬上想到如果讓小試管像輪船那樣在量筒中漂浮，測出小試管排開水的體積，計算出它在水中受到的浮力即找到了小試管的重力和質量，此題就解決了。可見對密度測量原理，物體漂浮時重力、浮力之間關系的理解，就是解決此題的源頭。如果學生沒有扎實的基本功，是不可能順利完成此題的?；局R、基本概念的教學不容忽視。但是，基本功再扎實，不善于思考和分析也是很難解決問題的。所以，教師更要注意在實驗教學中，培養學生在實驗設計前分析實驗的良好習慣，找準探究問題涉及的基礎知識和概念，把探究問題和課本知識聯系起來，找到解題的關鍵，突破實驗設計難關。

二、強化練習，學會選擇恰當的方法，完善實驗方案

有時候，學生有一定的探究思路，但由于實驗方法使用不當，使實驗設計出現缺陷，影響實驗探究的結果，達不到實驗探究的目的。初中物理實驗探究的方法主要有控制變量法、等效替代法、轉換法、類比法等。其中應用最多的是控制變量法，其次是等效替代法，再次是轉換法。而且在中考命題中這幾種實驗方法的考查往往不是課本上的實驗，而是讓學生通過實驗探究生活中可能遇到的問題。這樣的探究題目一般是考查實驗方法的運用，不涉及課本以外的知識點，對于學生來說還是能解決的。但是有的學生會認為“探究題目沒有學過，肯定不會”。如何讓學生得心應手地應用各種實驗方法設計實驗？可以從以下幾個方面加以嘗試。

1.引導學生分析確定合適的實驗方法，總結各種實驗方法的運用規律

探究某個物理量與其他物理關系時運用控制變量法。如探究電流與電壓、電阻的關系，探究電流熱效應的大小與電流、電阻和通電時間的關系，探究導體的電阻與導體的材料、長度、橫截面的關系等實驗都應用了控制變量法。探究難于直接觀察或感知的現象和物理量時要用轉換法。如比較電磁鐵磁性的強弱，比較電流通過導體產生熱量的多少應用轉換法。有了規律的引領，遇到這類探究題目，學生就不會摸不著頭腦了。

2.平時多應用，多總結

教學過程中教師要注意隨時滲透各種實驗方法，還要多給學生創造實驗探究的機會，練習使用各種探究方法，達到提高實驗探究能力的目的。在教學電功率的大小與電壓、電流的關系時，教師首先提出了探究問題，然后讓學生回答應用哪種探究方法。學生回答正確后繼續提問：“你學過的哪些實驗應用了控制變量法？”學生答出十多個應用控制變量法的物理實驗。這樣，不僅順利完成了當堂的實驗探究，而且回憶了以前的實驗，鞏固了控制變量實驗方法的應用。教師適時引導學生總結歸類，學生形成完整思維體系。

三、適時點撥，啟發思維，突破實驗設計難關

學生在設計實驗方案時，可能會受教材已有實驗設計的影響，思維受到束縛。這時，教師要適時、適當地予以點撥、引導，點燃學生智慧的火花，對培養學生創新思維，提高學生設計實驗的能力大有好處。

例如：測電阻的實驗，課本上安排的是“伏安法”。學完課本上的實驗后給學生出了一道新題目：如果其他器材不變，沒有電流表，只給你一只電壓表，再多給一個已知電阻R0，如何測量定值電阻Rx的阻值呢？解決這個問題需要涉及串并聯電路的知識和伏安法測電阻的知識，對于初學者來說是個不小的挑戰。怎樣引導才能打開學生的思路呢？根據R=U/I，要得出電阻值必須測量的是哪兩個物理量？根據題中的已知條件能測量哪個物理量？沒有電流表怎么找到待測電阻的電流值呢？通過回答教師的問題，學生們會想到串聯電路電流相等，利用電壓表和已知電阻R0就能找到Rx的電流，問題就解決了。緊接著給學生又出了一道題目：如果其他器材不變，沒有了電壓表，只給你一只電流表，再多給一個已知電阻R0，如何測量定值電阻Rx的阻值呢？有了上面的經驗，學生很容易確定了實驗方案。并聯電路電壓相等，設計Rx與R0并聯，利用電流表和已知電阻R0找到R0兩端電壓，即Rx兩端電壓，再用電流表測出Rx的電流值就可以求出Rx阻值了。

教師的適時點撥啟發了學生的思維，開拓了學生的探究思路，從而提高了學生設計實驗方案的能力和創新能力。探究實驗重在設計，但也不能忽視操作，只有通過實驗操作才能更好地提高學生設計實驗的能力，使學生的探究水平走上可持續發展的軌道。

四、結束語

篇9

初中物理實驗除了能夠作為學習原理的有效性手段以外，它本身也具有一定的科學性和復雜性，因此，要教會學生正確對待物理實驗，科學地完成物理實驗不僅要重視實驗的結果，更要注重實驗本身所運用的方法、技巧等．例如:初中物理實驗中利用了很多方法:轉換法、控制變量法、等效替代法、類比法、建立模型法等等．平時的教學中教師要幫助學生理解不同方法的特性，從而理解在什么情況下使用什么方法才能高效的完成整個探究過程．例如探究電流與電阻的關系時，可以設計如下實驗讓學生仔細體會實驗方法在實驗中的應用．

教師以問題引出思路，引導學生設計出電路圖．如在過去的學習中，我們有哪些方法可以改變電路中的電流?學生會回答改變電壓或改變電路中導體的電阻．再請學生畫出用滑動變阻器改變電流的電路圖，指導學生將電源、電阻、電流表、小燈泡、滑動變阻器、開關先連成串聯電路，再將電壓表并在電阻的兩端，調節滑動變阻器的滑片，觀察到電壓表、電流表的示數都發生了變化．這樣一來，學生不但獲得動手的樂趣，還對實驗現象產生了疑惑．到底是哪個物理量對電流產生影響呢?我們如何來研究?接下來引導學生思考，上述實驗中有兩個變量會引起電流的變化，若我們要研究電流與其中電阻的變化關系，就應該讓電壓保持不變．試試看，當我們換用不同阻值的電阻做實驗時，你是如何保持電壓表的示數不變的，此時學生會調節滑動變阻器，幾次調節后發現，這里是通過調節變阻器來控制電壓不變．

教師:調節電壓的目的是什么呢?學生:因為我們之前猜想電阻與電壓，電流的關系，現在控制電壓不變，就能探究出電阻與電流的關系．教師:正確，探討這樣的變量關系時，一定要注意控制其他的變量不變，才能判斷實驗對象與其中一個變量的關系．這就叫控制變量法．通過上述實驗能讓學生理解電阻改變后如何移動滑動變阻器的滑片才能保持電壓不變，深刻理解只有電壓不變時，才能得出電流隨電阻的變化關系，從而理解控制變量的方法精髓．教師通過對控制變量法的特征和應用的強調讓學生對實驗方法留下深刻的印象，可以在接下來探究電阻與電壓的關系時，從同樣的角度出發進行思考，從而達到舉一反三的效果，這才達到實驗方法教學的目的．

二、優化實驗設計培養自主實驗探究的能力

篇10

[關鍵詞]：物理實驗教學 教法 學法 指導

一、教師要運用靈活多變的教學方法引導學生在探究中學習

1.開設物理實驗閱讀課，培養學生的動手操作能力

物理實驗閱讀課就是課堂內，學生在老師的指導下，各自獨立地進行練習。教師首先告訴學生實驗的內容，指導學生操作閱讀的思想和方法，私下解答學生提出的疑難等；學生通過閱讀、思考、分析、訓練，弄清實驗原理，學會實驗步驟，完成練習；課堂小結教師用適量的時間進行點評、檢查學生對實驗的掌握情況。

2.注重實驗課知識生成過程的教學，提高學生的實際操作能力

物理實驗中概念的建立、結論、公式、定理的總結過程，蘊藏著深刻的物理思維過程。進行這些知識生成過程的教學，不僅有利于培養學生的學習興趣，對提高學生的動手能力也有著十分重要的作用。物理的新教材也注重了知識的引入和生成過程的編寫，這也正是為了培養新型人才的需要。因此，我們應當改變那種害怕浪費課堂時間，片面追求提高成績的做法，應當結合教學內容，設計出利于學生參與認知的教學環節，把實驗的形成過程、操作的探索過程，結論的推導過程、公式定理的歸納過程等充分暴露在學生面前，從而提高實驗操作能力。

二、利用學生的創新思維能力，教給學生學習方法

1.重視“控制變量”學法的運用

物理實驗教學中，需要引導學生理解“控制什么？改變什么”，這些都是幫助學生研究和解決問題的關鍵。如在“電流、電壓、電阻”的教學實驗中，探究導體的電流與電壓的關系，就需要在保持電阻不變的情況下改變導體兩端的電壓，以觀察電流隨電壓的變化。那如何改變導體兩端的電壓呢？辦法就是調節滑動變阻器，改變導體兩端的電壓。如果讓學生去探究導體中的電流與電阻的關系，需要控制導體兩端的電壓不變。教師在實驗中要換用不同大小的電阻，以使學生觀察電流隨電阻的變化情況。又如何保持導體兩端的電壓不變呢？辦法就是要調節滑動變阻器，使導體兩端的電壓保持不變。又如在研究影響動摩擦力大小因素的實驗中，如果研究滑動摩擦力大小與壓力大小關系，就需要控制接觸面的粗糙程度不改變，而要改變壓力大小，就要觀察滑動摩擦力與壓力大小的關系。如何控制不變？辦法就是要始終保持木塊的底面與木板接觸。如何改變壓力大小？辦法就是在木塊上添加砝碼改變壓力。當然，在此實驗過程中，教師還可引導學生觀察掌握測定滑動摩擦力大小的方法――用彈簧測力計拉著木塊在水平上木板上作勻速運動，記下彈簧測力計的示數即為摩擦的大小。再如，研究液體蒸發的快慢與哪些因素有關，研究壓力作用的效果（壓強）與哪些因素有關，研究決定電阻大小的因素，研究電功、焦耳定律等，都可以使用這種方法?？傊?，控制變量法在初中物理實驗教學的過程中經常用到。

2.重視“類比”學法運用

初中物理教學中，學生學會運用類比法，可以有效地把實驗的對象和熟知的對象進行對比，把未知的東西與已知的東西對比，能以舊帶新，啟發思想的火花，實現從形象思維到抽象思維的飛躍，有效地掌握物理知識、發展智力、培養能力，從而更好地提高課堂學習的效率。如在“電壓”一節教學時，教師引導學生把電路模型類比水路模型，從而引入電壓的概念。在教學中，教師通過引導學生觀察課本中提供的水路模型和電路中形成電流的原因，然后將兩幅圖進行類比分析，找出二者之間的一一對應關系，如閥門對開關、水輪對燈泡、水泵對電源、水路對電路、水流對電流等，進而理解水流的形成是因為有水壓，那么，電流的形成是因為有電壓。如此，學生就很容易通過這種類比的學習方法，理解了電壓是電流形成的原因，而電源是提供電壓的裝置，等等。教師通過精心的教學設計，可以對學生的學習起到良好的促進作用。