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设计性实验设计性实验考试说明中理科综合能力的第三项为设计和完考试说明中理科综合能力的第三项为设计和完成实验的能力成实验的能力 ：1.1.独立完成实验的能力独立完成实验的能力.包括理解实验原理、实包括理解实验原理、实验目的及要求验目的及要求.了解材料用具，掌握实验方法步了解材料用具，掌握实验方法步骤，会控制实验条件和使用实验仪器骤，会控制实验条件和使用实验仪器.会处理实会处理实验安全问题，会观察、分析和解释实验中产生验安全问题，会观察、分析和解释实验中产生的现象、数据，并得出合理的实验结论的现象、数据，并得出合理的实验结论.2.2.能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器、设计简单的实验方案并处理实验方法和仪器、设计简单的实验方案并处理相关的实验问题相关的实验问题.1设计实验的原则设计实验的原则1.科学性科学性:设计的方案应有科学的依据及正确的设计的方案应有科学的依据及正确的方式方式.2.2.安全性安全性:按设计方案实施时按设计方案实施时,应安全可靠应安全可靠,不会不会对仪器、器材、人员造成危害对仪器、器材、人员造成危害.3.3.精确性精确性:实验误差应控制在误差允许范围之内实验误差应控制在误差允许范围之内,尽可能选择误差较小的方案尽可能选择误差较小的方案.4.4.简便性、直观性简便性、直观性:设计实验应便于操作、读数设计实验应便于操作、读数,便于进行数据处理便于进行数据处理,便于实验者直观、明显地观便于实验者直观、明显地观察察2新问题和旧方法的联系新问题和旧方法的联系1 1、新器材、新器材在不改变物理实验基本内涵（目的、原在不改变物理实验基本内涵（目的、原理、操作）的前提下，改变实验所用的器材，理、操作）的前提下，改变实验所用的器材，以创设新的问题情境以创设新的问题情境.这类试题可以考查学生这类试题可以考查学生对物理基本原理是否真正达到理解，以及对对物理基本原理是否真正达到理解，以及对经验知识的迁移能力经验知识的迁移能力.32 2、新视角、新视角任任何何一一个个物物理理实实验验都都涉涉及及到到多多个个方方面面，通通常常我我们们只只是是关关注注其其中中的的一一些些方方面面，而而忽忽略略另另一一些些方方面面，这这实实际际上上为为学学生生创创新新活活动动留留下下了了较较大大的的空空间间.因因此此，应应当当全全面面深深入入地地分分析析每每一一个个物物理理实实验验可可能能涉涉及及的的各各个个方方面面，改改变变视视角角，从从新新的的角角度度提提出出问问题题，以以考考查查学学生生独独立立解解决决新新问问题题的的能能力力.如：如：43 3、新方案、新方案任何实验方案都是根据一定的实验目的而做出任何实验方案都是根据一定的实验目的而做出的，它有一定的适用条件，能够满足某种要求的，它有一定的适用条件，能够满足某种要求.如果对实验提出新的要求，则需要对实验方案如果对实验提出新的要求，则需要对实验方案进行改进和创新，寻找解决问题的新方法进行改进和创新，寻找解决问题的新方法.5器材器材(代号代号)规格电流表电流表(A A1 1)电流表电流表(A A2 2)电压表电压表(V V)电阻电阻(R R1 1)滑动变阻器滑动变阻器(R R2 2)电池电池(E E)电键电键(K K)导线若干导线若干 量程量程1010mA,mA,内阻内阻r r1 1待测待测(约约4040)量程量程500500A,A,内阻内阻r r2 2=750=750量程量程1010V,V,内阻内阻r r3 3=10K=10K阻值约阻值约100100,做保护电阻用做保护电阻用.总阻值约总阻值约5050电动势电动势1.51.5V,V,内阻很小内阻很小64 4、新内容、新内容除除了了课课本本中中已已经经出出现现的的物物理理实实验验，还还可可以以根根据据这这些些实实验验的的基基本本原原理理、所所使使用用的的基基本本器器材材，以以及及已已经经学学过过的的有有关关知知识识，提提出出新新的的实实验验任任务务，要要求求学学生生自自行行独独立立地地设设计计出出相相应应的的实实验验方方案案，这这种种设设计计性性物物理理实实验验试试题题能能够够很很好好地地考考查查学学生生的创新能力的创新能力.如如7某某同同学学为为了了测测量量一一物物体体质质量量，找找到到一一个个力力电电转转换换器器，该该转转换换器器的的输输出出电电压压正正比比于于受受压压面面的的压压力（比例系数为力（比例系数为k），），如图所示如图所示请完成对该物体质量的测量。请完成对该物体质量的测量。设设计计一一个个电电路路，要要求求力力电电转转换换器器的的输输入入电电压压可可调调，并并且且使使电电压压的的调调节节范范围围尽尽可可能能大大，在在方方框中画出完整的测量电路图。框中画出完整的测量电路图。简要说明测量步骤，简要说明测量步骤，求出比例系数求出比例系数k，并测并测出待测物体的质量出待测物体的质量m8怎样设计实验怎样设计实验解解决决设设计计性性实实验验问问题题的的关关键键在在于于选选择择实实验验原原理理,它它是是进进行行实实验验设设计计的的根根本本依依据据和和起起点点.它它决决定定应应当当测测那那些些物物理理量量,如如何何测测量量,如如何何安安排排实实验验步步骤骤等等项项目目.实实验验原原理理的的确确定定一一是是实实验验要要求求,二二是是根据实验器材根据实验器材.1.1.如果问题中没有给定如果问题中没有给定(或给足或给足)实验器材（不实验器材（不给足的情况较多）给足的情况较多）,实验设计的基本思路是实验设计的基本思路是:根根据问题的条件和要求据问题的条件和要求,构思相关的物理情景构思相关的物理情景.确确定实验原理、确定需要测量的物理量、确定实定实验原理、确定需要测量的物理量、确定实验方案验方案.9测测定定动动摩摩擦擦因因数数的的几几种种实实验验方方法法10测测定定重重力力加加速速度度的的集集中中实实验验方方法法112.2.如如果果问问题题已已经经给给定定实实验验器器材材,则则实实验验设设计计时时只只能能按按照照所所给给的的器器材材来来构构造造物物理理情情景景.相相对对而而言言,实验原理和实验方案都要受到较大的限制实验原理和实验方案都要受到较大的限制.12例例：一一电电流流表表的的内内电电阻阻约约为为2.4k,现现要要测测量量它它的内电阻的内电阻,提供的器材有提供的器材有:待测电流表待测电流表G(量程量程300A)电阻箱电阻箱R(09999)滑动变阻器滑动变阻器R1(0501A)滑动变阻器滑动变阻器R2(01k0.5A)电源电源 E(6V,内阻不计内阻不计)开关开关S,导线若干条导线若干条请你设计测量电流表请你设计测量电流表G的内电阻的实验电路的内电阻的实验电路133.选择实验器材、确定实验方法选择实验器材、确定实验方法器材器材(代号代号)规格电流表电流表(A A1 1)电流表电流表(A A2 2)电压表电压表(V V)电阻电阻(R R1 1)滑动变阻器滑动变阻器(R R2 2)电池电池(E E)电键电键(K K)导线若干导线若干 量程量程1010mA,mA,内阻内阻r r1 1待测待测(约约4040)量程量程500500A,A,内阻内阻r r2 2=750=750量程量程1010V,V,内阻内阻r r3 3=10K=10K阻值约阻值约100100,做保护电阻用做保护电阻用.总阻值约总阻值约5050电动势电动势1.51.5V,V,内阻很小内阻很小14设计性实验设计内容设计性实验设计内容1.1.设计实验原理设计实验原理 利利用用给给定定的的实实验验器器材材(或或自自己己选选择择实实验验器器材材)，测测定定某某物物理理量量、验验证证某某规规律律，要要求求自自己己确确定定实实验验原原理理.这这类类实实验验题题开开放放性性较较强强,难难度度较较大大,较较好好地地考考察察学学生生的的创创新新能力能力.15例例:某某山山高高耸耸入入云云.两两登登山山运运动动员员想想估估测测一一下下山山顶顶到到山山脚脚的的高高度度.但但它它们们没没有有带带尺尺,也也没没有有手手表表等等计计时时装装置置.它它们们开开动动脑脑筋筋,在在背背包包上上抽抽出出一一根根较较长长的的细细线线,两两人人合合作作在在山山脚脚和和山山顶顶各各做做了了一一次次实实验验,便便估估算算出出山山的的高高度度.(设设他他们们的的身身体体状状况况没没有有因因为为登登山山而而改改变变,地地球球半半径径R为为已已知知.山山脚脚的的重重力加速度力加速度g=9.8m/s2)请同学回答：请同学回答：1.1.实验原理：实验原理：2.2.简要步骤及记录的数据简要步骤及记录的数据 3.3.计算山的高度的公式计算山的高度的公式162.2.设计实验方法设计实验方法 提提出出实实验验目目的的，或或给给定定实实验验器器材材，或或附附加加一一定定条条件件，要要求求选选择择合合适适的的实实验验方方法法。这这类类实实验验用到的实验方法大都是课本实验方法的迁移。用到的实验方法大都是课本实验方法的迁移。17例例：P是是一一根根表表面面均均匀匀镀镀有有很很薄薄发发热热电电阻阻膜膜的的长长陶陶瓷瓷管管(其其长长度度L为为50cm左左右右,直直径径D为为10cm左左右右).已已知知镀镀膜膜材材料料的的电电阻阻率率为为.管管的的两两端端有有导导电电箍箍.现现给给你你米米尺尺、电电压压表表、电电源源、滑滑动动变变阻阻器器、开开关关和和若若干干导导线线.请请你你设设计计一一个个测测定定膜膜厚厚的的实实验验方案方案.解解析析:将将柱柱体体镀镀膜膜转转换换为为长长方方体体来来处处理理.先先用用伏伏安安法法测测出出电电阻阻膜膜的的电电阻阻R,用用米米尺尺测测出出陶陶瓷瓷管管的的长度长度L,直径直径D,则由电阻定律可得电则由电阻定律可得电阻膜厚度阻膜厚度:d=L/DR.18例例：校校医医务务室室有有一一台台测测体体重重的的台台秤秤,一一只只篮篮球球,一一张张白白纸纸,一一盆盆水水.请请设设计计一一个个实实验验方方案案,粗粗略略测测出篮球拍击地面时对地的压力出篮球拍击地面时对地的压力.【解解析析】篮篮球球击击在在地地面面上上,它它产产生生的的冲冲击击力力的的大大小小与与篮篮球球和和地地面面接接触触处处形形变变量量大大小小有有关关.因因此此,只只要要记记录录篮篮球球击击中中地地面面时时形形变变量量的的大大小小就就可可通通过模拟的方式再演现出来过模拟的方式再演现出来.评评:该该实实验验的的设设计计思思想想采采用用了了”模模拟拟法法”,以以静静态态情情境境模模拟拟动动态态情情境境,与与课课本本实实验验“用用描描迹迹法法画画出电场中平面上的等势线出电场中平面上的等势线”实验方法相似实验方法相似.193.3.设计分析、处理实验数据的方式设计分析、处理实验数据的方式给给定定实实验验数数据据，要要求求根根据据相相关关规规律律选选择择合合适适的处理数据方式。的处理数据方式。例例：某某同同学学在在研研究究“外外力力一一定定时时，加加速速度度与与质量的关系质量的关系“实验时，得到了一组数据。实验时，得到了一组数据。（数据略）（数据略）1 1请你为给同学设计处理实验数据的方法。请你为给同学设计处理实验数据的方法。2 2实验结论实验结论-20将将电电压压表表内内阻阻看看作作无无限限大大,电电流流表表内内阻阻看看作作零零.电路中电路中E、r分别为电源的电动势和内阻分别为电源的电动势和内阻,R1、R2、R3为为定定值值电电阻阻,在在这这五五个个物物理理量量中中,可可根根据据表表中中的的数数据据求求得得的的物物理理量量是是(不不要要求求具具体体计计算算)_.214.4.设计实验需要控制的实验条件设计实验需要控制的实验条件利利用用给给定定的的实实验验器器材材测测定定某某一一物物理理量量或或验验证证某某规规律律，要要求求设设计计需需要要控控制制的的实实验验条条件件，设设计控制方法及需要采取的相关措施。计控制方法及需要采取的相关措施。例例：测测量量一一支支铅铅笔笔的的长长度度.器器材材:支支架架、细细线线、小球、秒表、和胶布小球、秒表、和胶布.22例例:半偏法测电流表内阻实验中半偏法测电流表内阻实验中若若电电流流表表量量程程I0已已知知I I0 0=10mA,=10mA,真真实实值值R RA A约约为为3030,要要想想使使测测量量结结果果的的相相对对误误差差不不大大于于5%,5%,电电源电动势最小应为多少伏？源电动势最小应为多少伏？235 5设计实验操作步骤设计实验操作步骤例例：如如图图为为测测量量电电阻阻的的电电路路，Rx为为待待测测电电阻阻，R的的阻阻值值己己知知，R为为保保护护电电阻阻，阻阻值值未未知知。电电源源E的的电电动动势势未未知知，S1、S2均均为为单单刀刀双双掷掷开开关关。A为为电电流流表表，其其内内阻阻不不计计.测测量量Rx的的步步骤骤为为：将将S2向向d闭合，闭合，S1向向_闭合，闭合，记下电流表读数记下电流表读数I1，再将再将S2向向c闭合，闭合，S1_向闭合，向闭合，记电流表读数记电流表读数I2。计算计算Rx的公式是的公式是Rx=_.24例例:如如图图,一一光光源源位位于于金金属属圆圆筒筒内内部部轴轴线线上上A A 点点,与与筒筒B B端端的的距距离离为为d d,d d无无法法直直接接测测量量.另另有有凸凸透透镜镜、光光屏屏、米米尺尺及及带带支支架架的的光光具具座座.现现用用这这些些器器材材测测量量d d.为为此此,先先将将圆圆筒筒、凸凸透透镜镜、光光屏屏依依次次放放在在光光具具座座支支架架上上,令令金金属属筒筒轴轴线线与与透透镜镜主主轴轴重重合合,屏屏与与光光源源的的距距离离足足够够远远,使使得得移移动动透透镜镜时时,可可在在屏屏上上两两次次出出现现光光源源的的像像.将将圆圆筒筒及及光光屏屏位位置置固固定定,由由光光路路的的可可逆逆性性可可知知,第第一一次次成成像像的的像像距距等等于于第第二二 成成 像像 的的 物物 距距.然然 后后 进进 行行 以以 下下 测测 量量:_ _ 用测得的物理量可得用测得的物理量可得d d.25探索型实验探索型实验由由教教师师给给出出实实验验课课题题，提提供供实实验验器器材材，提提出出实实验验要要求求，让让学学生生自自己己拟拟定定实实验验方方案案，制制订订实实验验步步骤骤，独独立立地地通通过过实实验验的的观观测测和和分分析析去去探探索索研研究究，从从而而发发现现“新新”的的物物理理现现象象，并并通通过过建建立立物物理理模模型型来来解解释释实实验验现现象象，总总结结出出他他们们原原来来并并不不知知道道的的规规律律性认识的实验。性认识的实验。26探索性实验的目的探索性实验的目的在于使学生获得物理实验在于使学生获得物理实验研究方法的训练，让学生接触探索、发明、研究方法的训练，让学生接触探索、发明、发现的过程和方法。发现的过程和方法。探索性设计原则探索性设计原则:所设计的实验包含的物理所设计的实验包含的物理规律往往隐藏在较深的层次，需要学生去规律往往隐藏在较深的层次，需要学生去挖掘；实验的条件和结果之间往往存在着挖掘；实验的条件和结果之间往往存在着较大的距离，需要学生去跨越；解决问题较大的距离，需要学生去跨越；解决问题的方法与途径往往不太明确，需要学生通的方法与途径往往不太明确，需要学生通过尝试错误，提出假设并验证假设来寻找。过尝试错误，提出假设并验证假设来寻找。27示例示例1 1：课本：课本“探索弹力和弹簧伸长的关系探索弹力和弹簧伸长的关系”猜想猜想：弹力与哪些因素有关？：弹力与哪些因素有关？设计设计：研究同一跟弹簧的弹力与弹簧伸长的关系。：研究同一跟弹簧的弹力与弹簧伸长的关系。数据处理数据处理：列表分析、图线分析得到函数式：列表分析、图线分析得到函数式问问题题处处理理:图图线线斜斜率率的的物物理理含含义义。不不同同小小组得到的劲度系数为什么不同？组得到的劲度系数为什么不同？若若把把两两根根相相同同的的弹弹簧簧串串起起来来，在在同同一一图图中中分分析析图线，可得什么结论？图线，可得什么结论？28示例示例2 2：弹簧劲度系数的实验探讨。：弹簧劲度系数的实验探讨。猜猜想想：劲劲度度系系数数与与哪哪些些因因素素有有关关？(材材料料、金金属丝直径、弹簧内径、弹簧自然长度）属丝直径、弹簧内径、弹簧自然长度）设设计计：根根据据胡胡克克定定律律，对对不不同同情情况况下下的的弹弹簧簧劲劲度度系系数数进进行行实实验验测测定定比比较较，找找出出影影响响弹弹簧簧劲劲度度系数的有关因素。实验中采用控制变量法系数的有关因素。实验中采用控制变量法数据处理数据处理：实验结论实验结论：问题处理问题处理:29关于数据处理示例关于数据处理示例：一一根根用用新新材材料料制制成成的的金金属属杆杆，长长为为4m，横横截截面面积积为为0.8cm2,设设计计要要求求它它受受到到拉拉力力后后的的伸伸长长不不超超过过原原长长的的1/1000，问问最最大大拉拉力力多多大大？由由于于这这一一拉拉力力很很大大，杆杆又又较较长长，直直接接测测试试有有困困难难，选选用用同同种种材材料料制制成成成成品品进进行行测试，通过测试取得数据如下：测试，通过测试取得数据如下：上上述述金金属属杆杆承承受受的的最最大大拉拉力力为为-N30关于数据处理示例关于数据处理示例：伸长长度 拉力截面积250N500N750N1000N1m0.05m20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm2m0.05m20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm1m0.10m20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm31演示实验演示实验要求：要求：明确实验目的明确实验目的该实验是为了说明什么该实验是为了说明什么弄懂实验原理弄懂实验原理掌握实验的操作方法掌握实验的操作方法仔细观察实验现象仔细观察实验现象综合运用所学知识分析和求解问题综合运用所学知识分析和求解问题32复习注意事项：复习注意事项：重视物理学始终具有重要历史地位的实验重视物理学始终具有重要历史地位的实验注意把握实验中的关键要素注意把握实验中的关键要素加强对演示实验的在分析加强对演示实验的在分析33343536演示实验重要让学生弄清的问题：演示实验重要让学生弄清的问题：1.原理要清原理要清2.器材要熟器材要熟3.装置要了解装置要了解4.实验要深化实验要深化1)认真思考演示实验的条件认真思考演示实验的条件2)寻求现象的本质寻求现象的本质37信息实验信息实验信信息息给给予予型型试试题题，是是指指题题述述中中借借助助文文字字、图图表表等等向向学学生生提提供供中中学学生生未未曾曾学学过过的的知知识识与与解解题题信信息息，或或创创设设一一个个中中学学生生陌陌生生的的新新情情景景，用用于于考考查查学学生生的的学学习习潜潜能能、阅阅读读理理解解能能力力和和创新能力的物理问题。创新能力的物理问题。信信息息型型实实验验题题的的信信息息资资料料来来源源有有：（1）以以物物理理学学史史上上著著名名实实验验为为背背景景。（2）以以现现代代科科技技信信息息为为背背景景。（3）以以物物理理学学基基础础知知识识为为背背景景。等等38解答信息型实验题的一般方法和步骤是：解答信息型实验题的一般方法和步骤是：（1.1.阅读信息给予部分，读懂新知识、新情景。阅读信息给予部分，读懂新知识、新情景。（2.2.根据题述信息，联想已有实验方法。根据题述信息，联想已有实验方法。（3.3.将将题题述述中中新新展展现现的的规规律律、知知识识和和已已有有知知识识搭搭建建桥桥梁梁，并并迁迁移移到到要要回回答答的的问问题题中中，综综合合运运用知识解决问题。用知识解决问题。即即：阅阅读读理理解解提提炼炼掌掌握握新新知知识识构构建建实实验验原原理理运运用用规规律律设设计计实实验验方方案案.391 1以物理学基础知识为背景以物理学基础知识为背景例例:利利用用小小孔孔成成像像原原理理和和万万有有引引力力定定律律估估测测太太阳的平均密度阳的平均密度.请你设计一个简易的装置请你设计一个简易的装置,通过实验测出有关通过实验测出有关参量参量,求出太阳的平均密度值求出太阳的平均密度值.,402 2以物理学史上著名实验为背景以物理学史上著名实验为背景例例：如如图图所所示示为为一一实实验验小小车车中中利利用用光光电电脉脉冲冲测测量车速和行程的装置示意图量车速和行程的装置示意图.41A为为光光源源,B为为光光电电接接受受点点,A、B均均固固定定在在车车身身上上.C为为小小车车的的车车轮轮,D为为与与C同同轴轴相相连连的的齿齿轮轮,车车轮轮转转动动时时,A发发出出的的光光束束通通过过旋旋转转齿齿轮轮上上齿齿的的间间隙隙后后变变成成脉脉冲冲光光信信号号,被被B接接受受并并转转换换成成电电信信号号,由由电电子子电电路路记记录录和和显显示示,若若实实验验显显示示单单位位时时间间内内的的脉脉冲冲数数为为n,累累计计脉脉冲冲数数为为N,则则要要测测出出小小车车的的速速度度和和行行程程还还必必须须测测量量的的物物理理量量或或数数据据是是 ；小小车车速速度度的的表表达达式式为为v=;行行程程的的表表达达式式为为S=423.以现代科技信息为背景以现代科技信息为背景例例:某某同同学学为为了了测测量量一一物物体体质质量量，找找到到一一个个力力电电转转换换器器，该该转转换换器器的的输输出出电电压压正正比比于于受受压压面面的的压压力力（比比例例系系数数为为k），如如图图所所示示在在其其受受压压面面上上放放一一物物体体,可可测测得得与与物物体体质质量量成成正正比比的的输输出出电电压压U.请请完完成成对对该该物物体体质质量量的的测测量量。设设计计一一个个电电路路，要要求求力力电电转转换换器器的的输输入入电电压压可可调调，并并且且使使电电压压的的调调节节范范围围尽尽可可能能大大，在在方方框框中中画画出完整的测量电路图。出完整的测量电路图。简要说明测量步骤，求出比简要说明测量步骤，求出比例系数例系数k，并测出待测物体的质量并测出待测物体的质量m43以实验为基础构建高中物理方法教育的框架以实验为基础构建高中物理方法教育的框架一、一、物理学的实验方法物理学的实验方法1 1、物理实验及其特点、物理实验及其特点2、物理学的思维方法与物理实验、物理学的思维方法与物理实验1)理想化的方法理想化的方法理想实验理想实验2)分析与综合法分析与综合法3)归纳与演绎法归纳与演绎法4)类比法类比法5)等效法等效法4445二、中学物理实验与科学研究方法二、中学物理实验与科学研究方法1.1.模拟法模拟法:在进行物理研究时在进行物理研究时,有时受客观条有时受客观条件的限制件的限制,无法对某些现象进行实验无法对某些现象进行实验.此时此时,我我们人为地创造一定的条件和因素们人为地创造一定的条件和因素,使之与原有使之与原有现象有一定的相似特征现象有一定的相似特征,从而在模拟的情形下从而在模拟的情形下进行实验进行实验,“变无法为有法变无法为有法”.2.2.转转换换法法:将将对对一一个个物物理理量量(不不易易测测)的的测测量量转转化化为为对对另另一一些些物物理理量量(易易测测)的的测测量量,这这种种转转化化方方法法称称为为转转换换法法.间间接接测测量量法法属属于于其其中中一一种种.转转换换法法在在物物理理实实验验中中应应用用比比较较广广泛泛.如如课课本本中中:463.3.累积法：把某些难以直接准确测量的微小累积法：把某些难以直接准确测量的微小量累积后测量量累积后测量,提高测量的准确程度提高测量的准确程度.4.4.替代法：用一个标准的已知量替代被测量替代法：用一个标准的已知量替代被测量,并调整此标准量并调整此标准量,使整个测量系统恢复到替代使整个测量系统恢复到替代前的状态前的状态,则被测量等于标准量则被测量等于标准量.5.5.等效法等效法:当一个物理事物与另一个当一个物理事物与另一个(或几个或几个)物理事物在相同情景下产生相同效果时物理事物在相同情景下产生相同效果时,我们我们往往将复杂的物理事物转化为等效、简单、往往将复杂的物理事物转化为等效、简单、易于研究的物理事物易于研究的物理事物,这种方法称为等效法这种方法称为等效法 。476.6.比较法比较法:在物理实验中在物理实验中,常通过对一些物理现常通过对一些物理现象或物理量的比较象或物理量的比较,从而达到异中求同或同中求从而达到异中求同或同中求异的目的异的目的,这种研究方法为比较法这种研究方法为比较法.比较法最明比较法最明显的优点是显的优点是:尽量少进行直接测量尽量少进行直接测量,多运用比较多运用比较的方法的方法,为此减少由于测量仪器的不准确而带来为此减少由于测量仪器的不准确而带来的误差的误差.7.7.控制变量法：影响研究对象的因素不单一时控制变量法：影响研究对象的因素不单一时,常需对研究对象施以人为地影响常需对研究对象施以人为地影响,造成特定的便造成特定的便于观察的条件于观察的条件.如如,在多因素的实验中在多因素的实验中,可以先控可以先控制一些量不变制一些量不变,依次研究某一个因素的影响依次研究某一个因素的影响.8.8.留迹法：把瞬息即逝的现象（位置、轨迹、留迹法：把瞬息即逝的现象（位置、轨迹、图象等）记录下来图象等）记录下来.489.9.近似法近似法:为了突出实验目的为了突出实验目的,避免次要因素避免次要因素影响影响,可控制实验条件可控制实验条件,在误差很小的条件下在误差很小的条件下,忽略次要因素忽略次要因素.10.10.放大法放大法:将难于测量的微小量通过一定将难于测量的微小量通过一定的规律放大后再进行测量的规律放大后再进行测量,这种处理方法称这种处理方法称为放大法为放大法.等。等。49三、一个典型实验中的科学方法剖析三、一个典型实验中的科学方法剖析 1.1.实验条件设计中的科学方法实验条件设计中的科学方法控制变量法控制变量法 2.2.研究环境的等效法研究环境的等效法平衡摩擦法平衡摩擦法3.3.实验原理的简化实验原理的简化近似法近似法 4.4.实验数据处理的科学方法实验数据处理的科学方法图象法图象法 50测量方法示例测量方法示例电阻的测量方法电阻的测量方法1.1.直接测量法直接测量法欧姆表法欧姆表法.2.2.间接测量法间接测量法 伏安法伏安法.并联分流法并联分流法.串联分压法串联分压法 等效电源内阻法等效电源内阻法 半偏法测电阻半偏法测电阻 替代法替代法 等势点法测电阻等势点法测电阻 51物理实验中对学生思维方法教学上存在的问题物理实验中对学生思维方法教学上存在的问题1 1、教学中教师给予学生过多的指导，束缚了、教学中教师给予学生过多的指导，束缚了学生学习主动性的发挥。学生学习主动性的发挥。2 2、已有教学观念认为，学生实验是一种重复、已有教学观念认为，学生实验是一种重复性的认知活动。性的认知活动。3 3、学生关注解决的问题质量，而不是问题解、学生关注解决的问题质量，而不是问题解决过程中的思维方法。决过程中的思维方法。4 4、学生没能使知识成为解决实际问题的思维、学生没能使知识成为解决实际问题的思维方法。方法。52实验复习中注重对学生思维方法的培养实验复习中注重对学生思维方法的培养 1 1、创设讨论式的问题情境，发挥学生学习的、创设讨论式的问题情境，发挥学生学习的主动性。主动性。2 2、创设讨论式的问题情境，发挥学生学习的、创设讨论式的问题情境，发挥学生学习的主动性。主动性。3 3、注重对过程中思维方法的探索，形成系统、注重对过程中思维方法的探索，形成系统的思维方法体系。的思维方法体系。4 4、利用知识解决问题，使知识成为一种思维、利用知识解决问题，使知识成为一种思维方法方法。53