时间：2023-10-05 10:38:56
序论：在您撰写初中物理等效替代法时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
对于等效替代法来说，其作为一种科学的思维方法，指的是从事物间的等同效果出发，通过一定的替换来学习和研究物理现象、过程、规律的一种方法[2]。在初中物理教学中，通过使用等效替代法可以将复杂的物理现象和过程转化为简单的、等效的问题，使得人们对物理现象更加容易熟悉和理解，便于对物理问题的处理和研究。
将等效替代法融入初中物理问题分析与解决过程中，既有利于疑难复杂的物理现象和问题的简单化，又对于学生运用知识的灵活性、解决问题技能的迁移性等具有积极作用。在初中物理教学中，逐步培养和发展学生的等效替代思维，可以有效促进学生能够更加明确和深刻的理解物理实质，对于初中物理教学任务和目标的实现具有显著效果。此外，应用等效替代法还有助于学生综合素质能力的提升以及科学思维方法的培养，对于后期学生各方面的学习奠定了坚实的基础。
二、等效替代法在初中物理教学中的实践应用
等效替代法中心思想是保持效果相等，因此在初中物理教学中等效替代法的应用实例较多，下面列举几个应用实例进行说明，具体有：
1.在浮力教学中应用
初中物理教学关于浮力教学中，以“曹冲称象”为典型案例（如图1所示），这其中就是利用了等效替代法原理。曹冲之所以采用这种方法对大象进行称重，主要是由于当时称量工具量程不够，因此其利用了等效、化整为零的原理，通过控制住水的密度和船的吃水深度，使用石头替代大象，测量出石头的重量即为大象的体重。
图1 “曹冲称象”示意图
2.在平面镜成像中应用
在解决平面镜成像问题中，采用等效替代方法[3]，将原先的平面使用玻璃板替代（如图2所示），既可获得与平面镜基本相近的成像效果，又可以透过玻璃板同时观察到A蜡烛的成像与B蜡烛。通过平面镜成像实验，可以比较物和像的大小位置等，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。
在平面镜成像中使用等效替代方法的巧妙之处在于利用两个完全相同的蜡烛，探究物与像的大小相同。这其中利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代像的大小，巧妙地解决了像和物的大小关系。
图2 平面镜成像示意图
3.在长度测量中应用
对于直线长度通常可以直接采用直尺进行测量，而对于曲线的长度受检测工具只有直尺影响，无法实现直接测量，必须通过采取等效替代方法（如图3所示）[4]。例如，在对铁路长度进行测量时，由于铁路通常呈现出曲线形状，利用等效替代原理，采用弯曲的棉线与铁路轨道完成吻合。使用棉线丈量结束后，将棉线拉直，再使用直尺对棉线长度进行测量，即可以得出铁路长度。
图3 曲线等效替代法测量示意图
4.在电阻测量中应用
初中物理教材中关于电阻测量方法以伏安法为主，而若相关测量器材不足，则无法有效的测量电阻[5]。基于此，采用等效替代法原理可以对电阻实现有效测量。
如图4所示电阻，其组成为单刀双掷开关为S，电阻箱R，定值电阻为R0，测量的电阻为Rx。根据Rx与R0关系，在同等电源电压下，若电流值相同，则其电阻值也相同。可见，保持电源电压值不变，改变R0，使电流值I相同，依据电阻值公式R=U/I，其中U、I相同时，则电阻R也相同。
结合图4所示，根据图示将实物进行连接，调节电阻箱的电阻值至最大，通过开关S，与a、b两点连接，在a点时，对电流表显示值I进行记录;在b点时，对电阻箱进行调节，使其电流表显示值为I，同时对电阻箱的显示值R进行记录，此时R的显示值即为Rx的电阻值。
图4电阻等效替代法测量示意图
5.在不规则固体密度测量中应用
在现实中常常存在着一些不规则固体物质，安装规则固体密度测试方法无法对不规则固体物质密度进行测试和计算。基于此，可以采取等效替代法原理，按照图5所示装置实现对不规则固体物质进行密度测试。
图5不规则固体密度等效替代法测量示意图
具体方法：首先，将两个已调好零刻度的弹簧测力计悬挂在铁架台下，将一溢水杯和另一空杯用细线拴在测力计下，向溢水杯中加入一定量的水，使水满过溢水口流入空杯中;其次，若水不再溢出时，记录弹簧测力计示数G1和G2;再次，将不规则固体物质使用细线拴住放入溢水杯中，确保固体全部被浸没，使用另一水杯将溢出水接住，若水不再流出时，记录弹簧测力计示数G3和G4;最后，利用溢出水的体积替代不规则固体物质的体积，通过固体密度公式直接算出不规则固体物质密度。
三、应用等效替代法注意事项
在初中物理教学中，应用等效替代法可以简化诸多复杂问题，但是其也存在着一定不足，因此应用过程中需注意几点，主要包括[6]：（1）等效替代的实现必须是在对物理定义全面理解的基础上开展;（2）处理部分复杂物理问题时，应严格对物理问题进行审题，避免出现条件疏忽，导致等效替代错误。
总而言之，等效替代法在初中物理教学中的应用，对于简化复杂物理问题，培养学生思维判断能力和提升教学质量与效果具有显著作用。
参考文献：
[1]赵法强，初中物理教学中等效替代法的应用[J].中学生数理化，2015年第3期：68
[2]王建苹，初中物理教学中等效替代法的应用[J].中学物理，2014年6月，44-45
[3]黄国保，透析等效替代法在平面镜成像实验的应用[J].湖南中学物理，2013年07期
[4]钱小平，等故眷代法在而中物理r题中的启用[J].数理化解题研究，2015年7月下，第14期：50
方法一、等效替代法：
等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律时，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当，不仅能顺利得出结论，而且容易被学生接受和理解。在探究平面镜成像规律的实验中，用玻璃板替代了平面镜，因两者在成像特征上有共同之处，容易使学生接受，而玻璃板又是透明的，能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛，便于研究像的特点。
比如在学习伏安法测电阻之后，要求学生设计一个实验，在上述实验中缺少电压表或电流表，其它器材不变，另有电阻箱供选用，要求测出未知电阻，应该怎么办？学生就可以用等效替代的思想进行设计了。
例：现有两节电池，三个开关，若干导线，还有电流表、滑动变阻器、电阻箱各一个，请用以上器材设计一个实验方案测出未知电阻Rx的值（电阻箱的最大阻值大于Rx）。
解析：（1）按图1连接好实物电路，将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大值。
图一 图二
（2）闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R1的电阻，使电流表的示数为某一合适的数值并记为I0。
（3）断开开关S2，闭合开关S3并调节电阻箱R2的阻值，使电流表的数值仍为I0，则Rx的阻值就等于此时电阻箱R2的阻值。
点评：这里用电阻箱R2（已知阻值电阻）等效替代了待测电阻Rx，电路中的电流仍为I0，所以Rx=R2。测量方法突破常规思维，非常独特、新颖。
若在此实验中，将电流表改为电压表，其他器材不变，试用上述等效替代法测出未知电阻Rx的阻值。测量方法和操作步骤与上题大同小异，它的电路图如图2所示，只需调节R2知道两次电压表读数相同，此时R2的读数九等于Rx的阻值。
方法二、控制变量法：
所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的方法。这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍。
在初中物理中，探究影响液体的蒸发快慢的因素、影响滑动摩擦力大小、影响导体电阻大小的因素、电流跟电压电阻的关系、影响电热功率大小的因素、影响电磁铁磁性强弱的因素的因素、决定压力作用效果的因素等实验，都运用了控制变量法。
例：（10·镇江）小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如图所示的实验探究，得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关。
（1）通过A、B两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的 有关。
（2）通过 两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的温度有关。
（3）小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关，于是继续进行了如下探究：在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水（如图4）.结果发现甲图中水先蒸发完，于是他得出结论：水蒸发快慢与水的质量有关，水的质量越小蒸发越快。从实验设计环节看，他没有控制水的 （选填“质量”或“表面积”）相同；从得出结论环节看， “根据谁先蒸发完，判断谁蒸发快”是否正确？ （选填“正确”或“不正确”），理由是 。
论文关键词：初中物理
科学方法是连接知识和能力的纽带。“掌握一种科学方法胜过解答十个问题。”对研究方法的学习和考查体现着一种新的教学理念，同学们只有真正掌握了研究方法，才能有效解决实际问题，真正提高自己的创新意识和能力。
《新课程标准》要求，在突出科学探究内容的同时，重视研究方法的指导，使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学研究方法的真谛。因此初中物理论文初中物理论文，考查研究物理问题的方法，成为当前和今后中考的热点。
初中物理常用的研究方法有：控制变量法、等效替代法、转换法、推理法、模型法、类比法等。
一、控制变量法
所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制,只改变某个变量的大小,而保证其它的变量不变,最终解决所研究的问题。控制变量法是中学物理中最常用的方法，也是中考出题最多的方法。
在初中物理课本中,应用这种方法的实验有:
理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、蒸发的快慢与哪些因素有关、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素、比热容概念的引入等
二、等效替代法
在物理实验中有许多物理特征、过程和物理量要想直接观察和测量很困难，这时往往把所需观测的变量换成其它间接的可观察和测量的变量进行研究，这种研究方法就是等效法。
等效替代法是常用的科学思维方法。等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之间可以相互替代，而保证结论不变。等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。
初中物理课本中应用这种方法的有：
1、探究平面镜成像特点时用另一支蜡烛在玻璃板后面去等效像2、等效电路 3、串并联总电阻 4、多个分力与合力等效 5、物体的重心等论文参考文献格式。
三、转换法
对于不易研究或不好直接研究的物理问题，而是通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果间接研究问题的方法叫转换法。
初中物理中应用了这种方法的有：
1.研究物体内能与温度的关系(我们无法直接感知内能的变化,只能转换成测出温度的改变来说明内能的变化)；
2.在研究电热与电流、电阻的关系时,将电热的多少转换成温度计液柱上升的高度；
3.我们在研究电功与什么因素有关的时候,将电功转换成砝码上升的高度；
4.在我们回答动能与什么因素有关时,我们将动能转化为小木块在平面上被推动的距离,距离越远则动能越大。
5.证明声音是由振动产生的，敲击音叉后放入水中，水花四溅。
注意：等效法与转换法很相似，它们的区别是“等效替代法” 中相互替代的两个量种类相同，大小相等 ，而“转换法”中的两个物理量有因果关系,并且性质往往发生了改变如
转换法： 电流大小用灯泡亮度体现; 磁场的强弱用小磁针偏转的幅度体现
等效替代法： 分力相叠加是合力 ；小石块体积用排开水的体积代替
四、理想模型法
实际现象和过程一般都十分复杂,涉及到众多因素,采用模型方法可起到简化和纯化的作用.忽略次要因素,从复杂事物中抽象出理想模型,合理近似的反应所研究事物的本质特征,这种研究问题的方法叫理想模型法.
在初中物理课本中,应用这种方法的有
1．光线(光线是看不见的,我们使用一条看得见的实线来表示,就将问题简化利用了理想化模型)
2．磁感线
3.电路图是实物电路的模型
4.力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型。
5.实验室常用手摇交流发电机及挂图来研究交流发电机的原理和工作过程
6.研究连通器原理时用到液片模型。
7.研究肉眼观察不到的原子结构时建立原子核式结构模研究肉眼观察不到的原子结构时建立原子核式结构模型。
五、科学推理法
推理法是根据已知物理现象和规律，通过想象和推理对未知的现象做出科学的推理和预见.推理法是在观察实验的基础上，忽略次要因素初中物理论文初中物理论文，进行合理的推理，得出结论，达到认识事物本质的目的。理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法,它以大量的可靠的事实为基础,以真实的实验为原形,通过合理的推理得出物理规律.
在初中物理课本中,应用这种方法的有
1、声音不能在真空中传播用推理法得出
2、研究物体运动状态与力的关系时，推理得出惯性定律。
六.类比法
类比法是指将两个相似的事物做对比，从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有相应性质的方法.类比法在物理中有广泛的应用。所谓类比，实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理。它是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。在物理教学中，类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。
在初中物理课本中,应用这种方法的有
1、用水流类比电流 2、用水压类比电压 3、用水波类比声波 4、用太阳系的结构类比原子的结构。
总之，大家要养成良好思维习惯，在解决问题时要尝试运用各种物理研究方法，不断提高科学素质，这既是中考热点也是以实现课程改革的目标。
观察比较法：学习物理要重视观察和实验。特别是初中物理，演示实验和学生实验是学生获取物理知识的一个重要渠道。由最初老师引导学生观察、比较、归纳，过渡到学生自己动手准备器材，对比实验现象得出实验结论，这是一个非常重要的技能训练。初中物理教学中：串并联电路的特点，蒸发和沸腾，晶体和非晶体的熔化和凝固。运用这种研究方法，能起到良好的教学效果，能很好的锻炼学生的观察能力和归纳能力。例如：研究晶体和非晶体的熔化时，采用相同的加热条件同时对海波和蜂蜡进行加热。引导学生观察两者的状态变化并记录温度随时间的变化，最后让学生由记录数据和观察现象的特点归纳出晶体和非晶体的区别。
控制变量法：某些物理量的变化是其他几个因素共同作用的结果。在研究影响这些物理量变化的因素及与这些因素之间的内在联系时，我们采用控制变量法。这是一种非常重要的物理方法，这种方法将复杂的物理关系中的每个因素逐一研究，化难为易。初中物理教学中一些重要物理量：速度、密度、力的三要素对力的作用效果的影响、滑动摩擦力、压力的作用效果、浮力、电流定律、影响导体电阻大小的因素、欧姆定律、电功、电功率都采用这样的研究方法。上海市中考试题：2002年密度、2003年电功率、2004年浮力都采用表格的形式对这一方法加以运用，题目灵活，所占分值较大。
等效替代法：如果某个物理量的作用效果与其他几个物理量共同作用的效果完全相同，那么可以用这一个物理量来等效替代其他几个物理量，这种方法可以化繁为简。初中物理教学：合力、串并联电路电阻在引入时采用了等效替代法。例如2001年情景题：两个小孩能提起一桶水，一个大人同样能提起这桶水，这一现象表明:两个力对物体的作用效果可以有一个力来等效替代，这一答案在掌握了等效替代法后非常容易得出。
理想化模型方法：为了能够清楚地反映某些客观存在的物质的物理性质，我们利用一些理想的模型会使问题简单明了。研究磁场的分布我们引入磁感应线；光的传播情况引入光线。例如：2002年考题：在物理学中，可以用一个带箭头的直线来表示光的传播路径和方法。这条理想的线叫光线。在下列几个物理学研究的实例中，与引入“光线”这一物理概念的方法相类似的是答案应该是：在研究磁体的磁场时引入“磁感应线”的概念。
关键词：高中；物理教学；替代法
教学改革的实施，要求给予学生活动的空间、思维的空间。解决这一问题，在很大程度上还是在课堂上进行，怎样在有限的课时中解决此种矛盾，其中一个途径就是让学生多体会物理思想和提高物理思维能力。
学生怎样提高物理思维能力，从看似复杂的物理情景中提炼出一个个物理模型，从物理现象中洞察物理的本质，从而跨越思维障碍，高效解决物理问题，促进其创造性思维能力的发展，以实现由知识到能力的质的飞跃，是非常重要的。本文着重介绍高中常用的一种科学思维方法——替代法。
一、什么是替代法
替代法指的是通过相应的物理转换，用熟知的、简单的物理量、状态、结构、过程等去替代那些陌生繁杂且难于求解的物理量、状态、结构及过程，以间接获取问题的解决方法。它是将复杂的物理现象和过程转化为简易的物理现象和过程来研究处理的科学思维方法。
二、替代法在高中物理教学中应用的必要性
替代法在高中物理教学中的应用不但可以使问题化繁为简、化难为易，甚至变未知为已知，更重要的是通过应用替代法可在一定程度上培养学生的科学思维方法。掌握替代法及应用，体会物理等效思维的内涵，有助于提高学生的科学素养。初步形成科学的世界观和方法论，为终身的学习、研究和发展奠定良好基础。
三、替代法在高中物理教学中的应用
在高中物理教学中，替代法是一种重要的科学思想方法。替代法在物理解题中起着重要作用，也有广泛的实际应用，将此法渗透到对教学过程分析中，可以使我们对物理问题的分析和解答变得简捷。替代法可以分为等值替代和等效替代。
（一）等值替代
等值替代是根据相关物理量间具有数值上相等的关系，通过计算一些物理量的数值，从而间接求出另一些物理量数值的方法。具体常见的有：用理想模型替代真实体、用状态替代过程、用过程替代过程等。
1.用理想模型替代真实体
用理想模型替代真实体，理想模型集中地突出了某一类实际对象的主要特征，忽略其次要特征，使得事物的主要特点变得简单、清晰，研究事物现象的方法更简捷，对客观事物本质的认识更深刻、全面。
案例1：半径为R的导体球壳不带电，现将一带电量为q的点电荷放在球壳内距球心为■处，如右图所示，求达到静电平衡后，球壳上感应电荷在球心处产生的场强。
本题如果直接取感应电荷为研究对象来求解它在O处产生的场强，由于不知感应电荷的分布规律而无法求解。考虑到壳内电场是点电荷与感应电荷产生的电场叠加，且静电平衡时壳内场强为0，因此感应电荷在壳内任意点产生的电场的场强均与点电荷在这一点产生的电场的场强等值反向。所以感应电荷在球壳内产生的场强大小可以用点电荷——理想模型在这一点的场强大小来替代，即感应电荷在球心处产生的场强大小，E=■=■，方向水平向右。
在应用等效思想方法的同时再引入物理模型，可在抓住主要的物理条件、过程和方法的基础上，找出解决物理问题的切入点，把实际问题加以简化。又如有质点概念、重心概念、求球体内挖去部分形状规则物体后受到的引力等均用到了理想模型替代真实体方法。
2.用状态替代过程
在一些较为复杂物理现象、物理状态中，利用物理量作用效果上的相似性进行等效处理，可以将复杂多样的物理现象、物理状态得以简化，方便问题的处理。
案例2：一个小球从距地面h=2 m高处由静止开始下落（不计空气阻力），假设每次与地面碰撞后都能弹起本次下落高度的3/4，问小球静止前通过的总路程是多少？
这道题有两种常用思路，一是用演绎归纳的方法，即用数学等比数列求和方式，对小球往复运动过程逐一求解，出总路程的变化规律，这种方法肯定很复杂；二是由于初态与末态清楚，因此外力做功（过程量）使物体动能的变化（状态量）很容易求出，根据动能定理，外力做功在数值上等于物体动能的变化量，用物体动能的变化量来替代外力所做的功，继而求出物体所通过的路程。
等效思维利用了物理现象、物理状态的相似性，把一些复杂的相对较陌生的物理现象、物理状态，回归等效至学生感觉较为熟悉的物理状态，很大层面上也降低了题目的难度，同时也使得学生的知识迁移能力和对知识的应用能力得到有效提高。
3.物理过程等效思维
在建立模型、处理物理过程中，依据题目情景，转换角度思考问题，可降低思维梯度，易于解答一些难度较高的问题。
案例3：如下图所示，在水平地面上有一段光滑圆弧形槽，弧的半径是R，所对圆心角小于10°，现在圆弧的右侧边缘M处放一个小球A，使其由静止下滑，则球由M至O的过程中所需时间t为多少？
■
审题过程中要抓住圆弧光滑且圆心角小于10°这个条件，隐含条件是小球的运动可等效为单摆，即球在圆弧上做简谐运动，从而利用简谐运动的周期性和对称性解决问题。由单摆的周期公式T=2π■，可知球A的运动周期为T=2π■，所以tA0=■T=■■。
我们往往将不可直接测量的物理量用可直接测量的物理量来替代，从而使问题迎刃而解。解题中利用等效物理模型不仅能起到事半功倍的效果，还能培养学生分析、概括问题和推理的能力。
（二）等效替代
如果物理量（物体）经替代后产生的效果相同，则称这种替代为等效替代。等效替代思维是用较熟悉的思维形式来替代相对生疏、复杂的思维形式。运用它不但可以使问题化繁为简、化难为易，甚至变未知为已知，更重要的是通过等效思维应用可在一定程度上培养学生的科学思维方法。
1.力的等效替代
合力与分力的等效替代关系，由于在作用效果上是相同的，依题目条件可以合理选用替代途径。如求力的合成与分解过程。
力的等效替代在效果相同、类似模型相互替代常用到，如用等效重力法求单摆在不同条件下作简谐振动周期的程序。
2.分解与合成替代
用平均速度将变速直线运动等效变换为匀速直线运动；合运动与分运动；平抛、斜抛曲线运动等效为两个直线运动等。这些都是根据等效概念引入的，利用等效替代的思维方法让学生理解所学物理概念。
3.运动的等效替代
圆周运动的等效最高、低点，单摆的等效摆长。从另一个角度去分析，案例2中小球的运动过程也可等效为与地面碰撞无能量损失而受恒定的空气阻力作用的过程。这样用另一过程替代复杂的运动过程使解题难度也得以降低。虽然看问题角度不同，但两种较快解题的思维都是根据等效思想引入的。
四、替代法存在的不足之处
替代法的应用使得学生对物理现象到本质、物理规律理解更为透彻。用替代法简化了繁杂的计算过程，也会消除如伏安法测电阻的系统误差等等，对学生提高自主学习能力和科学思维能力的培养大有好处。当然在实际操作过程中也存在着一些不足之处，如由于对定义本身理解不透，学生易把一些不能等效的物理模型进行等效替代处理；也有一些在审题时忽略了相应条件，凭已有经验进行过程替代处理导致出错。针对诸多此类问题，也同时对教师提出了更高要求，要正确辨析替代内在关联和可替代条件，以防弄巧成拙。
总之，替代法在高中物理教学中的普遍应用有助于学生跨越思维障碍，提高物理思维能力、综合分析推理能力，高效解决物理问题，促进其创造性思维能力的发展，以实现由知识到能力的质的飞跃。科学方法的教育更需要长期的熏陶，在学习中有意识地训练，并要持之以恒，对促进素质教育，贯策新课程理念，提高教育教学质量都是大有裨益的。
参考文献：
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［3］阎金铎.中学物理教材教法.北京师范大学出版社，1984.
［4］戴立军.方法导引与解题技巧.湖南师范大学出版社，1999.
科学方法反映了科学知识的发生和发展过程，是理解和应用科学知识的桥梁，是引导学生树立科学观的有效途径。所以在初中物理教学中除了认真做好物理知识的探究外还应利用物理实验引导学生做好方法性的探究。
一、控制变量法
控制变量法在初中物理实验探究过程中最常用的方法。控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法。当一个物理量与多个因素有关时，为了确定这个物理量与某个因素的关系，就要控制其他因素不变，只改变这个因素，看所研究的物理量与这个因素的变化关系，这种研究方法就是控制变量法。
例如在探究影响导体电阻的大小的因素的实验中，影响导体电阻大小的因素有导体的长度、横截面积、材料这三个变量，怎样才能确定其中一个因素对导体电阻的影响及影响程度呢？这就需要用控制变量法。如下一练习题：两个同学在做探究影响导体的电阻的大小实验时他准备在电路中接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，待用电阻丝规格如下表：
1、要研究电阻与材料的关系应选择序号＿＿＿和＿＿＿的两组电阻丝
2、选择2和3两组电阻丝能研究电阻和＿＿＿的关系
3、将2和4号电阻丝接入两个完全相同的电路发现接有4号电阻丝的电路中的电流表示数大于接有2号的电路中电流表的示数，可得出的结论是：＿＿＿＿＿＿＿
4、这种方法在初中物理中经常用到，以下实验中与此方法不同的是（）
A液体蒸发的快慢与哪些因素有关
B动能与质量和速度的关系
C电流与电压和电阻的关系
D电流时用水流类比
在初中物理中用到控制变量法的实验除了上题中提到的A、B、C三个选项的实验外，还有如下实验：研究不同物质的吸热能力、研究电磁铁的磁性与线圈匝数和电流大小的关系、研究物体运动的快曼、研究滑动摩擦力与压力的大小和接触面的粗糙程度的关系、研究压力的作用效果与压力大小和受力面积大小的关系、研究液体压强的大小与液体的密度和深度的关系等等。
二、转换法
有某些物质或现象我们看不见摸不着，但是可以通过研究该物质或现象所产生的可见效果，对物质和现象进行进一步的分析的方法叫做转换法。
在声音的产生和传播这一节课中，音叉的振动我们看不清楚，把正在振动的音叉放入水中溅起水花可来认识它。电流看不见但我们可以通过它表现出来年的热效应和磁效应来认识它；磁场看不到可以通过放入其中的小磁针转动方向发生偏转来认识。
例如下面的一个习题：磁场是一种看不见的特殊物质，我们可以通过磁场对小磁针的作用效果来认识他。这是科学研究的一种常用方法。下列选项中不是采用这种研究方法的是（）
A比较温度高低，通过液体受热后的体积变化
B学习了电压，通过水压来认识它
C电磁铁磁性的强弱可以观察吸引的大头针的数目
D电路是否有电流可以观察电流表指针是否发生偏转
在下列问题的研究中还可以用到转化法:通过扩散现象来研究分子的运动；研究物理的动能与质量和速度的关系时通过木块被撞击后移动的距离来判断动能的大小等等。
三、等效替代法
当两个物理量或两个物理过程产生的效果相同时就可以利用其中的一个物理量来代替另一个物理量，或利用一个物理过程来代替另一个物理过程的方法叫等效替代法。等效法是物理方法中应用广泛的重要方法，是科学研究中常用的一种思维方法。在效果等同的前提下，把实际的、复杂的物理过程变成理想的简单的等效过程来处理，可加深对物理概念、规律的理解。
例如用等效替代法测电阻：实验设计方案如图1所示：电源电压保持不变，S是单刀双掷开关、R＇是电阻箱、R0是已知阻值的电阻、Rx是待测电阻。
实验步骤：
①将开关S拨到a，读出电流表的示数为I；
②再将开关S拨到b，调节电阻箱R＇的阻值，使电流表的示数为I，读出电阻箱的阻值为R，则被测电阻Rx的阻值为R。另外，在研究平面镜成像的实验中也用到等效替代法。
等效替代法还可以在如下实验探究中：排水法测小块固体的体积；求多个电阻组成的串联、并联电路的总电阻等等。
四、理想化法
理想化法制根据所研究的问题的需要和具体情况，确定主要因素和次要因素，保留主要因素忽略次要因素，排除干扰，从而简明的揭示事物的本质理想化法是一种科学抽象，是研究物理的重要方法。包括理想化实验法和理想模型法。
[关键词] 物理学 研究方法 科学
现在大力提倡素质教育,掌握科学的研究方法是中学生必备的素质。我认为,掌握科学的研究方法比单纯的记住一个现象、一种结果、一项规律更重要,对学生的可持续发展尤为重要。这就要求教师在教学过程中注重对学生科学研究方法的指导,现就初中物理教学中常用的科学研究方法及实例归类总结。物理学的研究方法有许多种,如控制变量法、转化法、实验推理法、等效替代法、理想模型法、归纳法、类比法、比较法、图像法等。
一、控制变量法
在研究物理问题时,某一物理量往往受到多种因素的影响,为了确定其中一个因素对被研究对象的影响情况,首先,要控制其它因素不变,也就是排除其它干扰因素,只改变这一因素,观察该因素的变化对被研究对象的影响情况,找出内在的规律,这就是控制变量法。控制变量法是探究性实验中最常用的方法。初中物理应用实例:
研究压力的作用效果(压强)与压力和受力面积的关系;
研究物体的动能与质量和速度的关系;
研究电流与电阻和电压之间的关系即欧姆定律;
研究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和电流大小的关系。
二、转化法
有些物质的形态通常是看不见的,可以通过该物质产生的各种效应来研究,也就是通过间接的方法来研究该物质。例如,风是看不见的,我们可以通过观察风产生的效应如被风刮起的尘土、树叶、烟、旗面、水波来判断风向、风速。这种研究问题方法就是转化法。初中物理应用实例:大气压是看不见、摸不着的,我们可以通过研究大气压产生的现象来认识它;电流是看不见、摸不着的,我们可以通过观察电路中的灯泡是否发光、发光亮度来判断电路中是否有电流以及电流的大小;磁场是看不见、摸不着的,我们可以通过观察其中的小磁针的北极所指的方向来判断磁场方向;在磁体周围撒一些铁屑来判断磁体周围的磁场分布情况;判断电磁铁的磁性强弱时,我们可以通过观察电磁铁能够吸引大头针的多少来确定;音叉发声时的振动不易观察,我们可以把正在发声的音叉接触水面,通过观察水面的振动来判断,也可以把正在发声的音叉靠近并接触用细线吊起的乒乓球,通过乒乓球的振动来判断。在研究响度与振幅的关系时,可以在鼓面上放一些塑料泡沫颗粒,用大小不同的力敲击鼓面时通过观察塑料泡沫颗粒的振动的高度来判断鼓面的振幅。
三、实验推理法
有些特定实验条件不易达到或不能达到,我们可以通过使现有的实验条件逐渐接近要达到的特定实验条件,通过现有的实验规律进行科学推理,得出特定条件下的结论。这种研究问题的方法就是实验推理法。初中物理应用实例:在研究牛顿第一定律时,通过大量实验得出,在水平面上运动的小车,如果受到的摩擦阻力逐渐减小,小车的运动速度变化会逐渐减少,据此可以推理得出:假如在水平面上运动的小车不受摩擦阻力,小车的运动速度将保持不变,小车将做匀速直线运动;在研究真空能否传声时,把正在发声的电铃放入玻璃罩内,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,听到的铃声逐渐减小,根据这一规律可以推理得出:假如玻璃罩内被抽成真空,在周围的人将听不到铃声,据此得出“真空不能传声”的结论。
四、等效替代法
某些物体的物理量由于受到实验本身的特殊限制或因实验器材的条件限制,不可以或很难直接进行测量,可以通过测量与之有相同效果的物体的物理量来进行研究,从而得出相同的结论,这种研究问题的方法就是等效替代法,这种方法可以使要研究的问题简单化、直观化,易于理解,便于操作。初中物理应用实例:在著名的“曹冲称象”故事中,大象的质量太大,在当时的条件下不便于直接测量,可以测量与之效果相同的石块的总质量,从而得出大象的质量;在电路中,一个电阻可以等效于几个电阻,几个电阻也可以等效于一个电阻,如串联电路的总电阻、并联电路的总电阻都是利用了等效的思想;在力的合成与分解中,若干个分力可以等效于一个合力,一个力也可以分解为作用效果相同的若干个分力。
五、理想模型法
理想模型法就是指把复杂的问题简单化,摒弃次要因素,抓住主要因素,对实际问题进行理想化处理,构成理想化的物理模型。这是一种重要的物理研究方法,有时为了更加形象的描述所要研究的物理现象、物理问题,还需要引入一些虚拟的内容,借此来形象、直观地表述物理情景。初中物理应用实例:光线、磁感线都是虚拟假定出来的,但却能形象、直观地表述物理情景与事实,方便地解决问题,通过磁感线研究磁场的分布,通过光线研究光传播的路径和方向;洪水季节,江河中的水有时会透过大坝的底层从大坝外的地面冒出来,形成“管涌”,“管涌”的物理模型就是连通器;杠杆是一种理想模型,杠杆在实际使用时,都会发生形变,这个形变可以忽略不计。因此,我们就把杠杆理想化,认为它无形变视为一个硬棒,从而使学生在研究时不被细枝末节的因素影响,顺利地得出杠杆平衡原理。
六、归纳法
在研究某一现象的规律时,不可能也没有必要把与之有关的所有现象都列举出来,而是通过大量与某一现象有关的事实,从中找出共同的规律,这种研究问题的方法就是归纳法。初中物理应用实例:声音是由物体振动产生的;光在同一中均匀介质中沿直线传播;光的反射规律;光的折射规律;平面镜成像特点;凸透镜成像规律;分子运动论;晶体的熔化特点;液体的沸腾特点;牛顿第一定律,阿基米德原理;液体压强规律;杠杆的平衡条件;功的原理;欧姆定律;焦耳定律,磁极间的相互作用规律;电磁感应;能量守恒定律。
七、类比法
有些物理现象、概念比较抽象,对学生来说比较陌生、难于理解和记忆,我们可以通过学生熟知的事物来类比,找出类似的规律,类比的对象要有相同或相似之处,这种研究问题的方法就是类比法。初中物理应用实例:用水流类比电流;用水压类比电压;用抽水机类比电源;用速度类比功率。
八、比较法
比较法就是找出事物之间的相同点和不同点,便于理解、记忆和区别。初中物理应用实例:比较汽油机和柴油机的构造和工作原理;比较晶体和非晶体的熔化和凝固特点;比较蒸发和沸腾的条件、剧烈程度、特点、吸热;比较乐音和噪声;比较电动机和发动机的构造、工作原理、工作过程、能量转化;比较火电站、水电站、风电站、核电站,太阳能电站的工作原理、工作过程、能量转化、以及对环境的污染和可持续发展情况。
